第 3期李曉磊等 :改進的區域安全性分析方法
素 ,通過分析確定耦合危險因素是實施 ZSA方法的重點和難點。
由圖 1可以看出 ,分析區域內的耦合危險因素 ,首先就要對區域內的故障因素和能量因素進行分析。然而 ,中國目前的 ZSA方法 ,只是分析了故障因素 ,即提出利用 FMEA ,FMECA的結果 ,不能發現區域內所有的危險因素 (危險因素全集)。針對這一問題 ,本文將危險源的分析方法引入了 ZSA的區域危險分析階段 ,通過分析得到區域內的故障因素和能量因素。之后的重點就在
1 ZSA方法內涵的擴展
系統安全性分析的一個重要目的在于分析、評價系統的安全性 ,發現安全隱患 ;確定現有危險的原因、影響及各種危險的相互關系 [4]。
系統的危險因素全集由 3部分組成 ,即故障因素、能量因素 (如毒氣、燃油、高壓等 )以及耦合危險因素 ,其中耦合危險因素是由故障因素和能量因素耦合而產生的危險因素 ,如圖 1所示。隨著系統復雜性的提高 ,設備與設備之間的關系更加緊密 ,由耦合危險因素導致的安全事故也逐漸增多 [5]。
區域安全性分析 (ZSA)通過區域劃分的方法對組成系統的分系統或設備及其接口的安裝位置進行系統的分析和連續的檢查 ,評價在故障和無故障情況下各分系統或設備潛在的相互影響以及其安裝存在的固有危險的嚴重程度。
ZSA的研究對象就是區域內的耦合危險因
根據改進的方案 ,在目前中國 ZSA方法的具體分析流程方法的基礎上 ,明確了區域危險分析階段的分析方法。改進前后的 ZSA方法如圖 2所示。其中 ,區域危險分析階段是對 ZSA方法的改進 ,將危險源分析、區域內設備間影響分析以及風險分析的方法應用到了 ZSA中[9]。
圖 2 改進前后的 ZSA方法對比 Fig12 Contrast between the original and improved ZSA method
21 1 區域危險源分析
一方面 ,應將 FM EA或 FM ECA中設備的故障模式 ,特別是會產生危險 ,影響到其他設備的設備級故障模式 ,作為區域內的故障因素 ,為危險源分析提供依據。另一方面是分析區域范圍內可能發生意外釋放的能量 (能源或能量載體)或危險物質 ,即能量因素。
最后 ,編制危險源檢查單 ,具體包括危險源種類、危險源類型、危險源產生的原因和危險的影響[ 10 ]。
21 2 區域內設備間影響分析
通過危險源分析 ,得到區域內的故障因素和
能量因素后。將兩者作為輸入 ,開展區域內設備間影響分析。為此根據工程實際
,以及危險因素
ceptable
),最低風險指數定為 4 (Acceptable)。
的分類情況 ,提出了區域內設備間影響分析的方法 ,該方法主要是從以下 3方面分析區域內設備3 實例應用間的影響 ,最后得到區域內的耦合危險因素如圖 3所示[ 11212 ]
圖 3 區域內設備件影響分析
Fig1 3 Analysis of zonal equipment effect
(1)
不同設備的故障因素之間或能量因素之間的相互影響而產生的危險 ,例如由于飛機輪胎爆炸對區域內各設備產生的影響以及由此帶來的危險。
(2)
不同設備的故障因素和能量因素之間的相互影響而產生的危險 ,例如由燃油管泄漏和意外火源而導致的火災危險。
(3)不同設備之間
,雖然不存在故障因素和能量因素交互影響 ,但由于具體的特性而導致的相互影響 ,例如電子設備由于空間位置接近 ,而發生的電磁干擾[ 13214 ]。
21 3 風險分析
風險分析階段 ,將通過區域內設備間影響分析得到的風險進行風險排序 ,為下一步制定分析準則提供依據[ 15 ]。
采用風險評價指數矩陣風險分析方法 (RAC)。RAC法是定性風險估算常用的方法 ,它是將決定危險事件的風險的兩種因素 ——
危險嚴重性 (S)和危險可能性 (P) ,按其特點劃分為相對的等級 ,形成一種風險評價矩陣 ,并賦予一定的加權值來定性地衡量風險的大小。
首先進行嚴重度等級分析 ,將危害事件產生的嚴重性分為 4個等級 :災難 ( Ⅰ)、嚴重 ( Ⅱ)、輕度 ( Ⅲ)、輕微 ( Ⅳ)。
根據危險事件發生的頻繁程度 ,將危險事件發生的可能性定性的分為 5個等級 :頻繁 (A)、很可能 (B)、有時 (C)、極少 (D)、不可能 ( E)。
采用 RAC矩陣的方法描述危險事件的風險。根據以上分析的嚴重度和頻繁程度確定風險
以某型飛機主起落架的起落架艙為研究對象 ,區域代號 140。主起落架艙的左側是設備艙 ,上側是客艙 ,右側是 3號液壓系統艙 ,它與其他 3個區域靠艙內的隔板隔開。該起落架艙內含有起落架系統、液壓系統、操作系統等三大分系統以及所屬的 19個設備 ,同時還有相關的各種管路 ,包括液壓管、電纜、輸油管以及空調排氣管等。空間有限 ,而設備多樣、復雜。具體的設備名稱、編號及數量情況在此省略。
結合 FM EA和 FM ECA所提供的故障模式 ,故障原因以及故障影響等故障信息 ,通過危險源分析和區域內設備間影響分析得到了起落架艙內的風險 ,然后進行風險分析得到各風險等級。部分表如表 1所示[ 16 ]。
由以上分析可知 ,在分析準則制定的過程中 ,首先要考慮的是通過調整艙內各設備的放置位置 ,以及增加防護措施以到達防止起落架艙內著火事件發生的目的。一方面 ,避免艙內的管路發生漏油事件 ;另一方面 ,避免由于電纜漏電、人為的操作失誤以及外界火源進入的事件發生。
其次 ,要考慮的是設備之間由于位置關系 ,防止由于某些設備脫落對其他設備造成的物理破壞。
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