【摘 要】論述應(yīng)用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（QRA）對(duì)評(píng)價(jià)、控制低概率重大事故風(fēng)險(xiǎn)的重要意義。介紹了低概率重大風(fēng)險(xiǎn)范疇與主要來源；QRA技術(shù)的主要用途與基本方法；研發(fā)與使用QRA計(jì)算重大風(fēng)險(xiǎn)的主要技術(shù)程序。提出了在應(yīng)用QRA評(píng)價(jià)重大風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)主要技術(shù)問題。

　　【關(guān)鍵詞】低概率事件 重大風(fēng)險(xiǎn) 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

　　在連續(xù)發(fā)生了印度博帕爾毒氣泄漏（1984）、前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸（1986）和英國北海油田鉆井平臺(tái)火災(zāi)（1988）等一系列重大工業(yè)災(zāi)難后。重大事故風(fēng)險(xiǎn)威脅再一次成為國際安全界的關(guān)注的焦點(diǎn)。這些事件發(fā)生雖然十分罕見，但由于其引發(fā)的災(zāi)難性后果，使工業(yè)、科技和保險(xiǎn)經(jīng)營等各界對(duì)低概率后果嚴(yán)重事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與控制的研究格外重視。其典型的例子是在美國航天飛機(jī)的研發(fā)中，由于當(dāng)時(shí)航天飛機(jī)采用了最先進(jìn)的技術(shù)和材料，幾乎所有人都認(rèn)為航天飛機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)文明的驕傲，其系統(tǒng)運(yùn)行具有很好的可靠性，在安全上可以“萬無一失”。美國航天局先前一直應(yīng)用傳統(tǒng)的工程理論所謂支持系統(tǒng)的方法解決各種安全和可靠性問題。這種理論使多數(shù)人包括一些決策者認(rèn)為航天飛機(jī)發(fā)生災(zāi)難性事件的可能性極為罕見，幾乎微不足道。1986年“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)在全世界的注視中升空失事，再一次引起對(duì)罕見事件風(fēng)險(xiǎn)的反思。美國航天局開始請國際科學(xué)應(yīng)用公司的系統(tǒng)安全專家對(duì)航天飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行全面的檢查分析，結(jié)果科學(xué)家得出一個(gè)結(jié)論：航天飛機(jī)每次執(zhí)行任務(wù)出現(xiàn)災(zāi)難性事故的概率是0.7%，也就是在145次飛行中，可能有一次會(huì)出現(xiàn)災(zāi)難性的問題。這項(xiàng)研究還排列出了導(dǎo)致航天飛機(jī)失事七類重大風(fēng)險(xiǎn)，其中風(fēng)險(xiǎn)性最高的是主發(fā)動(dòng)機(jī)故障，機(jī)率為37.8%。這些研究結(jié)果已列入了美國航天局1997年—2000年的研發(fā)計(jì)劃。低概率重大事故定量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)在我國還剛剛處于起步階段，公眾、管理人員，甚至包括一些安全科技人員對(duì)其潛在影響認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致對(duì)一些重大事故隱患的治理存有冒險(xiǎn)與僥幸心理，實(shí)際上定量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)水平較低也是在我國安全生產(chǎn)工作中存在往往重視后果處理，忽略事前預(yù)防原因之一。

　　低概率事件一般是指發(fā)生可能性小于5%以下的事件，而低概率重大風(fēng)險(xiǎn)事件是針對(duì)相對(duì)發(fā)生概率很小，但可導(dǎo)致重大人員傷亡，后果嚴(yán)重的事件而言。一般低概率重大風(fēng)險(xiǎn)事件的誘因主要分成以下六類：
　　1、工業(yè)生產(chǎn)事故
　　2、環(huán)境污染
　　3、大型工程失效（水壩、摩天大廈、隧道和橋梁等）
　　4、運(yùn)輸工具故障（航空、航海和航天等）
　　5、自然災(zāi)害（水災(zāi)、地震、颶風(fēng)和烈性傳染病等）
　　6、人類自身活動(dòng)（恐怖主義，戰(zhàn)爭，種族與宗教沖突和探險(xiǎn)等）

　　由于低概率事件的罕見性和不確定性，使許多人對(duì)它漠視甚至誤解：公眾更多關(guān)心它的后果，而很少注意到突發(fā)事件的概率，對(duì)不同類別事件概率的差別也不敏感；人們更多關(guān)心現(xiàn)時(shí)的安全性，對(duì)今后幾年、甚至幾十年一遇的未知事故往往采取容忍心理；就多數(shù)公眾而言，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的判斷主要憑借自己和周圍人的經(jīng)驗(yàn)，甚至感覺，而對(duì)科學(xué)家提出的復(fù)雜計(jì)算模型和令人費(fèi)解的預(yù)測結(jié)果常常不以為然。

　　近代工業(yè)逐漸向大型、集團(tuán)化發(fā)展，一些大型、高能和高速的工藝和設(shè)施越來越多，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中低概率重大事件的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)明顯增加，其識(shí)別、評(píng)價(jià)與控制技術(shù)也日益完善，其中最引人注目的是定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（QRA）技術(shù)。由于ＱＲＡ技術(shù)的不斷進(jìn)步，事故不可知論已成為過去，使憑僥幸心理和單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行安全管理的思想將逐漸被淘汰。QRA方法的應(yīng)用能夠比較精確估算工業(yè)活動(dòng)中某些特定風(fēng)險(xiǎn)的概率并對(duì)低概率事件后果做定量化的評(píng)價(jià)計(jì)算，進(jìn)而比較事故（風(fēng)險(xiǎn)）可能發(fā)生的主要條件和各種方式，由此幫助技術(shù)人員和決策者控制資源配置和預(yù)防工作的方向，而后者尤為重要，因?yàn)樗兄诖_定政府或企業(yè)所必須清楚面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度和確定承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的能力。

　　重大事故風(fēng)險(xiǎn)的罕見性（低概率）和不確定性使其評(píng)價(jià)工作變得困難和復(fù)雜。某些事件的模型，如颶風(fēng)的評(píng)估，也許僅包括數(shù)十個(gè)可變因素，但在工業(yè)領(lǐng)域，如大型化工企業(yè)，核電站或航天器，其風(fēng)險(xiǎn)概率評(píng)估模型中可能包括成千上萬，甚至數(shù)百萬個(gè)可變和交互影響的因素，其中每一個(gè)因素都代表可能失效或出現(xiàn)故障的元件。評(píng)估模型最重要的功能就是必須能夠精確的描述這些元件在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的相互作用。如果沒有更快的處理器，更先進(jìn)的軟件和巨大的數(shù)字存儲(chǔ)能力的支持，實(shí)現(xiàn)這樣復(fù)雜多變的計(jì)算是難以想象的。由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和一些概念化計(jì)算軟件的迅速發(fā)展，科學(xué)家才能應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，對(duì)導(dǎo)致某些事件的微小、復(fù)雜和可變的因素做出識(shí)別，并運(yùn)算和預(yù)測這類（個(gè)）事故的概率值，進(jìn)一步還可以應(yīng)用數(shù)字實(shí)現(xiàn)技術(shù)，使這個(gè)事故被最接近于真實(shí)的模擬出來。

　　風(fēng)險(xiǎn)概率分析提出已經(jīng)有40多年歷史，但定量化方法應(yīng)用還是近二十年的事情，近十年是QRA發(fā)展最快的時(shí)期，并且公眾對(duì)其信任度也在不斷提高。進(jìn)入九十年代后期，QRA已從單項(xiàng)的定量化事故樹分析和連續(xù)系統(tǒng)模擬，逐漸發(fā)展到復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)算和重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策的支持[1]。

　　目前在美、英、日和歐共體等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，幾乎對(duì)所有重大工程項(xiàng)目和建設(shè)規(guī)劃都需要事先做定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和安全建議[2][3]，其目標(biāo)：一是認(rèn)識(shí)重大工程或規(guī)劃自身的風(fēng)險(xiǎn)和附近居民所承受的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，二是由安全部門決定其風(fēng)險(xiǎn)是否可以使工程規(guī)劃得以否決或批準(zhǔn)。在八十年代前，這些評(píng)價(jià)和建議主要是依靠專業(yè)與經(jīng)驗(yàn)的判斷。這些判斷是通過對(duì)假設(shè)釋放出的危險(xiǎn)物質(zhì)進(jìn)行離散計(jì)算，然后據(jù)此進(jìn)行預(yù)測得出的?，F(xiàn)在看來，其評(píng)估的方法與其說基于風(fēng)險(xiǎn)，還不如說是基于后果。在八十年代后期，在數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)下，QRA的研發(fā)在技術(shù)上有了重大突破，數(shù)字化的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線（F-N曲線）等技術(shù)不斷更新、完善，這些技術(shù)方法和評(píng)估模型開始在工程設(shè)計(jì)和社區(qū)規(guī)劃中實(shí)際應(yīng)用。

　　QRA計(jì)算重大事故風(fēng)險(xiǎn)主要過程包括：
　　1、依據(jù)重大危險(xiǎn)地點(diǎn)、物質(zhì)特征、物質(zhì)質(zhì)量、控制和安全系統(tǒng)、以及操作程序，計(jì)算并確定能夠造成傷害后果的假設(shè)泄漏的典型泄漏量。
　　2、利用歷史上的失效統(tǒng)計(jì)分析（即所謂的一般失效概率數(shù)據(jù)）確定每一次假設(shè)泄漏在某一給定時(shí)間段內(nèi)（一般是一年內(nèi)）發(fā)生的可能性。結(jié)合使用成熟技術(shù)（例如定量化故障樹分析技術(shù)）所得的基本構(gòu)件的失效概率數(shù)據(jù)，得出每一次假定危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏的概率值。
　　3、對(duì)每一次泄漏進(jìn)行評(píng)估，包括危險(xiǎn)性物質(zhì)泄漏速率和泄漏持續(xù)時(shí)間。
　　4、計(jì)算有毒以及易燃性物質(zhì)泄漏釋放后，在不同天氣條件下的大氣擴(kuò)散構(gòu)成。對(duì)于易燃性物質(zhì)的泄漏，要考慮在泄漏源立即被點(diǎn)燃的可能性。同時(shí)對(duì)延時(shí)點(diǎn)燃的情況，則應(yīng)按照易燃物質(zhì)浮云或氣流內(nèi)預(yù)測濃度等級(jí)以及沿途點(diǎn)火源的分布及點(diǎn)火可能性的差異分別給予處理。
　　5、在上述擴(kuò)散、爆炸以及火焰計(jì)算基礎(chǔ)上可以確定各種不同危害參量（有毒氣體濃度、熱輻射、火焰區(qū)的延伸以及沖擊波超壓或沖量）在空間和時(shí)間上的分布。
　　有毒物質(zhì)的危險(xiǎn)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是基于急性中毒劑量毒性負(fù)荷（毒性負(fù)荷＝Cndt），或更大劑量毒性負(fù)荷的機(jī)率。對(duì)于易燃性物質(zhì)的危險(xiǎn)，需要考慮熱輻射、火焰區(qū)域以及爆破產(chǎn)生的沖擊波。

　　QRA技術(shù)可計(jì)算出某個(gè)假定個(gè)體處于某特定地點(diǎn)時(shí)能遭受到至少標(biāo)準(zhǔn)的毒性負(fù)荷劑量、熱輻射劑量、或指定程度的沖擊超壓的概率。原則上這些劑量都應(yīng)該轉(zhuǎn)換為導(dǎo)致傷亡可能性的“概率單位”。概率單位將接觸劑量與死亡可能性或者其他一些傷害程度聯(lián)系起來，可以計(jì)算出個(gè)體承受到至少那些劑量的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)（死亡概率）。在個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮到重大風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)周圍的人口密度，或者一次事故可影響到不同人口數(shù)目的可能性等因素，即擴(kuò)展到社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是指在任意一年里發(fā)生影響至少一定數(shù)量人口的事件的累積概率。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算同樣受到范圍、地貌、氣象、人口密度空間分布與時(shí)間變化等復(fù)雜因素和它們相互作用因素的影響。

　　QRA有毒物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法已經(jīng)比較系統(tǒng)完善，這些程序主要建立在對(duì)影響區(qū)域計(jì)算的基礎(chǔ)之上。這些區(qū)域定義了居民將接受到至少是標(biāo)準(zhǔn)劑量毒性危害的范圍。而對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算，必須考慮復(fù)雜多變的天氣條件和人們在室內(nèi)或者室外的不同情況，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算。由此可見，每一個(gè)區(qū)域都與某個(gè)特定氣象條件出現(xiàn)和人員暴露的概率相對(duì)應(yīng)，對(duì)一個(gè)特定區(qū)域的計(jì)算結(jié)果很難直接用于另外的評(píng)價(jià)對(duì)象，即使它們之間十分類似。如果假定區(qū)域內(nèi)氣流等條件均相同，一個(gè)人在某特定地點(diǎn)被卷入危險(xiǎn)區(qū)域的概率就可以計(jì)算出來，而且可以轉(zhuǎn)換為個(gè)人危險(xiǎn)性評(píng)估和它距毒物泄漏點(diǎn)距離的函數(shù)。通過分析程序還可計(jì)算每種失效情況下個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的差異，并據(jù)此推算得出所有失效情況下總的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)與距泄漏點(diǎn)距離之間的函數(shù)關(guān)系。應(yīng)用總危險(xiǎn)度、不同天氣條件下危險(xiǎn)發(fā)生比率，以及某指定點(diǎn)天氣數(shù)據(jù)（大量相等地區(qū)中，每一個(gè)地區(qū)的不同風(fēng)速/天氣種類組合的可能性）等參數(shù)，推算畫出個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值的危險(xiǎn)度曲線。這些曲線表示了某假定個(gè)體接受至少定量毒氣的頻率（10-4、10-5、10-6次/每年），并被精確的繪制在網(wǎng)格化的地圖上。
　　
　　通過另一種計(jì)算程序，結(jié)合人口分布和社區(qū)類型信息、計(jì)算出的危險(xiǎn)區(qū)域、以及當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)指定風(fēng)/天氣的可能性的綜合分析，可計(jì)算出社會(huì)危險(xiǎn)度[4][5]。計(jì)算社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可根據(jù)計(jì)算精度的要求，按區(qū)域風(fēng)玫瑰圖（至少12個(gè)風(fēng)向）的方向分別計(jì)算相應(yīng)危險(xiǎn)區(qū)域所影響的人數(shù)N。每一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域的方位都有很大差異，因此可以獲得若干對(duì)可能性和人數(shù)N的數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以導(dǎo)出N個(gè)或者更多人承受危險(xiǎn)影響的累積概率。

　　QRA也常用于易燃性物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，現(xiàn)有QRA模型大多是針對(duì)與液化石油氣（LPG）裝置有關(guān)的事故風(fēng)險(xiǎn)。這些評(píng)價(jià)模型能比較精確的計(jì)算出：任意一年內(nèi)主要貯存容器因立即點(diǎn)燃發(fā)生沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）的概率；以及所產(chǎn)生的火球的影響。

　　易燃物質(zhì)QRA計(jì)算方法原則上與有毒物質(zhì)危險(xiǎn)基本一致，不同的是在計(jì)算前需要輸入特定數(shù)據(jù)或因素。這些數(shù)據(jù)和因素要求至少包括以下幾方面：容器大小；LPG類型（如丙烷或正丁醛）；容器災(zāi)難性失效概率：容器冷失效；容器熱失效；容器有限性失效概率（裂縫或漏洞）；與蒸餾器、泵、管道系統(tǒng)等設(shè)備相關(guān)的容器泄漏概率；設(shè)備或管道泄漏物點(diǎn)燃的可能性與點(diǎn)燃可能性的分配；貯存器設(shè)備周圍社區(qū)種類，以及人口密度等。

　　易燃物質(zhì)QRA方法能夠計(jì)算設(shè)備周圍由直角坐標(biāo)網(wǎng)格定義的各小單元中心處的熱輻射[（kWm-2）1.33s]等級(jí)和爆破產(chǎn)生的沖擊超壓（kPa），同時(shí)也可計(jì)算相關(guān)的這些熱輻射等級(jí)以及爆破產(chǎn)生的沖擊波發(fā)生的頻度。由這些物質(zhì)可進(jìn)一步推導(dǎo)出指定熱輻射等級(jí)和指定沖擊壓力的等值線，每一條等值線都給出了能在給定頻率（例如10-5、10-6次/每年）下發(fā)生指定范圍內(nèi)等級(jí)熱輻射和沖擊壓力的地點(diǎn)距源點(diǎn)的距離。另外，這些計(jì)算出來的輻射和沖擊超壓等級(jí)可以與概率方程一起，推導(dǎo)出不同距離下的個(gè)人死亡率，然后又可以繪制出個(gè)人死亡率的等值線。如果在計(jì)算過程中考慮到了危險(xiǎn)設(shè)備周圍的人口分布，那么也可以導(dǎo)出社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值。因?yàn)锽LEVE事件在確定廠區(qū)外危險(xiǎn)方面至關(guān)重要，應(yīng)該單獨(dú)使用定量的故障樹技術(shù)計(jì)算它的頻率。在計(jì)算中還必須考慮評(píng)估對(duì)象所特有的一些細(xì)節(jié)因素，比如閥門數(shù)量、管道長度和有沒有水噴霧等。由于長運(yùn)輸管道發(fā)生泄漏的方式、泄漏量、氣流影響和一定范圍內(nèi)被稀釋后可燃極限等許多因素都不同于LPG，所以用于BLEVE的QRA模型并不完全適用于管道工程，盡管運(yùn)送管道發(fā)生事故的頻率很高，但其致死性風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域一般不會(huì)超出50米以外的范圍，但如果管道泄漏點(diǎn)處在可波及到LPG危險(xiǎn)距離范圍內(nèi)或者在泄漏源頭立即被點(diǎn)燃的可能性很大，其風(fēng)險(xiǎn)可能要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，這一點(diǎn)在計(jì)算社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)方面更為重要。

　　雖然QRA的技術(shù)方法已十分先進(jìn)、計(jì)算結(jié)果也比較精確，但它的基本運(yùn)行畢竟還是建立在“假設(shè)”基礎(chǔ)之上，而這些假設(shè)是否可靠、可信，主要依據(jù)所輸入模型中數(shù)據(jù)的有效性。另外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是：使用QRA計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)概率的最大價(jià)值在于工程或規(guī)劃前，至少在過程中，而不是在工程完成，甚至事件發(fā)生后。

參考文獻(xiàn)

　　1. Helen Balmforth, Ron Macbeth, Toxic RISKAT version 3.1 The Inclusion of the Site Risk Methodology, Health&Safety Laboratory 2002.27

　　2. Nishapati, Mark, Acceptability and applicability of quantified risk assessment in the next millennium, Proceedings of the International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering-OMAE,OMAE98-1431,1998,7pp

　　3. Laheij, G.M.H.; Post, J.G.; Ale, B.J.M., Standard methods for land-use planning to determine the effects on societal risk, vol71 Jan.2000: 269~282

　　4. Stallen, Pieter Jan M.; Geerts, Rob; Vrijling, Han K., Three conceptions of quantified societal risk, Risk Analysis vol 16 Oct.1996: 635~644

　　5. R.E. Jorissen and P.J.M. Stallen, Quantified societal risk and policy making, Technology risk and society v12, Kluwer Academic Publishers, c1998