王 愷

新疆維吾爾自治區(qū)安全科學技術研究院

圖形化HAZOP方法優(yōu)勢淺析

王 愷

新疆維吾爾自治區(qū)安全科學技術研究院

圖形化HAZOP技術在實際應用中，能夠解決傳統(tǒng)表格式分析過程中出現(xiàn)信息隱含、信息缺失、閱讀困難、難以表達事件鏈，存在“分不清、記不全、接不上、看不懂”的問題。 圖形化HAZOP方法的針對性強，可以清晰描述事件因果關系，有助于“頭腦風暴”的發(fā)揮，獲得完整的危險劇情。

圖形化HAZOP；優(yōu)勢；局限性

圖形化HAZOP方法是近期國際上的熱點，美國普渡大學和英國HAZID公司已進行了多年研究，并取得相應成果。我國從2003年開始，吳重光教授領導的團隊在國家863項目的支持下開展研究與開發(fā)；思創(chuàng)公司開發(fā)了產品化軟件工具CAH[1]。

與所有的表格式軟件不同，圖形化HAZOP方法，一是需要圖形工具支持，二是需要能根據圖形進行推理的推理機。圖形化HAZOP方法就是在人工分析的基礎上，進行自動推理，得到HAZOP分析結果。它的特點就是要識別沿流程傳播的危險，解決傳統(tǒng)HAZOP分析的局限性問題[4]。

按照一般通行的做法，HAZOP分析完成后，應該抽取部分重要的HAZOP分析結果進行保護層分析（LOPA）。而獲得危險劇情（危險傳播路徑）是進行保護層分析的前提。圖形化方法可有效支持獲得完整的危險劇情，為保護層分析（LOPA）奠定了比較好的基礎。

1 圖形化HAZOP方法

圖形化HAZOP方法就是采用圖形來表達HAZOP分析中涉及到的各個要素，如偏離、原因、后果、安全措施、建議措施、頻度、嚴重度、風險等級等。除此之外，圖形方式比表格方式多一項，就是“原因－后果”的連接關系，該項連接可以將HAZOP各個要素一一分開并建立對應關系，可以表達復雜的事故鏈。圖形化HAZOP方法采用圖形的方式記錄HAZOP小組會議的討論結果，小組會議完成后，形成一個HAZOP分析模型（因果關系模型），以便于對HAZOP的各項屬性（原因、后果、安全措施、建議措施、風險等級等）進行計算。它與表格記錄是等效的，但可以解決表格式記錄固有的問題。

傳統(tǒng)方式分析過程：

分析準備—開會討論—HAZOP報告

圖形方式分析過程：

分析準備—開會討論—數(shù)學模型—自動推理—HAZOP報告

2 傳統(tǒng)HAZOP分析結果表格記錄方式的不足

表格記錄容易出現(xiàn)信息隱含、信息缺失、閱讀困難、難以表達事件鏈，存在“分不清、記不全、接不上、看不懂”的問題。

2.1分不清

使用表格記錄，在會后看報告時，會出現(xiàn)以下兩種分不清的情況：

風險等級分不清——頻度、嚴重度、風險等級是哪一個事故劇情（即“原因－后果”對偶）對應的數(shù)據。

措施分不清——每一條安全措施和建議，不知道是防范哪一個原因、偏離或者后果，無法準確對應。這種情況會有一個意外的問題：假設有一個后果很嚴重，而導致后果的原因、或者偏離，既沒有現(xiàn)有措施也沒有建議措施，但是這種情況在表格記錄中又看不出來，那么就可能造成HAZOP分析的漏洞。

2.2記不全

傳統(tǒng)的HAZOP使用表格記錄，只記錄原因、偏離、后果。那么就會出現(xiàn)兩種記錄結果：一種情況是，沒有找到初始原因和最終結果，在“原因”和“后果”欄中記錄的是中間事件，即把偏離當原因或后果；另一種情況是，記錄了初始原因和最終不利后果，丟掉了中間事件。這兩種情況都沒有找到完整的危險劇情，如果只看到問題的局部，一方面，安全措施可能識別不全，不利于提出高質量的建議措施；另一方面，如果后續(xù)需要做LOPA分析，還需要重新做特定的HAZOP分析。

2.3接不上

由于系統(tǒng)是高度關聯(lián)的，我們在做HAZOP分析時，劃分節(jié)點就人為的把系統(tǒng)切斷，但是在用表格記錄時又不能把系統(tǒng)之間的關系連接上，也就是說節(jié)點與節(jié)點之間的關系和偏離與偏離之間的關系，用表格不能表達出來。這種情況會導致無法識別沿流程傳播的危險。

2.4看不懂

使用表格記錄時會丟掉事故劇情的中間事件，最后的報告就是從“初始原因”到“偏離”再到“后果”丟掉了事故劇情的重要信息，造成會后對HAZOP報告看不懂。

3 傳統(tǒng)HAZOP的局限性

由于表格記錄存在的以上不足，加上劃分節(jié)點人為地將原本連接的流程切斷而阻斷了危險傳播，在IEC61882[5]中對傳統(tǒng)的HAZOP局限性有如下表述：

（1）HAZOP作為一種危險識別技術，它單獨的考慮系統(tǒng)各部分，分析偏差對各部分的影響。有時，一種嚴重危險會涉及系統(tǒng)內多個部分之間的相互作用。在這種情況下，需要使用事件樹和故障樹等分析技術對該危險進行更詳細的研究。

（2）與任何識別危險與可操作性問題所用的技術一樣，HAZOP分析也無法保證能識別所有的危險與可操作性問題。因此，對復雜系統(tǒng)的研究不應完全依賴HAZOP，而應將HAZOP與其他合適的技術聯(lián)合使用。在有效全面的安全管理系統(tǒng)中，將HAZOP與其他相關分析技術進行協(xié)調是必要的。

（3）很多系統(tǒng)是高度關聯(lián)的，某個系統(tǒng)產生偏差的原因可能源于其他系統(tǒng)。適當?shù)木植繙p緩措施可能不一定消除真正的原因，仍會發(fā)生事故。很多事故的發(fā)生是因為小的局部修改并未預見到別處的聯(lián)鎖效應。這種問題可通過從一部分到另一部分進行偏推斷得以解決，但實際上很少這樣做。

4 圖形與表格表達方式對比

圖形方式比表格更形象直觀，可以輕松判斷每條傳播路徑上的安全措施是否足夠。圖形與表格表達方式對比，見表1。

如某次HAZOP小組會議的討論結果，見表2。

表1　圖形與表格表達方式對比表

表2　表格記錄形式

圖 圖形化分析記錄結果

5 圖形化HAZOP方法優(yōu)勢

圖形化HAZOP方法對照傳統(tǒng)表格式的HAZOP分析的優(yōu)勢，現(xiàn)總結如下：

（1）現(xiàn)有安全措施、建議措施標注在原因、偏離、后果等HAZOP元素上，針對性強；每條傳播路徑上是否有防范措施（已有安全措施和建議措施）從圖上一目了然，避免了某一重大危險對應的傳播路徑上如果已有措施和建議措施都沒有而造成評價的遺漏。

（2）每個原因的發(fā)生頻度和每個后果的嚴重度分別設定，得到每個事故劇情（每個原因－后果對偶及其中間事件構成一個事故劇情）的風險等級，避免了籠統(tǒng)地定一個值，不分主次。

（3）通過在偏離（中間事件）之間建立因果關系的連接，識別沿流程傳播的危險，實現(xiàn)深度HAZOP分析，解決HAZOP分析有時過于簡單的問題。比如，有時這種情況無法識別：在第一個設備出現(xiàn)的事件，問題發(fā)生在第五個設備上；一是圖形化劇情對象模型，二是用于描述HAZOP本質信息的核心手段，可以表達復雜的因果關系。

（4）圖形方式形象直觀，針對有嚴重后果的情形，一眼就可以看出是否有防范措施加以控制。

（5）有助于“頭腦風暴”的發(fā)揮。圖形化方式下，是針對HAZOP的每個要素（偏離、中間事件、原因、后果）一個一個地按程序討論，對于經驗不足的HAZOP主席，圖形化方式的討論可以幫助他得到完整的結果，避免遺漏、留下缺陷。

（6）可以獲得完整的危險劇情，為后續(xù)的保護層分析打下基礎。傳統(tǒng)的HAZOP分析，HAZOP報表中的原因、后果在有些情況下都是中間事件（或稱中間偏離），得不到完整的事故劇情，因而在要進行保護層分析時，需要重新做特殊的HAZOP分析。圖形化方式可以克服這一缺點，可直接將HAZOP結果用于LOPA分析，無需做特殊的HAZOP分析。

6 總結

采用圖形來表達HAZOP分析中涉及到的各個要素，如偏離、原因、后果、安全措施、建議措施、頻度、嚴重度、風險等級等，通過“原因－后果”的連接關系將HAZOP各個要素一一分開并建立對應關系，可以表達復雜的事故鏈。小組會議完成后，形成一個HAZOP分析模型（因果關系模型），以便于對HAZOP的各項屬性（原因、后果、安全措施、建議措施、風險等級等）進行計算，解決表格式記錄固有的問題。

[1] 吳重光.危險與可操作性分析（HAZOP）應用指南[M].北京:中國石化出版社,2012

[2] 李彤,楊靜,張貝克.計算機輔助HAZOP技術及應用軟件的發(fā)展[J].石油化工安全技術,2006,(7):51-54

[3] 李彤.面向HAZOP的圖形化人機界面環(huán)境的研究與開發(fā)[D].北京:化工大學,2007

[4] 納永良,吳重光,夏迎春,張衛(wèi)華.化工過程危險劇情分類及SDG定性識別方法[J].化工學報,2009,60(10):2503-2509

[5] 國際電工委員會.IEC 61882,危險與可操作性分析(HAZOP_分析)應用指南[S].2001