周然 萬波 安維崢

(1.中國船級(jí)社海洋工程技術(shù)中心 天津 300457； 2.中海油研究總院有限責(zé)任公司 北京 100027)

0 引言

風(fēng)險(xiǎn)由系統(tǒng)不能完成指定功能的可能性大小和失效后果的嚴(yán)重程度兩部分構(gòu)成。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估最早應(yīng)用于20世紀(jì)中期歐美等國家的核電廠安全性評(píng)估，隨后迅速擴(kuò)展到海上油氣等領(lǐng)域，并日益引起人們的重視。

關(guān)于海上油氣生產(chǎn)行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，常見的分析方法有定性風(fēng)險(xiǎn)分析、半定量風(fēng)險(xiǎn)分析和定量風(fēng)險(xiǎn)分析[1-4]。隨著科技的發(fā)展，相較于定性風(fēng)險(xiǎn)分析和半定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法，定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法更精確，并且越來越普遍地使用于海上油氣生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)分析[5-6]。

然而針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，需要相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則來對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果進(jìn)行等級(jí)判定。針對(duì)這一情況，本研究對(duì)國際上海上油氣設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，結(jié)合國內(nèi)海上油氣生產(chǎn)特點(diǎn)，推薦國內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則。通過本研究推薦的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果進(jìn)行等級(jí)判定，區(qū)分高、中、低風(fēng)險(xiǎn)。

1 風(fēng)險(xiǎn)表述

個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)IR(Individual Risk)：通常是指在特定位置(崗位處所)上的個(gè)人所遭受的死、傷和健康受損的風(fēng)險(xiǎn)。人們的工作分布在各個(gè)行業(yè)，每個(gè)行業(yè)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)是不一樣的，在不同行業(yè)中，不同崗位的人員，其個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)也是不一樣的，個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)有個(gè)人特別個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)ISIR(Individual-Specific Individual Risk)和平均個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)AIR(Average Individual Risk)之分。個(gè)人特別個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)ISIR是指個(gè)人在不同地點(diǎn)、不同時(shí)期存在的風(fēng)險(xiǎn)；平均個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)AIR是指從歷史數(shù)據(jù)中計(jì)算出的若干年內(nèi)的死亡人數(shù)除以統(tǒng)計(jì)的年數(shù)再除以暴露在風(fēng)險(xiǎn)之中的人數(shù)。

個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)通常用年概率IRPA(Individual Risk Per Annual)表示，為每年統(tǒng)計(jì)人群的死亡人數(shù)除以該人群中的總?cè)藬?shù)。

群體風(fēng)險(xiǎn)是指一群人在事故場景中所遭受到的死傷風(fēng)險(xiǎn)，通常用年風(fēng)險(xiǎn)表示。社會(huì)輿論和人普遍認(rèn)為一次事故死亡1 000人比1 000次事故每次死一個(gè)人更為嚴(yán)重。由于這種認(rèn)知上的偏向，社會(huì)輿論對(duì)于群死群傷事故厭惡度更高。常見的群體風(fēng)險(xiǎn)表示方法：潛在的人命損失PLL(Potential Loss of Life)和F-N曲線法。

(1)潛在的人命損失表示：年死亡率就是把頻率和死亡數(shù)結(jié)合為單一的風(fēng)險(xiǎn)度量，即一群人的年死亡概率。

對(duì)于海上平臺(tái)，其表示方法為每平臺(tái)每操作年的死亡數(shù)(人/(平臺(tái)·年))。PLL與個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)是可以互相轉(zhuǎn)換的，如式(1)所示：

PLL=IRPA×POB

(1)

式中，POB(Peoples On Board)為平臺(tái)的配員。

(2)F-N曲線法[7](由F-N圖表示)：F-N圖顯示的是死亡人數(shù)N的累積(集合、超越)頻率的分布，F(xiàn)-N圖采用的是累積頻率。F-N曲線法如圖1所示：圖中的橫坐標(biāo)表示死亡人數(shù)大于等于N，縱坐標(biāo)表示死亡人數(shù)大于等于N人的累加頻率。

圖1 F-N曲線

2 國內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則

2.1 風(fēng)險(xiǎn)的盡量合理可行低原則

英國個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)的盡量合理可行低原則(ALARP)[8]，如圖2所示，不可容忍線(上線)海上工程為10-3或10-4，可忽略線(下線)海上工程為10-6或10-7。

圖2 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)ALARP原則

圖中把風(fēng)險(xiǎn)劃分為3個(gè)區(qū)，即頂部的高風(fēng)險(xiǎn)不可容忍區(qū)，中部的中等風(fēng)險(xiǎn)的ALARP區(qū)和底部的低風(fēng)險(xiǎn)的可忽略區(qū)。

不可容忍區(qū)因?yàn)槠涓唢L(fēng)險(xiǎn)不能證明是合理的，所以不可容忍，也不可以接受，必須強(qiáng)制采取措施把此風(fēng)險(xiǎn)降下來，不管其代價(jià)多高?？珊雎詤^(qū)因?yàn)槠滹L(fēng)險(xiǎn)低到可以忽略不計(jì)的地步，所以被人們普遍接受，如果對(duì)某個(gè)工程項(xiàng)目經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，風(fēng)險(xiǎn)落在了此區(qū)就認(rèn)為是安全的，只要遵循正常的安全實(shí)踐，不用增加其他附加的安全措施。ALARP區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)是在可容忍線以下，需要采取措施把風(fēng)險(xiǎn)降低，直至把風(fēng)險(xiǎn)降到盡可能合理可行的低的區(qū)域。此區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)做到盡可能合理的低，而且在實(shí)踐上可行才能被接受。個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的ALARP原則的核心就是在ALARP區(qū)真正實(shí)現(xiàn)ALARP之后，那風(fēng)險(xiǎn)就可以被接受。

圖3為挪威海上工程行業(yè)裝置個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料[9]。

圖3 挪威海工個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)資料

2.2 中石化HSE風(fēng)險(xiǎn)矩陣

中石化風(fēng)險(xiǎn)矩陣中后果主要考慮人員傷害、財(cái)產(chǎn)損失二類，每類后果按其嚴(yán)重性從低到高依次分為5個(gè)等級(jí)，事故發(fā)生概率定量分為6個(gè)等級(jí)，如表1所示。

表1 中石化HSE風(fēng)險(xiǎn)矩陣

2.3 群體F-N曲線

F-N線的斜率[10-11]一般有-1、-2，最大-2.5，也有-1.5和-1.8，如圖4所示。F-N曲線起點(diǎn)的縱坐標(biāo)值就是個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值。

如圖4中國內(nèi)地F-N曲線的起點(diǎn)分別是10-3和10-5，并且這兩個(gè)起點(diǎn)值可以分別理解為個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)不可接受值和個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)可忽略風(fēng)險(xiǎn)值。相對(duì)于中國內(nèi)地，英國F-N曲線大一個(gè)數(shù)量級(jí)。香港地區(qū)F-N曲線大致與中國內(nèi)地F-N曲線相同，有差別的地方在于香港地區(qū)對(duì)死亡人數(shù)≥1 000的事件，不論其概率多小，都為不可接受。荷蘭F-N曲線起點(diǎn)是優(yōu)先考慮后果，他們重點(diǎn)研究死亡人數(shù)≥100人和≥1 000人的概率為10-9。

圖4 幾個(gè)國家和地區(qū)的F-N曲線

3 推薦準(zhǔn)則

3.1 風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則

通過搜集和研究國內(nèi)外相關(guān)政府法規(guī)、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括IMO、英國石油協(xié)會(huì)UKOOA、HSE、歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)中石油、中石化、中海油等，同時(shí)結(jié)合中國國情，推薦人員風(fēng)險(xiǎn)(生命)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則和F-N曲線，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判定準(zhǔn)則。

通過上述國內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則收集和研究，初步推薦如下經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則，如表2所示。

表2 經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則

初步推薦潛在的人命損失(PLL)風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則，如表3所示。

表3 潛在的人命損失(PLL)風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則

上述兩個(gè)推薦的初步制定風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則結(jié)合了我國海洋工程行業(yè)特點(diǎn)，也順利地應(yīng)用于中國海域相關(guān)設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作[12-13]，可供其他海洋工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估借鑒和參考。

3.2 F-N曲線

推薦群體風(fēng)險(xiǎn)F-N曲線主要包括三項(xiàng)工作：①確定高風(fēng)險(xiǎn)的紅線；②確定低風(fēng)險(xiǎn)的可忽略線；③確定無法接受的后果等級(jí)。我國的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)建議如下：①個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的不可容忍線是10-3(部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可能更嚴(yán)一些，如0.5×10-3)；②個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的可忽略線是10-5，這個(gè)值與圖3中F-N曲線(中國內(nèi)地)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)可接受值一致；③無論風(fēng)險(xiǎn)多大，都無法接受100人以上的死亡后果。

假設(shè)船舶或平臺(tái)人員配備100人，人員之間相互獨(dú)立，個(gè)人致命風(fēng)險(xiǎn)不可容忍值取10-3。則導(dǎo)致死亡人數(shù)N大于等于1(曲線中N=1)的概率p計(jì)算如式(2)：

p=1-(1-10-3)100=0.095 2

(2)

在推薦的F-N曲線中，N=1起點(diǎn)值不應(yīng)大于0.095 2。而F-N圖上的起點(diǎn)值隨著不同國家、不同地區(qū)、不同公司有很大的不同。F-N曲線圖中的兩條線在縱坐標(biāo)上的起始點(diǎn)大多數(shù)相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)。本研究推薦F-N曲線時(shí)，取起點(diǎn)值為2×10-3，此值小于計(jì)算p值，滿足要求。由圖1和圖4，油船、化學(xué)品船、液化氣船以及中國等國家和地區(qū)F-N曲線斜率通常取1，所以初步推薦的群體F-N曲線如圖5所示。

從圖5推薦的F-N曲線圖中可以看出，N=100人不管群體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率有多小，都不可接受。兩條實(shí)線組成一組群體F-N曲線，兩條虛線組成一組群體F-N曲線，并且在每組F-N曲線中的兩條曲線間分別執(zhí)行ALARP原則。兩組群體F-N曲線都能使個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的不可容忍線為10-3，個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的可忽略線為10-5，實(shí)線、虛線F-N曲線為滿足此個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值要求的兩個(gè)邊界線。實(shí)線F-N曲線，發(fā)生個(gè)人致死概率大于0.01時(shí)，不可接受，此曲線能接受的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值大。而虛線F-N曲線，發(fā)生個(gè)人致死概率大于0.002時(shí)，不可接受，此曲線能接受的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)較保守。上述兩條F-N曲線的實(shí)線發(fā)生個(gè)人致死概率(起點(diǎn))介于大多數(shù)F-N曲線要求的10-1～10-3之間，且小于計(jì)算值p，滿足要求。在制定F-N曲線時(shí)，上限曲線和下限曲線也可以介于圖5的實(shí)線和虛線之間，這個(gè)根據(jù)業(yè)主能接受的發(fā)生個(gè)人致死概率(曲線起點(diǎn))大小來確定。

圖5 推薦的F-N曲線

4 結(jié)論

通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)政府法規(guī)和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，不同風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則的差異性體現(xiàn)在失效概率和失效后果等級(jí)的劃分和不同等級(jí)間的級(jí)別劃分值不同。

人對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知和接受程度是在不停變化的，與心理學(xué)、人為因素、科技發(fā)達(dá)程度密切相關(guān)，制定全社會(huì)可接受的風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則很困難，筆者充分調(diào)研國內(nèi)外政府法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，推薦的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則僅供參考和借鑒。

各個(gè)不同企業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)可接受和認(rèn)可程度不同，同時(shí)隨著科技進(jìn)步，企業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)可接受程度也在日益變化。本文基于國內(nèi)大型石油企業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的要求，初步推薦了風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則。項(xiàng)目組在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，可參考或以此推薦準(zhǔn)則為基礎(chǔ)通過與業(yè)主共同商議確定。