适用于客轮火灾事故的综合性风险评估框架

《Ocean Engineering》：An integrated risk assessment framework for fire accidents on passenger ships

风险评估框架：基于FMEA、风险矩阵与混合因果逻辑模型的船舶火灾风险分析

　　在海上运输领域，乘客船舶因其承载能力大、舒适性高以及提供娱乐空间等优势，被广泛用于运输大量乘客。然而，这些优势也伴随着显著的风险，其中火灾事故尤为严重。火灾不仅可能导致人员伤亡，还可能造成船舶严重损坏、环境污染以及重大的经济损失。因此，深入研究乘客船舶火灾相关的风险场景，并分析火灾的发展过程，对于提升火灾预防、控制和应急响应措施的有效性，进而改善海上安全至关重要。

本研究提出了一种整合故障模式与影响分析（FMEA）、风险矩阵（RM）以及混合因果逻辑（HCL）模型的框架，用于评估乘客船舶火灾事故的风险。该框架首先基于海上事故调查报告（MAIRs）应用FMEA和RM方法，系统识别关键的火灾风险场景。随后，采用HCL模型分析火灾事故的发展过程，结合事件序列图（ESD）和故障树分析（FTA）方法，全面探讨火灾的发展路径及其根本原因，并对火灾场景的概率进行量化分析。该方法不仅能够系统整合多种风险因素、潜在故障模式、安全措施和应急响应场景，还能够进行定量分析，评估关键因素在风险场景中的贡献，并识别潜在的干预点。

研究结果表明，乘客船舶火灾风险最高源于一系列事件：首先是在机舱中发生燃油泄漏，然后是未能及时处理故障设备，进而引发火灾。由于检测延迟或灭火操作无效，火灾无法被扑灭并迅速蔓延。研究识别了关键因素，并提出了相应的风险控制选项（RCOs）。该框架可用于乘客船舶火灾事故的定量风险评估。

为了全面分析乘客船舶火灾事故的风险，研究团队采用FMEA和RM方法，对62起乘客船舶火灾事故进行了系统分析。分析结果显示，燃油泄漏是导致火灾的最常见原因，占所有事故的54.65%。燃油泄漏的主要故障模式包括破裂、断裂和磨损。例如，燃油管道、油回流管和法兰等关键部件可能因材料缺陷、安装不当或维护不足而发生故障，一旦发生故障，燃油可能在高温高压下泄漏，接触到热源或电弧，从而引发火灾。此外，研究还分析了火灾发生后，船舶的消防系统是否能够及时响应，以及船员的应对能力是否足够。研究发现，及时的消防措施和有效的应急疏散对于减少火灾损失和防止人员伤亡至关重要。

为了进一步量化分析火灾事故的发展过程，研究团队构建了HCL模型。HCL模型结合了事件序列图（ESD）和故障树分析（FTA）方法，系统地整合了各种风险因素和故障模式，从而提供了全面的风险评估。该模型能够分析火灾事故从初始事件到最终状态的路径，并揭示不同阶段中风险因素的相互作用。研究团队通过历史事故数据，对火灾场景的概率进行了量化分析，并发现最严重的火灾发展路径是Scenario 7，其概率为0.191，且伴随着最严重的后果。这表明，尽管目前的消防措施在一定程度上能够防止火灾的发生，但一旦发生火灾，检测延迟和灭火操作失败可能导致火灾迅速蔓延，最终造成严重的人员伤亡和财产损失。

研究团队还对不同阶段的火灾发展路径进行了分析，发现火灾在初期阶段，船舶具有较高的概率有效预防和及时检测火灾。然而，一旦火灾蔓延，扑灭和疏散的难度显著增加，主要由于消防措施和疏散行动的延迟。此外，船舶的多层结构和复杂设计也增加了疏散的难度，而船员缺乏消防知识和乘客疏散能力不足，进一步阻碍了火灾应急响应的有效性。

为了降低火灾风险，研究团队提出了风险控制选项（RCOs），主要集中在消防预防、火灾检测、火灾控制和应急疏散四个方面。这些措施包括加强燃油泄漏的预防，定期维护和检查消防设备，提高船员的应急响应能力和消防知识，以及优化应急疏散计划和设施。通过这些措施，可以有效减少火灾的发生概率，提高船舶的火灾应对能力，从而减少人员伤亡和财产损失。

研究团队还通过实际案例对提出的框架进行了验证，发现该框架在分析火灾事故的发展路径和概率方面具有较高的准确性和适用性。通过对比历史事故数据，研究团队确认了该框架能够有效识别和评估火灾风险，为船舶安全管理提供了科学依据和实践指导。此外，研究团队还发现，虽然当前的消防措施在一定程度上能够防止火灾的发生，但在实际操作中，仍然存在一些问题，如消防设备的维护不足、船员的应急响应能力不足等。这些问题需要通过加强培训和改进管理来解决。

综上所述，本研究提出的框架能够有效评估乘客船舶火灾事故的风险，并为提高船舶的安全管理提供了科学依据和实践指导。通过该框架，可以全面分析火灾事故的发展路径和概率，并识别关键的风险因素，从而提出针对性的风险控制选项，为船舶安全管理提供科学支持。