上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究
学校代码:10254 密 级: 论文编号:
上海海事大学
SHANGHAI MARITIME UNIVERSITY
硕士学位论文
MASTER DISSERTATION
论文题目:FSA在国内航行船舶消防安全领域的应用研究 学科专业: 交通工程管理 作者姓名: 沈毅康 指导教师: 王学锋 、陈 煜 完成日期: 二〇〇四年八月
上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究
摘 要
船舶检验技术法规是使船舶安全技术得到保证的法律依据,也是中华人民共和国海事局所提出的5项安全管理目标之一“船舶适航”的法律保障,其科学性和合理性以及适用性直接决定船检技术法规是否能够得到有效地贯彻。
目前我国处于社会主义初级阶段,经济水平还不发达。受经济实力限制,长期以来,我们国内航行船舶船检技术法规的起草工作基本采用参照国际公约,并用“节选”的方法来起草法规,但这种方式起草的船检技术法规是否真正合理和科学,现在还没有一个评判标准和方法。主管机关在审批法规草案时,存在无法判断船舶安全尺度的实际问题,即如何在经济相对发达地区人民日益增长的安全需要和全国经济发展水平南北不一及东西不均的矛盾中找到一个合理的平衡点。
本文运用综合安全评估的方法以及船舶消防安全学的理论,对船舶检验技术法规中消防安全的法规进行一系列应用研究,旨在建立一套新型的客观评价模型,以计算数值来评价当前安全的相对安全值,并以此作为法规草案批准的决策参考。本文通过对2艘适用不同消防安全技术法规的模型船在5大消防安全领域进行全面比较,并以近10年的重大海事事故的成因进行佐证,得出现行国内航行船舶船检技术法规还存在着若干薄弱环节。同时通过比较,发现现行国内航行船舶船检技术法规(消防部分)存在内在的“不平衡性”,这同样影响着船舶安全整体性能的提高和保证。
通过研究,笔者提出了若干建议和看法,比如:在船舶技术立法工作中必须引入综合安全评估(FSA)方法;对于不同的船舶安全领域应建立不同的安全评估方法和手段;根据国际公约的消防安全法规框架,重新起草2005年修改通报中有关船舶消防安全的草案案文;并且还提出探索用“不确定性方法”(RSI法)作为新时期船检技术法规起草的革命性方法和手段。
本研究课题具有新颖性和独创性,首次将国内法规与国际法规和公认的安全标准进行全方位比较,这能帮助主管机关更合理、更科学地批准安全技术法规,并达到“航运更安全,海洋更清洁”的安全工作追求目标。
关键词: FSA,船舶,消防,研究
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ABSTRACT
Rules and regulations for Ship survey technology is not only the legal basis to protect the technology of ship safety but also to ensure one of five objectives advocated by CHINA MSA – “to make ship seaworthy”, to be realized. How to carry out the rules and regulations in an effective way depends upon the rationality and applicability of its own.
Nowadays China is just at the early stage of socialism and economy is undeveloped. In view of that, when we draft rules and regulations of ship survey technology for those engaged in domestic voyages, we always adapt and refer to the related international conventions. However there is not yet a standard to judge whether the way to draft the rules and regulations is reasonable and scientific. So it is difficult for the competent authority to examine and approve these draft rules and regulations, in the other words, we should make it clear what kind of standard for ship safety is real and practical? A reasonable balance should be found between the increasing requirements for safety and uneven economic development.
The thesis makes a series of practical studies on the part of fire safeties in the rules and regulations for ship survey technology by means of the comprehensive safety evaluation and the theory of fire safety on ships. It aims at establishing a new set of objective evaluation model, i.e., we can evaluate a comparatively data for the current safety by calculation and also take it as the reference to examine and approve a draft rule and regulation. The thesis does a comparison between two ship models suitable to different fire safety rules and regulations by putting them into the five fire safety fields. Taking the reasons caused severe marine accidents in recent ten years as the evidences; the thesis makes a conclusion that there is some weakness in the existing rules and regulations of ship survey technology for those engaged in domestic voyages. And by the comparison, the internal unbalance is also found inside and it to some degree lays a negative impact on improving and guaranteeing the general ship safety.
In the thesis some suggestions and ideas are provided such as FSA should be introduced into the legislation of ship technology; Different safety evaluation way and means should be set up according to different ship safety fields; Refer to the frame of rules and regulations of fire safety in international convention, drafts about ship fire safety in 2005 amendment of Regulations of Domestic Ship Survey Technology should be redrafted; Uncertainty analysis method, for instance RSI method, could be used in drafting and evaluating the rules and regulations for ship statutory survey in the new period.
The topic of the thesis is novel and unique. It is the first time to do a comprehensive comparison between domestic and international rules and regulations and well-known safety standards and forces. It will help the competent authority examine and approve the safety technology rules and regulations in a more scientific way and realize the target of “safer shipping and cleaner oceans”.
Shenyikang(MTE)
Directed by Wangxuefeng and Chenyu KEYWORD: fsa,ship,fire-fighting,research
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目 录
第一章 序言 1 1.1 研究的内容和意义 1 1.2 FSA的背景 2 1.3 FSA在国际海事组织中的发展 4 1.4 FSA在船检技术法规中应用的目的和意义第二章 FSA原理概述
2.1 FSA综合安全评估概述 6 2.2 FSA方法的步骤与过程 6 2.3 应用FSA方法应考虑的方面 第三章 船舶消防安全原理概述 13 第四章 基本比较模型的建立和计算 22 第五章 综合研究计算和分析 31 5.1 国内航行船舶计算实例 31 5.2 计算结果的分析 35 论文结论 43 致谢 46 参考文献 47 附录1 PSEOS树风险分析与风险代码对应表 49 附录2 计算表 10 67
5 上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究
第一章 序言
船舶检验技术法规是使船舶安全技术得到保证的法律依据,也是中华人民共和国海事局所提出的5项安全管理目标之一“船舶适航”的法律保障,其科学性和合理性以及适用性直接决定了船舶检验技术法规是否能够得到有效地贯彻。本文是以实际案例为研究对象具有实际研究价值,并能促进我国日后的法规建设工作。
1.1 研究的内容和意义
(一) 研究的内容
1999年渤海湾“DS”号船舶海难事故后,各方都对安全领域的各方面进行反思和评估。如经过多年调查,通过比较西太平洋历史水文气象资料和我国航区划分标准,我们发现现有法定技术规则中将烟台至大连航行海区定性为国内近海航区可能存在一定的不适应性,应更科学地定性为远海航区。同时为了加强渤海湾客船的消防安全,提高国内航行船舶消防安全技术标准等级,交通部海事局委托中国船级社船检技术法规研发部门起草相关客滚船的新技术法规草案,因此有部分专家建议将国际航行船舶载客36人以上船舶的安全技术标准作为立法指导思想。
本文以此为切入点,通过FSA的分析方法,着重研究了国内航行船舶消防安全领域,通过比较国际海事组织74SOLAS的2000年修正案和2004年船舶和海上设施法定检验技术法规之国内航行船舶法定检验技术规则第四篇第2-2章中有关消防的要求,在船舶消防安全不同领域全方位进行比较。所选取的实例为:比较国内航行载客航行500人以上的客滚船与国际航行船舶载客36人以上客滚船,因此本文研究的案例是有真实工作背景的。
本文就以下内容进行了研究:
(1) 现有国内航行船舶法定检验技术法规之消防安全部分法规的总体立法框架是否合理;
(2) 现有国内航行船舶法定检验技术法规之消防安全部分法规部分否符合现代立法
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 技术(FSA)的论证和推敲;
(3) 现有国内航行船舶法定检验技术法规之消防安全部分法规条款是否合理和科学。
(4) 寻找符合现有国内航行船舶法定检验技术法规之消防安全部分法规的客滚船的安全参考值。
(二) 研究的意义
由于我国处于社会主义初级阶段,经济水平还较不发达,安全技术法规如果完全与国际接轨,可能会制约经济的发展。因此,长期以来国内航行船舶船检技术法规的起草基本采用参照国际公约,并对部分条款进行“节选”的方法来进行。这种通过根据对国际公约进行节选所编写出的国内航行船舶法定检验技术法规是否真正合理和科学,现在还没有一个准确的评判标准和方法。主管机关(包括前船舶检验局和现在的中国海事局)在审批法规草案时,往往存在“心里无底”的现象,并且也存在不能准确把握安全尺度的现象和问题。“安全和生产”是永恒的矛盾,如何在经济相对发达地区人民日益增长的安全需要和全国经济发展水平南北不一及东西不均的矛盾中找到一个合理的平衡点,这个问题一直困扰着许多从事船检技术法规工作的各级安全管理工作者。笔者希望通过对国内航行船舶消防安全领域的研究,并以此为突破口,寻找到科学合理的分析评价方法来克服这个问题。
同时以往对法规的研究,我们通常都停留在感性的层面。本文首次通过科学计算和FSA分析,比较了中外技术法规的异同性,并用数值来衡量国内外同类船舶的安全相对值,以供领导层决策和社会评价。
1.2 FSA的背景
FSA的全写为FORMAL SAFETY ASSESSMENT,其中文意为“综合安全评估”。现正在国际海事组织IMO中逐步推广,以期得到更科学更合理的船舶技术安全法规。
该概念最早是由英国海事和海岸管理局(British Maritime and Coastguard Agency)首先在国际海事安全业中提出的一种新的技术法规立法技术。英国海事和海岸管理局(以前的英国海事局British Maritime Administration)的职责就是为了降低海运事故的风险。英国海事和海岸管理局在责任范围内,做出相应的管理措施,也就是完全、系统、
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 客观的针对海上风险的评估,并因此确定所需资源和管理措施。同时在海上风险评估的基础上,英国海事和海岸管理局提出新的解决方案,即制订新的船舶技术法规。
对比于传统的那种通过安全事故做出的反应方式,就象面对突发事件做出的诸如膝跳反射等人类一直具有的下意识活动,有着截然相反的特征。制订安全技术法规的新方法由立法机构运用综合安全评估的专门技术来进行。立法机构现在利用这个程序作为一种管理工具,并且它意味着,如果成功,这种方法可能运用在海运和英国海事和海岸管理局以外更广泛的范围。
综合安全评估是开发用来保证海洋安全(包括人员安全和环境安全)而做出决定的一种灵活的、结构式的、系统的分析工作,这个分析工具建立在对风险、成本及收益的基础上。
1992年,英国Carver勋爵所在的上议院议员委员会出版了他们关于船舶设计和技术的安全方面的报告。委员会提出,现代科学和技术在很多领域没有被充分的应用以致影响船舶的安全,是时候来做一个根本的改变了。关于船舶规范的调整,Carver报告设想的是建立在一种对风险、成本及收益经过量化评估的基础上的安全目标的采用,同时配合对每种商船的安全情况规范的介绍。这种安全情况方法已经在其它工业特别是在核能、化学和境外商务领域被开发。
作为对Carver报告的回应,英国政府阐明,由于海运的国际性质,任何新的方案都需要取得在国际海事组织及它所有成员的合作和同意后被开发。同时阐明在可预见的将来,对每一艘单独船只的个别安全情况进行关注是不切实际的。一个安全规范有可能把不实在的需要加诸在海事管理和被管理的各类资源上。此外,大范围的变化将不可避免地由于不同的船东和船旗国而产生,而加剧了应承担责任的营运者的商业不利因素。无论如何,在对风险、成本及收益的评估基础上,制定调整需求的主张是相当值得的。在提交国际海事组织海安会通函的一份文件中,英国提出了综合安全评估的概念。这个概念包括风险评估和成本收益分析技术的运用,不是针对个别船只,而是一种协助国际海事组织在对通常海运制定新的更完善的法规的决策过程中的工具。英国推断综合安全评估的采用将使安全和污染问题在国际海事组织上被排在前面,并且法规的提出对风险的确认来说也是有效的和适当的。
当然,有很多各种各样的安全和污染问题使国际海事组织能关注于减少人员的失踪和海洋污染,但至于必须致力于哪些特殊领域的决策?也就是说哪些特殊领域是必须重
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 点和优先考虑的。从前,这经常是建立在对意外事件甚至偶然事件的回应基础上,不尽合理和科学。现在,综合安全评估介绍了一种更积极的方法来帮助国际海事组织定位那些风险最大以及那些收益最大的领域。
1.3 FSA在国际海事组织中的发展
比较海运与公路交通安全,海上安全水平是很高的,但据统计数据显示,自1984年的十年来,平均每周有5艘船只和20个船员失踪。在1994年的世界海洋日,前国际海事组织的秘书长Bill O’Neil说:“我们渐渐习惯于风险,包括航海,同时我们把它们看作是一种不得不付出的成本,一个同海洋的愤怒挑战必须要付出的代价。但是意外不是不能避免的,它们能够而且必须防止。” 人定胜天,是人类追求征服自然世界的美好追求,但科学的自然规律是必须遵守的铁定准则,航运需要更完善安全法规以及国际海事组织的角色位置和职责,都需要在船检技术立法工作中引入一种全新的立法技术。
技术法规在防止意外上担任着一个很重要的部分。它们制定针对所有一切可运用的和完成的标准,旨在确定不仅是一个可接受的安全层次,而且还要公平竞争。有些人会有这样的争议那就是海运已经有足够的条例,我们所需要的只是更好的遵守。他们引述了许多从港口国管理活动中发现的不足来支持这个观点。但问题是,我们在所涉及的每一个适当的范围是否都有正确的法规?
许多以前的技术法规经常零星产生于一些意外事故之后。因此,某些存在的措施可能是无关、不一致或者极端的。不良的技术法规不能鼓励遵守。另一方面,船东和船员所看到的平衡的、可理解的、适当的条例有可能更好的被遵守,同时也使船舶内部更安全。船舶技术法规的合理性是更令人期望的目标。
根据英国政府的提议,国际海事组织组织了各国专家研究后,国际海事组织提出了在海事安全界引入和应用综合安全评估(FSA),并作为战略,FSA将逐步在制订安全规则中、在船舶的安全营运管理中,以及船舶设计中得到越来越广泛中的应用。经过多次讨论,IMO提出了综合安全评估的定义,那就是“通过运用对风险、成本和收益的评估的一种结构化的、系统的方法论,旨在增强海洋的安全性,包括保护生命、健康、海洋环境和财产。”
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 1.4 FSA在船检技术法规中应用的目的和意义
FSA是一种立法技术和方法,在船检技术法规中应用的目的和意义主要体现在以下3个方面:
? FSA是一种结构化和系统性的分析方法。在船舶工程设计、航运安全管理和制定
法规中应用FSA的目的在于风险评估和费用受益评估,尽可能全面、合理地使法规、设计、营运、检验的各个方面有效地提高海上安全(包括保护人命、健康、海洋环境和财产)的程度。
? FSA可以作为一种工具,用于帮助评估新制定的安全法规或改进的法规与现有法
规进行比较,以使得到在各种技术、操作方面(包括人为因素),以及在费用和受益之间达到协调。FSA的结果可以作为法规制定或修改的背景资料,并能对主管机关法规的制定和修改提供必要的支持,从而提高法规的水平。
? 在法规制定或修改过程中,可以通过FSA对所建议修改的规范进行评价,检查
其是否会对有关利益方(假如提高安全性或减少污染)和发生的有关费用方面产生影响,从而对该法规的制定或修改是否达到预期的要求能够做出决策。通过FSA可以有助于使法规制定或修改对使用者都一样公正,所以有助于达成一致意见。
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第二章 FSA原理概述
2.1 FSA综合安全评估概述
FSA是一种结构化的系统方法,在法规制定中应用这一方法,目的是要全面地、综合地考虑影响安全的诸方面因素,通过风险评估、费用和受益评估,提出合理的并能有效控制风险的法规要求,从而不断改进和提高现有法规的水平。
(一) FSA适用范围 FSA适用于:
(1) 船舶工程中与安全相关的技术设计的评估;
(2) 航运管理体系中对于与保障船舶安全营运有关的,特别是涉及人为因素的管理(如规章制度、人员组织、使用与培训、船舶维护与保养)的评估;
(3) 船检技术法规的制定和修改过程; (4) 船检技术法规的等效和免除措施。 (二) FSA使用注意事项
在制定新的法规或修改现有法规时,应考虑:
(1) 尽可能遵循FSA原则对所有技术要求的规定进行分析,特别是制订特殊的或新型的船舶规范时或者为特定作业制定安全检验规定时;
(2) 尽可能应用FSA方法对经修改的法规要求与原有法规进行比较,以便使法规技术人员对法规修改的有效性和所产生的效益有较为明确的了解。
(3) 可根据实际情况,应用FSA方法的全部步骤或其中的某个或几个步骤。
2.2 FSA方法的步骤与过程
一般,FSA包括下述步骤: (一) 第一步 危险识别;
危险识别的目的是对所评估的系统可能存在的所有危险进行识别,并将这些危险按照危险程度排列出清单,以便对主要危险进行进一步分析和提出相应的控制方案。危险
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 识别是确定危险存在并定义其特性的过程,可以通过标准技术识别对导致事故有影响的所有危险,分析事故情况的可能原因和可能导致的后果,并利用已有的数据进行评价,最后将这些危险排序。通常是通过建立基本模型进行危险识别。
用于危险识别的方法一般应包括发挥想象和采用标准分析技术的结合,以便尽可能识别有关的危险。发挥想象在于保证识别过程是积极的,并不仅限于对过去有关材料的危险。特别是应该建立一个有组织的小组来完成这项工作。在分析时,应保证适当的考虑以往的经验,可利用一些典型的背景材料(例如适用的法规等)。
在进行危险识别时,对每种事故类型的可能原因和后果可先用某些标准技术进行初步分析,例如失效树分析(FTA—Fault Tree Analysis)、事件树(Event Tree Analysis)、故障模式和后果影响分析(Fault Mode and Effect Analysis)、危险预分析(PHA—Pre-Hazard Analysis)、危险与可操作性研究(HAZOP—Hazard and operability Research)等。分析方法应根据所考虑的问题决定。
风险识别的过程应是全面和科学的,首先在已确定的分析范围,根据基本模型所定义的船舶和系统功能,对收集到的资料进行整理。例如,确定适用的公约、规则等;根据已知的事故或其他相关引起事故的信息整理形成危险例表和初步的危险分类。其次,组织召集有关方面专家参加的危险识别会(或以调研、座谈等其他形式),通过发挥想象,系统的对危险进行识别。再次,根据分析问题的类型选择适当的分析技术初步分析事故的潜在原因、发展过程、影响后果等。最后,对识别的危险进行排序并进行适当描述。
(二) 第二步 风险评估; 1. 风险评估的目的就是:
(1) 确定风险的分布,并且识别和评估影响风险水平的因素,以便能够把注意力集中在高风险区和影响风险水平的主要因素方面。同时找出法规体系与出现事故和事故后果之间的关系,以便能对法规进行适当的修改以减少风险。
(2) 分析和评估风险水平,以便使这些风险控制在可接受的范围内。 2. 风险类型和风险度量的单位
对不同类型的问题,可能需要考虑各种不同的风险,例如对人员的风险(包括个人风险和社会风险)、对环境造成的风险、或导致经济损失的风险等。对于不同的风险应该采用适当的风险度量单位来表示。一项研究中可能需要分别对几种风险进行分析。
3. 分析模型和假定
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建立分析模型和设立假定可能直接影响分析结果,应使分析模型和假定条件尽可能符合实际。
4. 风险分析
进行风险分析,可利用图表化分析方法将有关风险的隶属关系、分布情况进行分析,从而勾勒出每一类事故直接原因的逻辑组合。随后,对其每种风险进行量化,以说明风险的分布。事故类型还可进一步再划分为小类,直致所有可用的数据都能反映出事件,从而对经排序的危险进行说明。
5. 风险评估和风险的可容忍度
由分析得到的风险水平应通过比较进行判别,以便确定现行的法规是否合理,是否必须制定新的法规以降低风险。为了确定风险是否在可容忍的范围内,需要选择适当的、合理的风险标准作为判别准则。
6. 风险评估的实施过程
(1) 确定要分析的风险类型和风险的度量单位; (2) 建立分析模型和做出基本假定;
(3) 通过量化风险贡献树或通过事故数据统计分析确定各种事故类型风险的分布和影响因素。用于分析的事故统计数据应与所分析的问题范围相对应并具有代表性;
(4) 识别和评估高风险区和影响风险的主要因素的同时,分析现行法规对高风险区和影响风险的主要因素的作用和有效性;
(5) 用适当的方法计算各种风险值;
(6) 选用适当的风险标准进行比较,评价说明所分析的风险结果。 (三) 第三步 风险控制方案;
1. 制定风险控制方案目的要是危险识别和风险评估的基础上,有针对性地提出有效可行的降低风险的措施,从而分组形成实际可行的法规要求。通过第3步提出风险控制方案,这些方案即要解决原存在的风险也要考虑由于新技术或新方法所引起的风险。应通过对第2步结果的筛选(即风险评估的结果),集中考虑最需要控制其风险的区域。评估时应主要考虑:
(1) 风险水平,考虑事故发生的频率和后果的严重程度; (2) 概率,找出风险容易发生的区域,此时不考虑后果的严重性;
(3) 严重性,找出风险贡献树中事故发生后果最为严重的区域,此时不考虑事故发
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 生的概率;
(4) 可靠程度,在风险贡献树上从风险、后果严重性或概率方面找出相当不确定性的区域。
2. 风险控制措施
(1) 通过采用结构化的审议技术,可以找出对现有措施尚不能完全控制风险的新控制措施;
(2) 对各种风险控制措施进行分类;划分风险控制措施的类型主要目的是有利于进行结构化的思考过程,帮助理解风险控制措施如何起到作用,如何应用以及如何操作。对风险控制措施的分类还可以认为能对选用不同的风险控制措施提供指导。
(3) 风险控制措施应能够达到下述目的:
① 通过改进设计、改进程序、组织方针、加强培训等措施减少故障频率; ② 减轻故障的影响,防止事故发生; ③ 缓和可能发生故障的环境; ④ 减轻事故后果。 3. 风险控制方案
(1) 这一步骤的目的是把风险控制方案分为有限的、经过周密思考的、可实际应用的规范方案。通常有2种方案:
① “根本法”,通过控制事故发生的可能性达到风险控制;
② “补充法”,控制事故升级以及影响到其他事故(可能是无关的其他事故)接着升级的可能性。
(2) 形成风险控制方案时,应确定可能受到所建议的措施影响的有关方面。 (四) 第四步 费用与受益评估(推荐性,非必须的)
通常,这一步为推荐性的和非必须的,其主要目的是用减少单位风险所需要费用表示的费用受益比(即CBR — 费效比—Cost Benefit Ratio),或者是比较所有控制方案的结果,对风险控制方案进行排列。
(五) 第五步 为决策提供建议
FSA的第5步的目的是提出建议案。这些建议案应基于对危险和潜在原因的比较和排序;对经费用和受益评估过的风险控制方案的比较和排序;并保证风险在实际合理的可接受的低风险区。在考虑控制方案有效性时还应兼顾各方利益均衡的情况下,提出合
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 理的建议案。
进行FSA之前应先确定要评估的问题和范围以及有关的边界条件或约束条件。FSA应用人员通过FSA分析,把最终的分析结果作为制定新的法规和修改现有规范的技术支持或参考依据。
第 1步 危险识别 第2步 风险评估 第5步 对决策的建议 第3步 风险控制方案 非必须的 第4步 费用与受益评估 图2-1 FSA方法
2.3 应用FSA方法应考虑的方面
(一) 确定FSA 的应用范围
应用FSA方法的范围或深度应与所研究问题的性质和重要性相一致,同时根据研究问题的范围、性质、已有的数据资料、以及需要得到的结果,考虑采用定性或定量的方法评定危险属性和风险水平。在分析中,一般应既有定性分析,又有定量分析,即既有定性的叙述,又有通过数学方法得出的量化结果。
(二) 框定问题所涉及的各个方面
对新制定法规或修改现有法规应用FSA时,应首先仔细确定欲分析问题的主要内容及其边界,对问题进行限定(假定)时应考虑所有有关方面,并使其与操作经验或现行要求相一致。对于船舶,其限定范围大致如下:
(1) 船舶类型(例如:船型、船厂、货物种类等); (2) 船舶系统或功能(例如:现有船的设计思路等);
(3) 船舶营运范围(例如:无限航区、近海、沿海、内河、遮蔽水域等);
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(4) 船舶作业(例如:客运、港内作业、航行作业);
(5) 外部对船舶的影响(例如:船舶交通系统、气象预报、报告制度、定线制、作业区域、港口装卸设备等);
(6) 伴随某种后果的风险,(例如:乘客和船员伤死、环境损害等); (7) 相关的公约、法规(例如:IMO公约、法定检验技术规则等)。 (三) 建立基本数学模型
为了应用FSA,需要定义一个基本模型对某种船型的所有船舶或对考虑问题所共有的功能、特点、特性进行描述。一般地,对所考虑的问题可由数个功能来描述。例如:当问题涉及某种类型船舶时,这些功能包括客与货装卸及运送、通信、应急响应、操纵性等。基本模型不应看成孤立的一艘船舶,而应看成系统的组合,包括要实现所定义功能的组织、管理、操作及其硬件设备。根据所分析问题的范围和性质,可将功能和系统分解为适当的更细的层次。应当考虑功能和系统内的相互作用以及其变化的范围。从整体上看,受自然法则决定的船舶“硬件”(即技术和工程系统,对船舶而言即船舶设备和系统)是整个系统的中心,而“硬件”的各方面均与“软件”(即乘客和船员以及相关的安全管理措施)有关联,“软件”又与人的行为直接相关。应该注意到“软件”与组织和管理基础以及有关船舶、船队操作、维护和管理人员相互影响。这些系统与外部环境有关,此环境受到航运界与公众的压力和影响的支配。系统中的每一个方面都受到其他方面的动态影响。
(四) 人为因素
人为因素是引起事故和避免事故的最重要的影响因素之一,在FSA框架内系统地考虑整体系统中的人为因素,并把人为因素直接与事故的频率、潜在的事故原因或影响联系起来。
(五) 可用的信息和数据
为了进行FSA,收集每一个步骤所需的信息和数据是非常重要。所需要信息包括船舶或系统的基本信息和有关事故方面的信息。有关的具体事故报告、事故隐患线索和记录、以及各种失误情况(包括技术错误、操作或人为失误)等信息将有助于分析事故的潜在原因和发展过程,从而有助于制定出更为平衡、积极和经济效益高的法规。可以考虑利用IMO其他组织公开发布的已有数据(例如伤亡和缺陷统计数据)。当缺少可用数据时,可以通过专家评判、物理模型和解析模型获取有价值的结果。为了判别不确定性和
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上海海事大学 FSA在国内航行船舶消防领域的应用研究 局限性以及评价对已有数据的依赖程度,应对收集到的数据进行分析和评价,即对所收集数据和信息资料的精度和可信度进行科学判断。
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第3章 船舶消防安全原理概述
船舶消防安全是船舶安全学和消防安全学的综合学科,其作为消防安全的一个分支,有着消防安全所特有的共有特性和原理。但船舶消防安全还作为船舶安全学的分支,有着陆用工业、建筑消防安全截然不同的特点,主要体现为以下 4 点:
1. 陆用消防的安全主要是以专业消防力量为主,自身消防为辅的原理进行构筑,当对于船舶而言,由于船舶固有特性(远离海岸线),救援力量薄弱,快速反应能力无保证,因此决定了船舶以自身力量为救助主导力量的原理进行安全体系的构建;
2. 陆用消防的消防灭火介质一般情况下使用是有足够保证的,且使用限制较少,而对于船舶而言,由于船舶固有特性(需要浮力),因此非气体性灭火介质使用时必须考虑船舶的剩余浮力,同时气体性灭火介质数量有限,受造船成本影响仅仅携带足够应付一次火灾的数量,因此要求船舶火灾在最初阶段就能够有效控制。
3. 陆用消防的参与者都是职业消防人员,常年应付各种火灾,熟悉火的习性,而对于船舶而言,由于船舶安全发展历史所限,参与灭火的人员多为兼职人员(船员为主),虽然在其职业教育中有专职课程,但通常表现为理论能力强,实际灭火能力差,心理承受能力差,综合运用消防器材的能力差的弱点,因此防止火灾的扩散、确保人员(特别是旅客)撤离是必须考虑的另一重点,这往往与陆用消防安全表现不同。
4. 陆用消防的方式方法与船用消防不同,特别是在灭火后期,陆用消防是采用的较主动的灭火法,表现为采取破坏性方法,由专业消防人员从困境中“劈砍”出一条路,直达火源处;而船舶消防采用的是较被动的抑制法,主要表现为:
? 火灾初期进行抑制,防止火情扩大; ? 火灾中期进行抑制,防止火情扩散; ? 火灾末期进行抑制,防止火情复燃。
因此,保证船舶结构具有火灾的抑制能力是一个很重要的因素。
从以上的共性和特性我们可以看出船舶消防安全的基本特性,因此有必要构筑船舶消防安全的事件树(Fire Safety Concepts Tree—FSCT)进行风险识别,通常可以以消防安全的目标为FSCT的主题框架,即PSE0S树(Prevent-Suppression-Escape-Operation—Special Tree)。
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? 防止(Prevent)火灾和爆炸;
? 抑制(Suppression)火灾,减少火灾造成的生命危险以及船舶、船上货物和环境
的破坏危险,将火灾和爆炸抑制、控制和扑灭在失火起源处; ? 为乘客和船员提供充分和随时可用的撤离(Escape)通道;
? 操作性要求(Operational Requirements)丰富的消防安全信息以及熟练的消
防技能(主要通过培训来达到);
? 客滚船的特殊(Special Requirements)安全要求 。
FSCT 消防安全目标 防止火灾和爆炸(1) Prevent 抑制火灾和爆炸(2) Suppress 撤离人员(3) Escape 操作性要求 Operational Requirements (4) 图3-1 PSEOS树
客滚船的特殊要求 Special Requirements (5) PSEOS树构筑了船舶消防安全的总体风险分析方案,为了对船舶消防安全进行更深层次的比较,因此有必要对PSEOS作进一步分析:
(一) 防止火灾和爆炸
防止火灾和爆炸主要有以下3方面:
引燃的可能性的防止(11) 防止火灾和爆炸(1) 潜在的火势增大(12) 潜在的烟气产生和毒气(13)
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1. 引燃的可能性的防止
该要求的目的是防止可燃材料或易燃液体被引燃,为实现该目的,应从以下7方面着手:
? 应采取控制易燃液体渗漏的措施; ? 应采取限制易燃蒸汽凝聚的措施; ? 应限制可燃物质的引燃;
? 应将着火源与可燃材料和易燃液体隔离开;和
? 应将货舱内的空气保持在不会爆炸的范围内(仅适用于危险品船)。 ? 防止船舶和货物装卸、正常营运时产生火灾危险的操作性工作的安全管理。(操
作性要求) 2. 防止潜在的火势增大
该要求的目的是限制船舶各种处所内潜在的火势增大。为此,应满足下列要求: ? 应采取措施控制处所空气的供给; ? 应采取措施控制处所内的易燃液体;和 ? 应限制可燃材料的使用。 3. 防止潜在的烟气产生和毒性
目的是为了减少人们通常工作或生活的处所发生火灾时产生的烟气和生成的毒性物质所造成的生命危险。通常采用限制可燃材料,包括表面材料在火灾中释放出的烟和毒性物质的数量。通常应考虑油漆等涂料以及甲板基层敷料。
“防止潜在的烟气产生和毒性(13)”安全领域内的风险识别 表3-1
第一层 防止潜在的烟气产生和毒性(13) (二) 抑制火灾和爆炸
抑制火灾和爆炸通常包括5方面要求:
第二层 涂料的使用(131) 甲板基层敷料的使用(132) 15
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1. 火灾的探测和报警21 2. 控制烟气的蔓延22 抑制火灾和爆炸 (2) 3. 火灾的限制23 4. 灭 火24 5. 保持结构完整性25
1. 火灾的探测和报警
目的是为了探测到起火源处的火灾,并发出安全撤离和采取灭火行动的警报。通常采用固定式探火和失火报警系统装置、有效布置手动报警按钮、有效的巡逻制度。这需要确保以下功能性要求:
? 固定式探火和失火报警系统装置应适合于处所的性质、潜在火势的增大和潜在
的烟气产生;
? 应有效地布置手动报警按钮,以确保通知方式的随时可用;
? 消防巡逻应能作为一种有效方式来探测和确定火灾位置以及向驾驶台和船上消
防队发出警报。 2. 控制烟气的蔓延
根据大多数船舶火灾伤亡事故的教训,烟气危害主要体现在以下5个方面: ? 船舶火灾发生时大多数旅客、船员的死因是烟气导致的窒息而死; ? 烟气所夹带的能量、热源是火灾扩大的成因;
? 烟气导致人员在陌生的舱室环境中迷失撤离方向,最终陷于危险困境之中。 ? 烟气导致陆源的救助人员在灭火行进中看不见前方的危险,这在机器处所的灭
火工作中显得尤为明显,外部消防人员屡屡受到生命危害,如发生高空坠落或“回火”现象发生。
? 现在大型客船中的豪华高挑舱室越来越普遍,如“皇家玛丽二号”轮建有2个
豪华剧院,这种“天井”式的结构将对烟气起到“拔风”式的推波助澜的效果。 该类法规所要解决的目的:就是为了控制烟气的蔓延,以最大限度减少烟气的危害。通常应通过提供控制天井、控制战、机器处所和隐闭处所内烟气的措施。
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防水压力);
? 其喷水器同时工作的最大覆盖面积仅需要280m2,就如今的客船尺度,船宽动辄
达35米以上(如屡次到访上海的巴拿马藉客船“狮子星号”,其船宽为38米),自动喷水器、探火和失火报警系统性能也就仅仅能勉强覆盖1个水平主竖区。 因此,一旦发生越层火灾,现有船用安全产品就可能无法应付火灾局面。 第三,现有船舶的舱室高度一般都在2.5-2.7米左右,一旦发生越层火灾,则2层甲板的总高度将达到5米以上,其“拔风”效果十分明显,将加剧火势和扩散。
此外,就灭火行为本身而言,无论是消防人力资源的投入还是效率来看,消灭同层内的火总是要比消灭跨层间的火要来的容易(多层间往返奔跑体力消耗很快)。
从以上分析可以看出,火灾的甲板间传播的危害要大于同层间的传播。所以,现有国内航行海船船检技术法规中消防安全法规要求舱壁间防火分隔安全值大于甲板间防火分隔相安全值的要求是不合理的,这不符合船舶救火实际安全需要以及主竖区的设立意义。
通过比较甲板和耐火完整性,我们发现现有防火分隔的甲板间防火分隔的起草指导思想中存在如下问题:
船舶的舱壁间防火分隔的相对安全值大于甲板间防火分隔的相对安全值. (三) 关于国内航行船舶的部分消防法规条款要求偏高的问题
分析附录2计算表,我们可以发现部分国内航行船舶法规条款偏高的问题,如以储藏易燃液体的其他处所与机器处所的防火分隔为例,国际上仅为A-0,而国内却需要A-60。因此,我们可以发现:
国内航行船舶的法规(防火分隔部分)的部分条款要求高于国际航行船舶的法规要求。
综合上述原因,笔者得出第五个结论:
现有舱壁和甲板防火分隔的起草指导思想有错误。 六 结论(六):
根据假设条件(不考虑船用产品的差异性),但实际状况却是现有国内法规中关于船用消防产品技术条款与国际标准也存在一定的差距(低于国际要求),因此笔者得出第六个结论:
如考虑产品的相对安全值后,则国内航行海船消防安全的安全值将更低。
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论文结论
船舶技术法规是船舶安全领域各环节的第一环,其科学和合理性直接决定着该法规是否能得到有效贯彻和执行的保证。
我国是一个发展中的国家,国际公约中所要求的设备配备要求和安全管理要求在中国全面推广恐怕还要一个很长的过程,同时鉴于国际公约仅适用于500总吨以上的船舶,因此在国际法规国内化的工作过程中就不可避免地面临着“取舍”的问题,建立一套科学合理的法规评价体系是一个必不可少的科学决策工具,要在技术专家立法的基础上升到一个新的高度,即技术专家起草立法,领导和广大客户(包括主管机关、大中型船东代表、海事管理人员、船员等)科学决策,消除以往国内法规(消防安全部分)存在的“断章取义”式立法现象,防止出现国内法规高于国际法规等第6章所叙述的种种问题,特别是要防止“重点、难点”问题简单处理的立法事件发生。
通过研究,本文得到下述结论:
一、国际法规在国内化的过程中必须以综合安全评估(FSA)作为法规起草前期的调研准备工作的重要工具之一,并以此作为风险辨识、安全方案评估等系列立法工作的指导思路。
二、面对如今船检技术法规批准和起草分离的工作局面,建议作为船舶检验技术法规的批准单位中国海事局,应对船舶安全的不同安全领域(如消防、救生、载重线、无线电)等都应建立不同的评价公式,以方便对委托起草、以及待批准的船检技术法规(如国内化后的技术法规)进行科学评价,做到“决策心理有数,批准心理放心”。
三、现有国内航行船舶的技术法规以及待批准的国内航行海船法定检验技术规则2005修改通报中有关消防安全的技术条款存在诸多问题(包括整体立法框架和具体技术条款),建议摒弃现有的整体技术框架,根据消防安全的各安全(风险)领域为主体框架,重新编写和起草国内航行海船消防安全的有关技术条款。
四、鉴于船用消防产品的特性,不应区分国内航行和国际航行两类,建议参照国际公约的方式,将有关船用产品的技术条款从现有法规中单列,制定一本综合的《船用产品检验技术法规》,这也是符合《行政许可法》立法精神的,否则这不利于各船检机构开展“政务公开”工作,也不符合“阳光海事”的治局理念。
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五、探索一条船舶消防法规国内化的立法新技术模型。
现有国内航行海船的消防安全法规的立法国内化技术(确定性方法)不适应中国海岸线长,南北船舶特征差异巨大的实际现状。
传统上,法规起草者在运用确定性方法作为起草指导思想时,通常都会事先设想某种假定船舶或船型为起草对象,这就造成中国船级社检验的船舶与各省市船舶检验机构检验的船舶无论在尺度、布置、船东的经济条件,还是船舶的实际航行区域、周边水域救助条件上都存在较大差异,因此用确定性的方法(包括以假定船为起草对象)一定会出现“挂一漏万”的问题,所以其适用性就要大大折扣。如改用“不确定性方法”进行国内化立法技术,将“由立法者寻找‘放之四海皆准’的假定模型船的立法模式”转变为“由船东和设计单位想法设计出一条不低于主管机关提出的安全值的船舶”。这既能节省宝贵的立法资源,同时又能保证设计单位的设计宽裕度以及船舶特征的差异。
以船舶消防安全法规为例:
笔者建议:参照国际上流行的“概率方法计算船舶破舱稳性的方法”的理念,探索性使用相对安全指数法(RSI method)来评估和检验国内航行海上客滚船的消防安全。
笔者根据PSEOS树的总体7级框架第1层关系(SS First)以及客滚船的危险特性,并基于以下目的:
? 加重客滚船的特殊要求的权重; ? 降低人为因素的权重;
? 现有脱险的有关计算处于理论阶段,所以部分条款不一定尽合理和科学。 因此,对第1层安全领域(5个因素)的权重进行调整,以达到更好突出重点的目的。
PSEOS树的权重表
防止火灾和爆炸(1) 平均权重 调整后权重 0.2 0.25 火的抑制 (2) 0.2 0.2 脱险 (3) 0.2 0.15 操作性要求 客滚船的特(4) 0.2 0.1 殊要求(5) 0.2 0.3 所以将公式4-1和公式4-2做一变化,
1m?SSIi?1∵mi?1
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ii并利用行列式性质得,
?0.25??0.2???1m??1n1p1q1r??RSI??SS1i,SS2i,SS3i,SS4i,SS5i?0.15???????100%?m??ni?1pi?1qi?1ri?1?i?1??0.1?????0.3??
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致 谢
本人完成论文撰写得过程中,导师王学锋、企业导师陈煜高工在本文的选题立意、提纲拟定、材料的收集、论文初稿和二稿的修改以及最后定稿等方面给予了大力和悉心的指导,倾注了大量的心血。他们渊博的知识、良好的敬业精神,以及对学术的孜孜不倦的钻研精神对本人而言都是宝贵的财富。
同时,对各位评阅老师的热心指导和帮助表示忠心感谢。
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