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(1.哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院，哈爾濱 150001；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司，天津 300452)

無動力船舶主要包括不帶推進器的駁船、打樁船、海上生活支持船、海上工程支持船等。由于沒有動力裝置，無動力船舶遇到惡劣海況或其他問題時，經(jīng)常會發(fā)生事故。因此，評估無動力船舶在海上作業(yè)的風(fēng)險水平，對于避免事故發(fā)生，減少損失，保證船舶作業(yè)及海洋石油工程生產(chǎn)施工安全十分必要。

1 風(fēng)險評估的內(nèi)容和步驟

風(fēng)險管理是以最低成本將風(fēng)險控制在最合理水平的動態(tài)過程[1-3]。通過對風(fēng)險管理的實施，能夠?qū)L(fēng)險有效地控制在決策者預(yù)定的界限內(nèi)，以最小的成本獲得最大的安全保障。風(fēng)險管理的內(nèi)容層次見圖1。風(fēng)險評估的基本步驟見圖2。

圖1 風(fēng)險管理內(nèi)

圖2 風(fēng)險評估程

2 風(fēng)險評估具體過程

以中海油298無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過程為例，說明風(fēng)險評估的具體過程。

2.1 系統(tǒng)的界定

在進行風(fēng)險辨識前，首先應(yīng)該明確進行分析的系統(tǒng)，進行系統(tǒng)界定；然后將復(fù)雜的系統(tǒng)分解成比較簡單、容易識別的事物；再根據(jù)收集的資料和分析人員的衡量結(jié)論，采用相應(yīng)的方法對系統(tǒng)進行風(fēng)險辨識，找出風(fēng)險影響因素[4-5]。

2.2 風(fēng)險類別與風(fēng)險源的辨識

根據(jù)對無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離流程的研究和分析，把整個工程作業(yè)過程分為三部分：系泊作業(yè)，錨纜快速釋放，拖航撤離。對于每個作業(yè)過程，結(jié)合工程實施中獲得的直接和間接經(jīng)驗，辨識可能引起系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過程失敗的主要原因[6-7]。

2.2.1 系泊作業(yè)失敗主要原因

1) 斷纜。①突發(fā)惡劣海況或?qū)r估計不足；②載荷計算錯誤；③纜繩保養(yǎng)不夠，比如纜繩太久沒有調(diào)整或換纜；④沒有在導(dǎo)纜口設(shè)置相應(yīng)的防滑裝置或防滑材料。

圖4 設(shè)備事故

2) 走錨。①大風(fēng)浪引起船舶偏蕩使錨抓力不足；②錨地不夠理想；③錨泊相關(guān)設(shè)備差或陳舊；④錨泊方法不當(dāng)，比如出鏈長度不夠；⑤人員對錨泊船舶管理不當(dāng)，比如未發(fā)現(xiàn)走錨或發(fā)現(xiàn)走錨后應(yīng)急措施不當(dāng)。

2.2.2 錨纜快速釋放失敗主要原因

1) 快速釋放系統(tǒng)觸發(fā)失靈。①水上操作裝置遙控失效；②水下釋放裝置開啟失效；③水下釋放裝置載荷拉力超過釋放要求。

2) 錨纜釋放順序失誤。①載荷計算估計錯誤；②工作過程時間計算錯誤；③操作方法或程序失誤。

3) 釋放錨纜打結(jié)纏繞。①涌浪和海流的聯(lián)合作用；②錨纜釋放順序設(shè)計失誤；③錨機效率不夠或失效。

4) 錨機故障。①馬達燒毀，失去起錨動力；②由于油泵、液壓馬達磨損，拉力下降，效率降低；③絞力過大或收絞方向不當(dāng)；④無備用錨機或備用錨機失效；⑤操作方法或程序失誤。

5) 拖船輔助工作失誤。①載荷計算錯誤；②拖船數(shù)量不足；③拖纜損壞或斷裂；④拖船額定功率達不到指標(biāo)。

6) 無動力船與拖船碰撞。①錨纜釋放順序設(shè)計失誤；②操作或作業(yè)配合失誤；③拖纜斷裂；④突發(fā)惡劣海況。

2.2.3 拖航撤離失敗主要原因

1) 無動力船失去控制。①拖船與無動力船聯(lián)接失效或斷纜；②拖船失穩(wěn)；③拖船動力故障；④惡劣海況。

2) 無動力船失穩(wěn)沉船。主要原因：①由于操作失誤或突發(fā)風(fēng)暴引起的拖航過程失穩(wěn)；②穩(wěn)性計算失誤；③載物移位。

3) 無動力船或拖船損壞。①甲板變形；②無動力船與拖船碰撞；③與航道中的其他船只或浮體碰撞[7]。

3 事故樹的建立

根據(jù)對無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過程中可能引發(fā)各類事故的風(fēng)險源及其有關(guān)的影響因素的分析，應(yīng)用系統(tǒng)分析理論、風(fēng)險分析理論，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)理論，建立無動力船錨纜快速釋放及緊急撤離過程事故樹，見圖3。

圖3 無動力船錨纜快速釋放及撤離過程事故樹

4 風(fēng)險因素的定性分析

由事故樹可知，可能引發(fā)過程失效的主要原因來自：設(shè)計因素、設(shè)備因素、誤操作、偶發(fā)事件等4個方面。根據(jù)各方面的特點，結(jié)合對過程中風(fēng)險類型和風(fēng)險源的認(rèn)識，應(yīng)用系統(tǒng)分析理論，分別對各個因素進行定性分析，下面重點對設(shè)備因素進行分析。

在無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過程中，涉及到的主要設(shè)備包括無動力船的錨纜、錨機、錨纜快速釋放系統(tǒng)以及拖船等。這些設(shè)備的狀態(tài)，是引發(fā)事故可能性大小的直接原因。為了更好地分析和認(rèn)識設(shè)備的狀態(tài)及影響因素、相互關(guān)系，建立無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過程設(shè)備事故樹，見圖4。

從上述幾種可能發(fā)生失效的形式及后果特征分析看，有些影響因素的特征具有典型的不確定性?，F(xiàn)針對這些不確定性因素所產(chǎn)生影響的特點，對照因素分值區(qū)間原則，建立影響設(shè)備失效各主要影響因素的風(fēng)險評價準(zhǔn)則。

4.1 事故發(fā)生頻率風(fēng)險評價準(zhǔn)則

1) 發(fā)生的可能性很小，或只在理論中具備發(fā)生的可能，幾乎不發(fā)生。

2) 偶爾發(fā)生，曾經(jīng)在事故報告中出現(xiàn)，但是發(fā)生概率比較低。

3) 比較容易發(fā)生，加強安全保障措施后基本可以杜絕事故的發(fā)生。

4) 時有發(fā)生，加強安全保障措施，可以降低事故發(fā)生的機率，但是無法做到杜絕發(fā)生。

5) 經(jīng)常發(fā)生，即使采用多種安全保障措施，仍無有效方法杜絕其發(fā)生。

4.2 事故影響程度風(fēng)險評價準(zhǔn)則

1) 可導(dǎo)致外表損傷，經(jīng)濟損失可以忽略，無人員受傷害，或只是事故隱患表現(xiàn)，未成事實。

2) 外表損傷，經(jīng)濟損失小，無人重傷。

3) 對功能、性能有較大損傷，有人員受中等傷害。

4) 功能、性能大部分喪失，有人員傷亡。

5) 功能、性能喪失，有多人傷亡。

4.3 事故緊急程度風(fēng)險評價準(zhǔn)則

1) 補救措施的實施基本不受限制，甚至可以忽略不計，可以先行考慮其他的事故補救。

2) 允許慢些采取措施，但是不可以忽略不計。

3) 要在發(fā)現(xiàn)事故后快些做出結(jié)論，拿出解決方案并實施補救。

4) 要盡快采取措施，發(fā)現(xiàn)事故后要盡快拿出補救方案，立即采取補救措施。

5) 必須立即采取措施，每耽誤一秒都會使事故后果嚴(yán)重數(shù)倍。

4.4 事故修復(fù)難易程度風(fēng)險評價準(zhǔn)則

1) 很容易修復(fù)，或有可靠的應(yīng)急系統(tǒng)，故障顯示后能夠迅速地排除。

2) 方便維修，或有應(yīng)急系統(tǒng)，故障顯示后需要較長時間才能排除。

3) 修復(fù)要明顯付出代價，應(yīng)急系統(tǒng)不可靠，故障顯示后需要通過外援才能排除。

4) 很難修復(fù)、修復(fù)的代價巨大，或應(yīng)急系統(tǒng)不可靠，故障顯示后很難排。

5) 修復(fù)代價與重新建造相當(dāng)，或無應(yīng)急系統(tǒng)，故障出現(xiàn)后很難排除。

根據(jù)這些評價準(zhǔn)則，可以全面地評價各個因素的具體情況；而具體操作過程，則需要在本專業(yè)領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的專家的合作下完成。

5 風(fēng)險因素的定量分析

把失效模式的影響因素進行分類、定性分析和評價后，各因素對故障模式產(chǎn)生的“后果”，常用發(fā)生頻率Cp，影響程度Cy， 緊急程度Cj進行綜合評價。這里引入“風(fēng)險指數(shù)”Cr：

(1)

若除前述3個因素外，尚需考慮修復(fù)的難易程度Cn，則風(fēng)險指數(shù)為

(2)

若需考慮i個因素，則Cr為

(3)

各系統(tǒng)Ci的取值與定性描述相一致，用一個對應(yīng)的數(shù)值區(qū)間表示，用A、B、C、D、E五級評定標(biāo)準(zhǔn)估計各系統(tǒng)的`取值，見表1。

表1 事故發(fā)生頻率評定標(biāo)準(zhǔn)

Cp、Cy、Cj、Cn可以由專業(yè)人員或工程實踐人員按已經(jīng)建立的各個因素的風(fēng)險評價準(zhǔn)則作出評定，也可以按專門建立的單獨的評價準(zhǔn)則進行評定。然后對各專家意見進行統(tǒng)計均衡，求出風(fēng)險指數(shù)，并按照風(fēng)險指數(shù)的大小排序，找出最關(guān)鍵因素，即可進行風(fēng)險控制和風(fēng)險管理。

例如，無動力船設(shè)備失效模式的選取如圖4所述，Cp、Cy、Cj及Cn的選取由多位與項目相關(guān)的專業(yè)人員根據(jù)各個因素的風(fēng)險評價準(zhǔn)則給出，計算中?。篈=2.5，B=10.0，C=27.5，D=57.5，E=87.5。通過式(2)計算最終的風(fēng)險指數(shù)，見表2。

本例中風(fēng)險指數(shù)最高的前4個風(fēng)險因素有：錨纜釋放順序失誤(Cr=53.11)，錨機操作失誤(Cr=47.82)，斷纜(Cr=45.81)，錨纜打結(jié)(Cr=44.17)。所以，應(yīng)該對于可能導(dǎo)致這四個風(fēng)險因素產(chǎn)生的原因進行重點分析，加強安全措施以降低相應(yīng)的風(fēng)險發(fā)生的概率。另需說明的是，各種失效方式具體因素點值的給出最好應(yīng)由一組具備實際工程經(jīng)驗的專家進行，由于資料和經(jīng)驗的限制，本報告的風(fēng)險指數(shù)計算結(jié)果僅供參考。

表2 無動力船設(shè)備失效風(fēng)險定量分析

6 風(fēng)險管理措施

系泊作業(yè)中應(yīng)注意：選定良好避風(fēng)錨地；選擇正確的錨泊方法和足夠的出鏈長度；大風(fēng)浪來臨前應(yīng)作好充分準(zhǔn)備；駕駛員應(yīng)熟練掌握發(fā)現(xiàn)船走錨的方法及手段。

錨纜快速釋放中應(yīng)注意：設(shè)備日常維護與人員培訓(xùn)；對于機艙部和甲板部做好物質(zhì)準(zhǔn)備工作；做好全船的配合協(xié)同作業(yè)；收纜過程中的注意程序、方式，且要隨機應(yīng)變。

拖航撤離中應(yīng)注意：提高設(shè)計計算精度；防止失穩(wěn)發(fā)生；防止斷纜發(fā)生；做好抗風(fēng)浪準(zhǔn)備；確認(rèn)系統(tǒng)安全可靠。

7 結(jié)束語

無動力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離風(fēng)險評估研究是與中海油能源發(fā)展股份有限公司合作完成的，通過針對“海洋石油298”無動力船的錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離風(fēng)險問題的探討，總結(jié)了一套適合中國國情的、具有一定可靠性的風(fēng)險分析、風(fēng)險評估、風(fēng)險管理體系。但是，由于工程項目中大部分因素的不確定性和隨機性，在我國，風(fēng)險分析方法還是以定性分析為主，定量分析為輔，這必然造成計算結(jié)果有誤差，存在不確定性。因此，對風(fēng)險因素精確量化分析方法有待進一步研究。

[1] 張圣坤,白 勇,唐文勇.船舶與海洋工程風(fēng)險評估[M].北京:國防工業(yè)出版社,2003.

[2] 焦秀穩(wěn),肖建勇,王 濤.海洋平臺結(jié)構(gòu)物拖拉上船過程風(fēng)險分析[J].中國海洋平臺,2003,18(3):28-31.

[3] 孟 博,余建星,劉立名.海洋平臺組塊吊裝裝船過程的風(fēng)險評估方法研究[J].中國海上油氣,2004,16(1):51-54.

[4] 田 政,葉志樣,盧 波.挪威船級社定量風(fēng)險評估方法解析[J].中國海上油氣,2001,13(5):45-48.

[5] 余建星,田 佳,譚振東.深水平臺施工過程自然風(fēng)險定量評估[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2007,16(1):113-118.

[6] 陳榮國,周 俊.斷纜——系泊中的安全隱患[J].船海工程,2005,169(6):75-77.

[7] 李紅濤,余建星.海上拖航過程的風(fēng)險評估方法研究[J].海洋技術(shù),2005,24(3):92-95.