陽富強(qiáng)， 楊文家， 余龍星

（福州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，福州 350116）

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室是大學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究及人才培養(yǎng)的重要基地，也是提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的有效載體［1-2］。隨著高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室數(shù)量逐年增多［3］，相應(yīng)的安全管理工作面臨著新的挑戰(zhàn)。近10 年來，我國高校實(shí)驗(yàn)室已發(fā)生多起安全事故，引起社會的廣泛關(guān)注［4］。例如，2022 年4 月20 日長沙某高校學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生鋁粉爆炸，造成1 名博士研究生重傷；2021 年10 月，南京某高校化工實(shí)驗(yàn)室因?qū)嶒?yàn)原料使用不當(dāng)發(fā)生爆燃事故致2 人死亡、9 人受傷。為保障高校師生的生命財(cái)產(chǎn)，維護(hù)高校和社會的穩(wěn)定，對高校實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)控制方法進(jìn)行研究具有重要意義。

當(dāng)前，針對高校實(shí)驗(yàn)室安全管理和風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域，許多學(xué)者進(jìn)行了深入研究。付凈等［5］以“2-4”模型為基礎(chǔ)，研究高校實(shí)驗(yàn)室事故的多發(fā)環(huán)節(jié)；陽富強(qiáng)等［6］基于人因分析和分類系統(tǒng)（HFACS）模型，從多層次分析實(shí)驗(yàn)室事故致因的具體表現(xiàn)形式；李倩［7］提出了以行為安全管理（BBS）模型在組織行為和個(gè)人行為的雙重管理下提高科研人員的安全意識進(jìn)行安全管理。然而，這些研究方法無法從系統(tǒng)的角度解釋實(shí)驗(yàn)室事故的演化路徑和過程，不能有效揭示各個(gè)事件之間的關(guān)聯(lián)性和引發(fā)事故的底層事件。事故演化網(wǎng)絡(luò)通過分析大量的案例，使事故與風(fēng)險(xiǎn)因素間通過事故鏈相連形成風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)［8］，結(jié)合不同風(fēng)險(xiǎn)因子間的邏輯關(guān)系，構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，使動態(tài)分析更加具有實(shí)效性、針對性，并達(dá)到安全防控的效果。

鑒于此，本文運(yùn)用事故案例分析法識別引起高校實(shí)驗(yàn)室存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，提取事故鏈，明確風(fēng)險(xiǎn)演化過程［9］，進(jìn)一步構(gòu)建事故演化網(wǎng)絡(luò)模型。以期為實(shí)驗(yàn)室安全管理提供新的思路和針對性對策。

1 高校實(shí)驗(yàn)室安全網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

1.1 高校實(shí)驗(yàn)室安全事故收集

為構(gòu)建高校實(shí)驗(yàn)室安全事故案例庫，從公開發(fā)表的實(shí)驗(yàn)室事故主題類文獻(xiàn)和政府機(jī)構(gòu)發(fā)布的事故調(diào)查報(bào)告中收集案例。每個(gè)案例包括事故發(fā)生過程、事故發(fā)生原因以及處理結(jié)果等基本信息。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001 ～2021 年間全國高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)生了126 起實(shí)驗(yàn)室安全事故，共造成20 人死亡、107 人受傷［10］；事故類型主要涉及火災(zāi)事故、爆炸事故、中毒事故、機(jī)械傷害事故、觸電事故和其他事故［11］。不同類型實(shí)驗(yàn)室事故分布如圖1 所示，可見火災(zāi)爆炸事故類型最為突出。

圖1 2001 ～2021年全國高校126起實(shí)驗(yàn)室事故類型分析

1.2 實(shí)驗(yàn)室安全事故風(fēng)險(xiǎn)因素建立和事故鏈提取

基于系統(tǒng)工程理論分析126 起事故案例，從人、物、管理、環(huán)境、技術(shù)方法5 個(gè)方面找出導(dǎo)致事故發(fā)生的基本事件、中間事件和衍生事故。根據(jù)各個(gè)事件的相互作用關(guān)系將事故原因分類歸總，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室安全事故演化網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合相關(guān)高校實(shí)驗(yàn)室事故調(diào)查報(bào)告，共識別和總結(jié)出6 類風(fēng)險(xiǎn)因素和27 種風(fēng)險(xiǎn)因子，如表1 所示。

表1 實(shí)驗(yàn)室安全事故風(fēng)險(xiǎn)體系

在對各個(gè)案例進(jìn)行分析時(shí)，按照時(shí)間的先后順序提出危險(xiǎn)因子，將各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子依次連接，最終形成事故鏈，實(shí)現(xiàn)對事故網(wǎng)絡(luò)的演化過程。以2018 年“北京交通大學(xué)12.26 爆炸事故［12］”為例，詳細(xì)闡述各個(gè)危險(xiǎn)因子的辨識和不同危險(xiǎn)因子組成事故鏈的提取過程。根據(jù)表2 的事故經(jīng)過和原因，可分析得出一條事故鏈：實(shí)驗(yàn)人員未進(jìn)行安全培訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)誤操作使得安全防護(hù)失效而造成人員傷亡。通過這一事故鏈可提取出安全培訓(xùn)未組織或組織不到位（M4）、違章操作（H3）、安全防護(hù)失效（C4）這些風(fēng)險(xiǎn)因子。將這些風(fēng)險(xiǎn)因子按照出現(xiàn)的先后順序可以構(gòu)建一個(gè)完整的事故鏈：M4→H3→C4→A2→A1。從“北京交通大學(xué)12.26爆炸事故”中，共識別出10 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子和2 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事故，4 條事故鏈，如表2 所示。同時(shí)，本文按照同樣的方法確定了其余的事故鏈。

表2 北京交通大學(xué)12.26 爆炸事故具體信息及事故鏈

1.3 實(shí)驗(yàn)室安全事故風(fēng)險(xiǎn)演化

在同一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事故中，多條事故鏈均含有的共同風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)可將不同的事故鏈融合到一個(gè)全局的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中［13］。以表2 事故鏈提取與編碼的（1）、（2）、（3）為例，可將不同的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行融合，把每一條單獨(dú)的事故鏈融入整個(gè)事故網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)過程如圖2 所示。

圖2 事故鏈融合示意

基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，運(yùn)用Pajek 建立實(shí)驗(yàn)室事故風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。將上述的6 類風(fēng)險(xiǎn)事故、27 種風(fēng)險(xiǎn)因子抽象為節(jié)點(diǎn)，而這些節(jié)點(diǎn)間的演化關(guān)系可進(jìn)一步抽象為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的有向連線。最終可以輸出為33 個(gè)節(jié)點(diǎn)，119 條兩邊構(gòu)成的有向無權(quán)網(wǎng)絡(luò)。圖3 所示為實(shí)驗(yàn)室事故風(fēng)險(xiǎn)因子關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其綠色節(jié)點(diǎn)代表風(fēng)險(xiǎn)事故，黃色節(jié)點(diǎn)代表風(fēng)險(xiǎn)因子。

圖3 實(shí)驗(yàn)室事故風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

2 事故網(wǎng)絡(luò)分析及防控對策

2.1 基于出入度的風(fēng)險(xiǎn)分析與防控

事故演化網(wǎng)絡(luò)中，入度是指直接引發(fā)該事件的上游事件的數(shù)目。入度越大表明能造成該事件的上游事件多，在一定程度上該事件更容易發(fā)生。出度則是指該事件能夠?qū)е碌南掠问录臄?shù)目，出度越大表明該事件的衍生事故多，對事故演化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展影響大。由于一部分節(jié)點(diǎn)的出入度數(shù)量較少，所以取各類風(fēng)險(xiǎn)因子中總出入度在前50%的風(fēng)險(xiǎn)因子共14 個(gè)，如表3所示。

表3 實(shí)驗(yàn)室安全事故演化網(wǎng)絡(luò)出入度

在統(tǒng)計(jì)的各類風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)中安全制度不健全（M3）和安全意識不足（H1）的出度都較高，分別為11 和10。因此，將這兩個(gè)出度高的風(fēng)險(xiǎn)因子消除可以有效預(yù)防實(shí)驗(yàn)室安全事故的發(fā)生。在風(fēng)險(xiǎn)因子中，儀器受損（C5）的入度最高為5 個(gè)，表明誘發(fā)該風(fēng)險(xiǎn)的因子最多，受其他風(fēng)險(xiǎn)的影響程度高，消除這一風(fēng)險(xiǎn)因子難度很大。綜上，為消除或抑制該風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生更應(yīng)提高工作人員的安全意識和健全安全制度。

2.2 子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)分析

事件的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和事件包含的支鏈數(shù)一定程度上代表事件的危險(xiǎn)程度［14］。在事故演化網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)如表4 所示?；趯?shí)驗(yàn)室事故演化網(wǎng)絡(luò)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)進(jìn)行分析，安全意識不足、安全制度不健全這兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)相對其他風(fēng)險(xiǎn)因子都較高。子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，表示這類事故一旦發(fā)生則更容易造成其他衍生事故，并且大多是危險(xiǎn)性較高的事故［15］。支鏈數(shù)則表示更多的危險(xiǎn)路徑，在消除或抑制事故發(fā)生中控制這兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子發(fā)揮著重要的作用。屬于人為風(fēng)險(xiǎn)因子和管理風(fēng)險(xiǎn)因子的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)往往較高，表明在事故演化的過程中這兩類因素與其他因素聯(lián)系緊密。特別是人員安全意識不足、實(shí)驗(yàn)室制度不健全這兩個(gè)危險(xiǎn)因子，有著最多的連接節(jié)點(diǎn)并對其他節(jié)點(diǎn)施加間接影響力。因此，人為因素和管理因素是影響高校實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)的根源所在。

表4 實(shí)驗(yàn)室安全事故演化網(wǎng)絡(luò)各風(fēng)險(xiǎn)因子的子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)

2.3 事故風(fēng)險(xiǎn)防控對策

綜合以上分析并結(jié)合高校實(shí)際，需要重點(diǎn)對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防控，截?cái)嗍鹿舒?，降低或阻止事故風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。在此，從節(jié)點(diǎn)重要度出發(fā)，提出了高校實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)控制對策。

（1）針對實(shí)驗(yàn)人員安全意識不足，應(yīng)樹立“安全第一，預(yù)防為主，防治結(jié)合”的思想。定期開展安全教育培訓(xùn)，結(jié)合近期發(fā)生的事故案例和國家頒布的法律法規(guī)以案說法增強(qiáng)師生的能動性。通過建立實(shí)驗(yàn)室安全管理?xiàng)l例，并設(shè)立獎(jiǎng)懲制度，鼓勵(lì)每個(gè)師生員工遵守安全規(guī)章制度，參與實(shí)驗(yàn)室安全管理。

（2）針對安全制度不健全，應(yīng)建立實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任制度與管理制度。根據(jù)管理層級設(shè)定責(zé)任，明確各部門實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任，使操作者有章可循、有據(jù)可查，實(shí)現(xiàn)安全責(zé)任制度與管理制度協(xié)同化，從而形成縱向到底、橫向到邊、各負(fù)其責(zé)的安全管理網(wǎng)絡(luò)。

（3）針對監(jiān)督管理不到位、安全隱患未排查等問題，應(yīng)設(shè)立高校實(shí)驗(yàn)室安全管理辦公室，成立安全檢查小組，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)制定詳細(xì)的檢查方案，找出具體問題?？梢詫?shí)行每日排查制度，將結(jié)果上報(bào)到實(shí)驗(yàn)室安全管理辦公室，由安全專職管理人員進(jìn)行隱患排查。

3 結(jié)語

（1）根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，引發(fā)高校實(shí)驗(yàn)室安全事故的原因可概括為：人的因素、物的因素、技術(shù)方法因素、管理因素和環(huán)境因素5 個(gè)方面，共包含27 個(gè)危險(xiǎn)因子。針對這些危險(xiǎn)因子應(yīng)完善實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任制度，實(shí)行全員參與的監(jiān)督機(jī)制，構(gòu)建系統(tǒng)的安全管理體系。

（2）建立了一個(gè)33 個(gè)節(jié)點(diǎn)和116 條邊組成的事故演化網(wǎng)絡(luò)。基于風(fēng)險(xiǎn)因子的出入度、子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)，確定出人員安全意識不足、安全制度不健全是影響最大的風(fēng)險(xiǎn)因子，因此高校實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)中應(yīng)加強(qiáng)對這兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的有效控制。

（3）出入度分析、子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和支鏈數(shù)分析均表明，人的因素和管理因素是導(dǎo)致高校實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的重要原因，控制和減少廣大師生的不安全行為并加強(qiáng)管理制度建設(shè)和落實(shí)是降低實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生的最有效途徑。