李華 郭皓杰

（西安建筑科技大學資源工程學院 西安 710055）

0 引言

森林火災事故分析廣泛采用的事故樹（FTA）、事件樹（ETA）等方法都是基于線性思維［3］。美國工程院院士LEVESON N G［4］提出基于系統(tǒng)理論事故過程致因模型（Systems-Theoretic Accident Model and Process，STAMP），該方法強調組件之間的交互作用，提供了新的危險分析和預防技術的方向。諸多學者基于該模型展開研究，姚天雨等［5］基于STAMP模型分析深圳“12·20”滑坡事故；王瑛等［6］通過STAMP分析明確風險因素，進而定量研究軍機飛行訓練安全狀況；王起全等［7］基于STAMP模型設計了地鐵擁擠踩踏事故應急聯(lián)動系統(tǒng)?？梢?，STAMP模型已在致因分析、安全性分析和安全系統(tǒng)設計方面得到廣泛應用。

從掌握的文獻分析發(fā)現(xiàn)，STAMP模型已在航空、船舶、運輸和生產等領域得到應用，但在森林火災事故分析中應用較少，而森林火災事故是致因因素眾多、撲救過程復雜度極高的系統(tǒng)，從動態(tài)控制系統(tǒng)的角度對其分析更具契合性。鑒于此，筆者擬基于STAMP模型對1起森林火災事故進行實證分析，探究導致事故發(fā)生的機理，以期得到更為詳細的事故致因解釋，預防此類森林火災傷亡事故發(fā)生。

1 STAMP模型

STAMP模型融合系統(tǒng)理論和控制理論，將安全事件視為1個系統(tǒng)，認為安全是復雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)特征，為了達到安全就必須做好控制。

構成STAMP模型的3個基本要素分別是安全約束、分層安全控制結構和過程模型。安全約束是控制動作及反饋的具體且必要措施；分層安全控制結構將整個系統(tǒng)視為1種分層結構，上層對下層實施控制過程實現(xiàn)控制目標的安全性，該要素也是STAMP模型分析事故的基礎；過程模型是確定需要的控制行動，并通過各種形式的反饋來更新控制行動。在系統(tǒng)控制結構中，安全約束沒有被有效執(zhí)行或是延遲等原因是導致事故的發(fā)生的根本原因，STAMP系統(tǒng)控制模型如圖1所示。

圖1 STAMP系統(tǒng)控制模型

運用STAMP模型進行事故致因分析，應先從底層物理過程識別導致事故的外部干擾、異常交互等情況，然后向上分析每層安全控制結構中組件的作用、檢查組件的控制缺陷或者不恰當行為。

2 事故概況

以涼山州西昌市“3·30”森林火災撲救事故為例，對STAMP事故致因理論模型進行驗證，根據(jù)事故調查組現(xiàn)場勘查和事故調查報告［8］可知火災發(fā)生和撲救事故情況如下：

1）2020年3月30日15時35分，四川涼山州西昌市皮家山山脊處1根電桿的電線預留引流線與橫擔支撐架抱匝搭接，造成電線接地放電故障，電線起火燃燒。電線金屬材料在高溫下熔融，掉落后引燃周邊的雜草。因天氣高溫干燥、風力較大，導致迅速蔓延成災。

在我的軟磨硬泡下，爸爸答應讓我試一試打糍粑。我本想擺出一個帥氣的姿勢舉起大木槌，不料那木槌重得我根本提不起來。我費了九牛二虎之力，終于把木槌舉起了一點點，可還不到五秒鐘，它又重重地落了下去。哇，這家伙可真沉?。?/p>

2）當日15時50分，林場瞭望人員發(fā)現(xiàn)火情后向上級匯報，西昌市啟動Ⅲ級應急響應，隨后成立聯(lián)合指揮部，調集森防、消防和專業(yè)撲火隊等增援力量，對火災蔓延地區(qū)展開撲救工作，并保護重點設施和疏散群眾，研究制定次日撲救方案。

3）當日20時17分，指揮部協(xié)調寧南縣專業(yè)撲火隊增援撲火任務，經指揮部相關領導決議安排部署到柳樹樁進行撲火。當晚，在當?shù)叵驅У囊I下，沿小路徒步進入林區(qū)上山。

4）3月31日0時，林區(qū)附近風向由西南風轉為東北風，風力陡增，林火迅速從山背后翻過山頂，直逼撲火隊員。撲火隊員原路撤回過程中，山下來路起火，經現(xiàn)場自救失敗，撲火隊伍基本被火包圍，在突圍過程中，大火先后吞噬了19名救援人員。

5）該事故最終造成19名救援人員死亡、3人受傷，直接經濟損失9 731.12萬元。

3 基于STAMP模型事故分析應用

3.1 系統(tǒng)危險及系統(tǒng)級安全約束

基于STAMP模型的森林火災事故系統(tǒng)分析應確定系統(tǒng)危險和系統(tǒng)級安全約束，構建系統(tǒng)安全控制結構。與“3·30”火災事故相關的系統(tǒng)危險是：

1）電桿的預留引流線與橫擔支撐架抱匝搭接，線體鋁制金屬熔融、電線外層絕緣材料燃燒，引燃電桿基部的灌木和雜草。

2）在撲火救援中發(fā)生火勢方向變化，救援人員被火勢包圍。

為防止系統(tǒng)危險導致事故發(fā)生，應具有如下系統(tǒng)級安全約束：

1）電力公司有可靠的巡檢制度，避免巡檢流于形式、弄虛作假。

2）森林火災發(fā)生時，必須有嚴密、及時的氣象監(jiān)測和火情監(jiān)測，保證不會出現(xiàn)因火勢變化，造成救援人員撤離不及時，被困火場。

3）撲火救援過程中必須有周密的救援計劃和安全的撤離路線。

4）如發(fā)生救援人員被火勢包圍，必須有可靠的裝備降低周圍火勢，以減少傷害。

詳細梳理森林火災事故中各組件的控制動作及反饋過程，展示事件中每1個主要參與者行為的時間線，構建防止“3·30”森林火災事故發(fā)生的分層安全控制結構，如圖2所示。

圖2 “3·30”森林火災事故分層安全控制結構

3.2 物理過程及環(huán)境因素

根據(jù)電力專家組調查結果，造成此次森林火災事件的物理過程及環(huán)境影響因素是電桿架設的導線預留引流線與橫擔支撐架抱匝搭接，造成接地放電故障。電線線體鋁制金屬熔融、電線外層絕緣材料燃燒，引燃電桿基部的灌木和雜草。

結合涼山州森林火災形成的火環(huán)境研究［9］表明，火點附近可燃物負荷量達10～70 t/hm2，平均約30 t/hm2（國際上公認30 t/hm2為發(fā)生重特大森林火災的臨界值），致使電桿基部的火情受風力作用迅速蔓延成災。涉事電桿違反的安全需求和約束包括由無資質施工方建設及未充分考慮引流線預留長度，其物理過程分析如圖3所示。

圖3 物理過程分析

3.3 基礎建設分析

本節(jié)主要分析項目建設施工過程的控制原因。該建設項目為國網攀枝花供電公司援建的“10 kV電臺線”改造項目，與此次森林火災發(fā)生相關的建設層組件有：國網攀枝花供電公司和國網涼山供電公司聯(lián)合組建的業(yè)主項目部、攀枝花網源電力有限公司擔任的施工總承包單位、四川省通信產業(yè)服務有限公司擔任的施工分包單位、廣元市城剛勞務有限公司擔任的勞務分包單位、四川電力工程建設監(jiān)理有限責任公司擔任的監(jiān)理單位。

通過分析控制結構中各個組件的安全需求和約束，不安全的決策和控制行為和反饋，系統(tǒng)的識別控制缺陷，可以針對缺陷進行系統(tǒng)改良，基礎建設分析如圖4所示。

圖4 基礎建設分析

3.4 行業(yè)運營分析

本節(jié)主要分析項目運營階段的控制原因，與森林火災事故發(fā)生的相關運營層組件有：涼山州發(fā)改委、涼山州經信局、西昌市發(fā)改經信局、國網涼山公司安寧供電分公司、馬道供電所。行業(yè)運營分析如圖5所示。

圖5 行業(yè)運營分析

3.5 撲救過程分析

撲救過程分析如圖6所示。與森林火災救援人員傷亡事故發(fā)生的相關撲救層組件有：省—州—市森林草原防滅火聯(lián)合指揮部、西昌市前線指揮部、林場瞭望塔工作人員和寧南縣森林草原防滅火專業(yè)撲火隊。

圖6 撲救過程分析

3.6 事故的動態(tài)過程視角

對模型中執(zhí)行器根據(jù)被控過程的反饋實施控制動作進行動態(tài)分析，以期確定有效的安全控制行為，保證系統(tǒng)的安全性。在涉事電桿建設階段中，缺乏技術交底和安全培訓教育、管理人員風險認識不足以及存在不恰當?shù)臎Q策和控制行為導致建成有事故隱患的電桿，但由于電桿未投入運營使用，安全控制結構雖未施加足夠的安全約束仍能保證建設的完整性。隨著電力設施投入使用，缺乏有效的安全隱患排查、電桿下可燃物清理不及時，導致系統(tǒng)向高風險狀態(tài)遷移，此時各個控制結構必須對根據(jù)反饋情況及時更新各層安全約束。但“3·30”森林火災事件的安全控制結構自上而下缺乏風險認知意識，監(jiān)管工作不到位，導致多個反饋回路失效，致使執(zhí)行器未有效實施控制行動，導致火災發(fā)生。在應急響應和火災撲救階段，高層未嚴格落實安全需求及約束、沒有提出按照預案召集或邀請氣象專家組成咨詢組、火情動態(tài)缺乏持續(xù)監(jiān)測、對火情缺乏研判，導致安全約束逐步失效，最終導致?lián)渚热藛T傷亡事故發(fā)生。

4 結論

1）回顧涼山州西昌市“3·30”森林火災事故可知，施工人員違規(guī)施工和缺乏電力線路火災隱患認識為火災發(fā)生埋下根源；電力運營公司自上而下開展的隱患排查治理工作流于形式，相關電力行業(yè)監(jiān)管部門缺乏監(jiān)督，最終引發(fā)森林火災；撲救過程存在多頭指揮，工作部署信息傳遞走樣，撲火工作不具體、考慮不周，最終造成重大人員傷亡。有關地方人民政府和安全監(jiān)管部門應認真分析其深層原因，強化日常監(jiān)管，提高應急救災效能，以防止此類事故發(fā)生。

2）本文基于STAMP模型對一起因電力設施故障引發(fā)森林火災事故進行了組織原因分析。通過識別系統(tǒng)危險、系統(tǒng)級安全約束，構建森林火災事故分層安全控制結構。從事故動態(tài)衍化的角度識別了各建設主體之間、電力運營企業(yè)及行業(yè)監(jiān)管部門、事故救援部門的控制和反饋，得到邏輯結構更為嚴謹?shù)氖鹿试蚪忉尅?/p>

3）利用STAMP模型對森林火災事故過程進行分析，不僅能考慮事故本身的物理過程及環(huán)境因素，還能夠較好地描述系統(tǒng)組件彼此間的交互作用及動態(tài)變化情況，它從整體上把握系統(tǒng)的復雜性和多元性，全面地分析和了解事故，幫助相關人員制定更切實可行的防控措施，具有重要的實用價值。