事故致因理论(短训班).ppt

事故致因理论,授课学时：10学时授课人：金龙哲 博士(后)中国劳动保护科学技术学会 理事 北京科技大学环境节能中心安全部 主任北京科技大学环境工程系书记 教授电话：电子信箱:,主要的授课内容,第一讲 中国的安全生产形势分析第二讲 安全科学技术概述 第三讲 事故致因理论及其模型,第一讲 中国的安全生产形势分析,中国的安全生产现状工矿企业事故分析非矿山企业安全事故分析非煤矿山企业安全事故分析,一、中国的安全生产现状,全国安全生产状况总体上向稳定好转的方向发展。由于我国安全生产工作基础比较薄弱，全国各类生产事故仍然比较多（今年上半年共发生各类事故549694起，死亡64775人，同比分别上升10.3%和5.3%）。,一、中国的安全生产现状,特大事故仍时有发生（今年上半年共发生一次死亡3-9人重大事故1182起，死亡4983人，同比分别下降0.6%和4.5%。一次死亡10人以上特大事故68起，死亡1411人，同比分别下降5.6%和上升8.5%；一次死亡30人以上特大事故4起，死亡401人,同比分别下降50%和上升22.3%）。,1、全国各类事故死亡人数比例,2、工矿企业事故比例,全国工矿企业工发生伤亡事故5723起，死亡6314人，同比增加351人，分别上升7.3%和5.9%。一次死亡3-9人重大事故281起，死亡1202人，同比减少40起，减少242人。一次死亡10人以上特大事故31起，死亡645人，同比减少3起，减少43人。,3、工矿企业发生事故起数比例,4、工矿企业事故死亡人数比较,二、工矿企业事故分析1、部分省份工矿企业死亡事故情况,2、工矿企业工伤事故分析1）工矿企业伤亡事故类型分析,2）工矿企业伤亡事故类型分析,3）工矿业企业伤亡事故原因分析,三、非矿山企业工伤事故分析1、非矿业企业伤亡事故类型分析,2、非矿业企业伤亡事故类型分析,3、非矿业企业伤亡事故原因分析,四、非煤矿山企业工伤事故分析1、非煤矿山伤亡事故类型分析,2、非煤矿山伤亡事故类型分析,3、非矿业企业伤亡事故原因分析,第一讲 结束,安全科学技术是一门综合性学科，它的学科体系与一般单纯的自然科学或社会科学的学科体系不完全相同。它不仅在本学科内每个层次之间存在着相互依存关系，而且还与其他各有关的自然科学、社会科学存在着密切关系。因为各产业的安全有其自身的特点，安全科学应用理论与技术必须与各个产业相结合，才能真正解决各产业安全生产的具体问题。例如，煤炭工业、冶金工业、化学工业、石油工业、建筑业、交通运输业、农业等部门，均已形成了各自的安全科学的应用理论和技术体系。,第二讲 安全科学技术概述,第二讲的主要内容安全科学研究的范畴及内容安全科学技术的基础理论安全科学技术的应用理论安全科学技术的学科层次安全科学技术的学科体系的构成中国安全科学技术的发展现状我国职业安全卫生的监督管理机构安全科学的基本术语,第二讲 安全科学技术概述,一、安全科学研究的范畴及内容,人,1、安全科学三要素,物,人与物,安全,一、安全科学研究的范畴及内容,人,2、安全科学四要素,信息,人与物,物,安全,二、安全科学技术的基础理论,安全作为一门科学是人类在改造自然的实践中长期积累而形成的。安全科学技术主要研究生产过程中人与自然（劳动工具、劳动对象、劳动环境）之间、人与人之间的关系，以及在这些关系中如何防止事故，保证安全的规律。,二、安全科学技术的基础理论,安全科学技术的基础理论可分为三个方面:,动力理论,事故致因理论,人机学理论,动力理论是确定劳动安全卫生工作在社会生产中的地位、方向，指导和推动劳动安全卫生工作有规律发展的理论。,事故致因理论研究造成工伤事故和职业危害的原因和机理，寻求在什么情况下就会发生工伤事故和职业病危害的规律。,人机学研究如何使人与作业环境、机器设备之间保持协调、安全、舒适、高效的人机关系。,三、安全科学技术的应用理论,目前在我国已较成型的安全应用理论主要有:,安全工程学,职业卫生工程学,安全管理学,安全工程学是针对生产中的不安全因素，研究其发生原因及危害性，找出其规律性，制定控制措施，防止事故的发生。,卫生工程学是研究生产过程中危害劳动者健康因素的发生、发展的原因及其控制措施，防止职业病的发生。,安全管理学研究如何制定各项方针政策、法规制度，建立合理的组织机构和安全责任制，制定改善劳动条件规划以及如何对工伤事故和职业病进行调查处理、分析与预测等。,1、安全工程学,安全工程学是针对生产中的不安全因素，研究分析其发生原因及危害性，从物理、化学、机械性能、结构等方面找出其规律性，制定控制措施，防止工伤事故的发生。例如：针对生产中的各种火焰、熔融金属、热液、热气及电流、电磁场、放射线等物理性危险因素，研究各种防烫、防灼、防触电、防射线等理论与技术；矿山各种灾害的防治措施；针对生产中各种易燃易爆物质及锅炉等压力容器的爆炸事件，研究各种防火、防爆理论与技术等等。,2、职业卫生工程学,卫生工程学是研究生产过程中危害劳动者健康因素的发生、发展的原因及其控制措施，防止职业病的发生。当前我国重点研究的有防尘、防毒、防噪声、防辐射等理论及技术。,3、安全管理学,安全管理学属于安全科学的应用理论，它对安全生产工作从组织上、管理上和制度上进行系统的、综合的研究，做出科学的理论概括，揭示生产中防止事故的规律；它研究如何制定各项方针政策、法规制度，建立合理的组织机构和安全责任制，制定改善劳动条件规划以及如何对工伤事故和职业病进行调查处理、分析与预测等。安全安全管理的面很宽，从系统的观点看，它是企业生产经营的一个子系统。所以，安全管理也需要应用系统工程的原理和方法。,四、安全科学技术的学科层次,安全科学的学科层次,社会科学基础理论,自然科学基础理论,技术科学,应用科学,安全哲学（安全观）,安全科学基础理论,安全工程学,安全应用技术,中国国家技术监督局将自然科学和社会科学范畴中所有3000多个学科，按其科学性、实用性、简明性、兼容性、扩延性、惟一性的原则，分类、合并、归纳为58个一级学科，633个二级学科，2134个三级学科。在国家标准GB/T1374592中，安全科学技术为一级学科，其代码为620，它包括5个二级学科，27个三级学科，如书中的表1-1所示。,五、安全科学技术的学科体系的构成,五、安全科学体系图,安全科学的学科体系,应用技术及理论,安全管理学,安全工程学,卫生工程学,防尘技术防毒技术防辐射技术防噪音技术检测检验技术,防火与防爆电气安全技术机械安全技术安全系统工程信息安全技术,安全法规管理安全教育管理伤亡事故管理安全经济管理,行业生产安全技术,矿山工业安全技术化工工业安全技术机械工业安全技术石油工业安全技术,基础理论,动力理论,事故致因理论,人机学理论,1、安全教育发展现状在我国的普通高等学校本科专业目录中，安全类本科专业层次有：管理工程类的“安全工程”（082206）；地矿石油类的“矿山通风与安全”（0800107）；公安技术类的“防火工程”（082001）和“灭火技术”（082202）。,六、中国安全科学技术的发展现状,1、安全教育发展现状在硕士研究生和博士研究生培养层次上，目前仅有“安全工程及技术”（081903）二级学科点。教育部在工科本科目录修订方案（第二稿）中，已将“安全工程”、“矿井通风与安全”、“防火工程”、“灭火技术”、“道路事故防治工程”等部门安全工程合并统一，列为“环境与安全类”专业。这一新型综合性专业的确立，对安全、减灾、环保科学技术的发展及人才培养有重要意义。,六、中国安全科学技术的发展现状,2、中国安全科技的发展现状,广大安全科学技术人员通过长期不懈的努力，在安全管理、工业防尘、工业防毒、噪声与振动控制、防火防爆、锅炉与压力容器安全、矿山安全、机电安全、职业安全卫生、化工安全及个体防护等部门安全科学领域开展了较广泛的科研及学术交流活动。目前，已出版的安全科学技术方面的专著有200余种，定期出版的中、高级专业技术刊物120种。,2、中国安全科技的发展现状,目前，已出版的安全科学技术方面的专著有200余种，定期出版的中级专业技术刊物120种。现代职业安全、中国安全科学学报、中国减灾、自然灾害、灾害学、安全与环境工程、安全与环境学报、安全等刊物及安全为天、中国减灾报、安全生产报、警钟常鸣等都是传播安全减灾信息的重要媒体。,3、中国安全科技发展的主要问题,对安全科学的认识水平及其人才储备问题 安全与减灾科学的协同问题 安全科学与环保、能源及资源等学科的可持续发展问题 各部门安全科学技术的相互交叉与融合问题安全科学技术的人才培养问题 开展OSHMS认证与促进企业安全管理问题,七、我国职业安全健康的监督管理,八、安全科学的基本术语,规范的术语是研究安全科学技术的基础，劳动法、消防法、职业病防治法及职业安全健康审核规范等法规中，已对安全科学规范术语和定义进行了明确规定。术语详见书中的19条。,第二讲 结束,第三讲 事故致因理论及模型,安全科学的基础理论是从大量典型事故的本质原因的分析中所提炼出的事故机理和事故模型，因此，安全科学的基础理论也可称为事故致因理论或事故模型。这些机理和模型反映了事故发生的规律性，能够为事故原因的进行定性、定量分析，为事故的预防及人的安全行为方式，从理论上提供科学的、完整的依据。随着科学技术和生产方式的发展，事故发生的本质规律在不断变化，人们对事故原因的认识也在不断深入，因此，先后出现了十几种具有代表性的事故致因理论和事故模型。,第三讲 主要内容,早期的事故致因理论“二战”后的事故致因理论现代事故致因理论及模型,1919年，首先由格林伍德（Greenwood）和伍兹（H.Woods）提出；后来又由纽伯尔德（Newboid）在1926年以及法默（Farmer）在1939年分别对其进行了补充。,一、早期的安全基础理论,1、“事故倾向性格”论,该理论认为，从事同样工作和同样的工作环境下，某些人比其它人更易发生事故，这些人是事故倾向者，他们的存在会使生产事故增多；如果通过人的性格特点区分出这部分人而不予雇用，则可以减少工业生产的事故。这种理论把事故致因归咎于人的天性，至今仍有某些人赞成这一理论，但是后来的许多研究结果并没有证实该理论的正确性。,1、“事故倾向性格”论,2、事故因果连锁理论,1）连锁型2）因果型3）复合型,事件1,事件4,事件3,事件2,事件,事件,事件,事件,事故,事故,3、海因里希事故连锁理论,1936年由美国人海因里希（W.H.Heinrich）提出了事故因果连锁理论。海因里希认为，伤害事故的发生是一连串的事件，按一定因果关系依次发生的结果。他用五块多米诺骨牌来形象地说明这种因果关系，即第一块倒下后，会引起后面的牌连锁反应而倒下，最后一块即为伤害事故。因此，该理论称为“多米诺骨牌”理论。多米诺骨牌理论建立了事故致因的事件链这一重要概念，并为后来者研究事故机理提供了一种有价值的方法。,海因里希曾经调查了75000件工伤事故，发现其中有98%是可以预防的。在可预防的工伤事故中，以人的不安全行为为主要原因的事故占89.8%，而以设备的、物质的不安全状态为主要原因的只占10.2%。按照这种统计结果，绝大部分工伤事故都是由于工人的不安全行为引起的。海因里希还认为，即使有些事故是由于物的不安全状态引起的，其不安全状态的产生也是由于工人的错误所致。因此，这一理论与事故倾向性格论一样，将事件链中的原因大部分归于工人的错误，表现出时代的局限性。,3、海因里希事故因果连锁理论,多米诺股牌连锁理论模型,H,D,A,P,M,P,M,D,A,H,若以A0代表伤亡事故发生这一事件，根据多米诺股牌模型，伤亡事故A发生，必须具备条件A、M、P、H、D五块骨牌都倒下，即，这五块骨牌代表的事件都发生才行（与门），故：A 0=A M P H D据此可得：PA0=PA PM PP PH PD,多米诺股牌理论的数学模型,A、M、P、H、D这五个事件的概率都是1 的，所以PA01，说明伤亡事故的概率是很小的。如果抽出其中的一块牌（如H=0），则有：PA0=PM PP 0 PD PA=0 于是A0即为不可能事件，伤亡事故就不会发生了。,多米诺股牌理论的数学模型,与海因里希因果连锁理论相似的事故连锁模型还有：博德事故因果连锁理论 亚当斯事故因果连锁理论 北川彻三事故因果连锁理论（详见安全科学原理第17页、18页）,3、其他的事故因果连锁理论,二、“二战”后的事故致因理论,第二次世界大战爆发后，高速飞机、雷达、自动火炮等新式军事装备的出现，带来了操作的复杂性和紧张度，使得人们难以适应，常常发生动作失误。于是，产生了专门研究人类工作能力及其限制的学科人机工程学。人机工程学对战后工业安全的发展产生了深远的影响。它的兴起标志着工业生产中人与机器关系的重大改变。以前是按机械的特性来训练工人，让工人满足机械的要求；现在是根据人与机械的特性来设计机械，使机械适合人的操作。,二、“二战”后的事故致因理论,在人机关系中，以人为主、让机械适合人的观念，促使人们对事故原因重新认识。越来越多的人认为，不能把事故的发生简单地说成是工人的性格缺陷或粗心大意，应该重视机械的、物质的危险性在事故中的作用，强调实现生产条件、机械设备的固有安全，才能切实有效地减少事故的发生，并由此产生了“用于事故的流行病学方法”、“能量异常转移”论 等事故致因理论。,1、“用于事故的流行病学方法”,1949年，葛登（Gorden）利用流行病传染机理来描述事故的发生机理提出；流行病因分析主要有三种：（1）当事人（病人）的特征，如年龄、性别、心理状况、免疫能力等；（2）环境特征，如温度、湿度、季节、社区卫生状况、防疫措施等；（3）致病媒介特征，如病毒、细菌、支原体等。这三种因素的相互作用，可以导致人的疾病发生。与此相类似，对于事故，一要考虑人的因素，二要考虑作业环境因素，三要考虑引起事故的媒介,1、“用于事故的流行病学方法”,优点：这种理论比只考虑人失误的早期事故理论有了较大的进步，它明确提出事故因素间的关系和特征，认为事故是三种因素相互作用的结果，推动了这三种因素的研究和调查。缺点：这种理论也有明显的不足，主要是关于事故致因的媒介。作为致病媒介的病毒等，在任何时间和场合都是确定的，只是需要分辨并采取措施防治；而作为事故的媒介到底是什么，还需要识别和定义，否则该理论无太大的用处。,2、“能量异常转移”论,1961年由吉布森（Gibson）提出。在1966年由哈登（Hadden）补充。“能量异常转移”论，是事故致因理论发展过程中重要的一步。该理论认为，事故是一种不正常的，或不希望的能量转移，各种形式的能量构成了伤害事故的直接原因。因此，应该通过控制能量或控制能量的载体来预防伤害事故，防止能量异常转移的有效措施是对能量进行屏蔽。,在生产过程中，能量是必不可少的。人类利用能量做功以实现生产目的。人类为了利用能量做功，必须控制能量。在正常生产过程中，能量在各种约束和限制下，按照人们的意志流动、转换和做功。如果由于某种原因能量失去了控制，发生了异常或意外的释放，则称发生了事故。,能量的种类,势能,动能,电能,声能,化学能,辐射能,生物能,事故,均可导致能量的异常转移,1）能量理论的基本概念,麦克法兰特（M.c.Farland）认为，所有的伤害事故（或损坏事故）都是由于存在如下的两个能量因素：（1）接触了超过机体组织（或结构）抵抗力的某种形式的过量的能量（如超过220V的电等）；（2）有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰（如窒息、淹溺等）。因而，各种形式的能量构成伤害的直接原因。根据此观点，可以将能量引起的伤害分为：第一类伤害、第二类伤害。,能量转移理论的另一个重要概念是：在一定条件下，某种形式的能量能否产生人员伤害，除了与能量大小有关外，还与人体接触能量的时间和频率、能量的集中程度、身体接触能量的部位等有关。,2）能量转移理论主要优点,把各种能量对人体的伤害归结为伤害事故的直接原因，从而决定了以对能量源及能量传送装置加以控制作为防止或减少伤害事故发生的最佳手段这一原则；依照该理论建立的对伤害事故的统计分类，是一种可以全面概括、阐明伤亡事故类型和性质的统计分类方法。,3）能量转移理论的不足之处,由于意外转移的机械能（动能和势能）是造成工业伤害的主要能量形式，这就使得按能量转移观点对伤亡事故进行统计分类的方法尽管具有理论上的优越性，但在实际应用上却存在困难。它的实际应用尚有待于对机械能的分类作更加深入细致的研究，以便对机械能造成的伤害进行分类。,4）应用能量意外转移理论预防伤亡事故,从能量转移的观点出发，预防伤亡事故就是防止能量或危险物质的意外释放，从而防止人体与过量的能量或危险物质接触。在工业生产中，经常采用的防止能量意外释放的方法（措施）有以下几种：,用较安全的能源替代危险大的能源。例如：用水力采煤代替爆破作业采煤；用液压动力代替电力等。限制能量。例如：利用安全电压设备；降低设备的运转速度；限制露天矿爆破作业装药量等。降低能量释放速度。例如：采用减振装置吸收冲击能量；使用防坠落安全网等。防止能量蓄积。例如：通过良好接地（线）消除静电的蓄积；采用通风系统控制易燃易爆气体的浓度等。,开辟能量异常释放渠道。例如：给电器安装良好的地线；在压力容器上设置安全阀等。设置屏障。屏障是一些防止人体与能量接触的物体。屏障的设置有三种形式：第一，屏障被设置在能源上，如机械运动部件的防护罩、电器的外绝缘层、消声器、排风罩等；第二，屏障设置在人与能源之间，如安全围栏、防火门、防爆墙等；第三，由人员佩戴的屏障，即，个体的防护用品，如安全帽、防护服、口罩等。,从时间和空间上将人与能量隔离。例如：道路交通的信号灯；冲压设备的防护装置。设置警告信息。在许多情况下，能量作用于人体之前，并不能被人直接感知到，因此，使用各种警告信息是十分必要的，如各种警告标志、声光报警器等。以上措施往往几种同时使用，以确保安全。此外，这些措施也要尽量在早期使用，做到防患于未然。,三、现代事故致因理论及模型,近30年以来，科学技术不断发展与进步，生产工艺、生产设备越来越复杂，信息论、系统论、控制论相继成熟，并在各个领域获得广泛应用。对于复杂系统的安全性问题，采用以往的理论和方法已不能很好地解决，因此，出现了新的安全理论和方法。,三、现代事故致因理论及模型,在事故致因理论方面，人们结合信息论、系统论和控制论的观点、方法，提出了一些有代表性的事故理论和模型。相对来说，70年代后是事故致因理论比较活跃的时期。,三、现代事故致因理论及模型,瑟利模型P理论（动态变化理论）轨迹交叉论,最著名的现代事故致因模型有：,1、基于人体信息处理的人失误事故模型,这类事故理论都有一个基本观点，即，人失误会导致事故，而人失误的发生是由于人对外界刺激（信息）的反应失误造成的。这些理论均从人的特性与机器性能及环境状态之间是否匹配和协调的观点出发，认为机械和环境的信息不断地通过人的感官反映到大脑，人若能正确地认识、理解、判断，作出正确决策，并采取适当的措施，就能化险为夷，避免事故和伤亡；反之，如果人未能察觉、认识所面临的危险，或判断不准确而未能采取正确的行为方式，就会发生事故和伤亡。,1）瑟利模型,1969年由瑟利（J.Surry）提出；并在上世纪70年代初得到发展；以人对信息的处理过程为基础描述事故发生因果关系的一种事故模型。这种理论认为，人在信息处理过程中出现失误从而导致人的行为失误，进而引发事故。,（1）瑟利模型的两个阶段,瑟利把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段。这两个阶段各自包括一组类似的人的信息处理过程，即，知觉、认识和行为响应过程。,（1）瑟利模型的两个阶段,在危险出现阶段，如果人的信息处理的每个环节都正确，危险就能被消除或得到控制；反之，只要任何环节出现问题，就会使操作者直接面临危险。在危险释放阶段，如果人的信息处理过程的各个环节都是正确的，则虽然面临着已经显现的危险，但仍然可以避免危险释放出来，不会带来伤害或损坏；反之，只要任何一个环节出错，危险就会转化成伤害或损害。,（2）瑟利模型的信息处理过程,对危险的出现（或面临危险）有警告吗？这里警告的意思是指工作环境中是否存在安全运行状态之间可被感觉到的差异。如果危险没有带来可被感知的差异，则会使人直接面临该危险。在生产实际中，危险即使存在，也并不一定直接显现出来。这一问题给我们的启示，就是要让不明显的危险状态充分显示出来，这往往要采取一定的技术手段和方法来实现。,（2）瑟利模型的信息处理过程,感觉到了这警告吗？这个问题有两个方面的含义：一是人的感觉能力如何，如果人的感觉能力差，或者注意力在别处，那么即使有足够明显的警告信号，也可能未被察觉；二是环境对警告信号的“干扰”如何，如果干扰严重，则可能妨碍对危险信息的察觉和接受。根据这个问题得到的启示是：感觉能力存在个体差异，提高感觉能力要依靠经验和训练，同时训练也可以提高操作者抗干扰的能力；在干扰严重的场合，要采用能避开干扰的警告方式（如在噪音大的场所使用光信号或与噪音频率差别较大的声信号）或加大警告信号的强度。,（2）瑟利模型的信息处理过程,认识到了这警告吗？这个问题问的是操作者在感觉到警告之后，是否理解了警告所包含的意义，即，操作者竟警告信息与自己头脑中已有的知识进行对比，从而识别危险的存在。,（2）瑟利模型的信息处理过程,知道如何避免危险吗？问的是操作者是否具备避免危险的行为响应的知识与技能。为了使这种知识和技能变得完善和系统，从而更有利于采取正确的行动，操作者应该接受相应的训练。,（2）瑟利模型的信息处理过程,决定采取行动吗？表面上看，这个问题无庸置疑，既然有危险，当然要采取行动。但是，在实际情况下，人们的行动是受各种动机中的主导动机驱使的，采取行动回避风险的“避险”动机往往与“趋利”动机（如省时、省力、多挣钱、享乐等）交织在一起。当趋利动机成为主导动机时，尽管认识到危险的存在，并且也知道如何避免危险，但操作者仍然回“心存侥幸”而不采取避险行动。,（2）瑟利模型的信息处理过程,能够避免危险吗？问的是操作者在作出采取行动的决定后，是否能迅速、敏捷、正确地作出行动上的反应。,（2）瑟利模型的信息处理过程,上述6个问题中，前两个问题都是与人对信息的感觉有关的，第3至5个问题是与人的认识有关的，最后一个问题是与人的行为响应有关的。这6个问题涵盖了人的信息处理全过程，并且反映了在此过程中有很多发生失误进而导致事故的机会。,（2）瑟利模型的反应时间问题,瑟利模型主要适用于描述危险局面出现得较慢，如不及时改正则有可能发生事故的情况。正常人的反应时间是900毫秒，因此，1秒或更短的反应时间在多数情况下都允许人能够避免危险；然而，人的反应时间有时也会超过临界时间，这时就无法避免危险了。因此，对描述迅速的事故，也具有一定的参考价值。,2）其他基于人体信息处理事故模型,威格里斯沃思的事故模型,劳伦斯模型,安德森模型,