定量风险分析(QRA)评估方法

QRA概述

随着流程工业项目的大型化(无论是产能,还是占地面积)、复杂化(工艺流程),工艺安全事故的风险频率及后果严重程度也在增加。潜在事故可能导致多方面的后果,例如:

  • 厂内及厂外人员伤亡;
  • 环境污染;
  • 财产损失;
  • 声誉影响等。

定量风险分析(QRA)是对通过定性风险分析排出优先顺序的风险进行定量风险评估,在流程行业得到广泛应用与认可,能够更好地帮助客户了解与分析潜在工艺安全事件的风险频率及可能产生的后果。尽管有经验的风险经理有时在风险识别之后直接进行定量分析,但定量风险分析一般在定性风险分析之后进行。

通过不断积累各类流程工艺领域(从海上平台、LNG液化与接收终端、到炼化装置)的定量风险分析经验,IRC帮助客户在装置的全生命周期内,更好地理解企业所面对的风险,并实施有效风险管理。

QRA方法

QRA分析方法有多种,通常传统的定量分析方法中项目风险发生的概率和后果的计算均要通过对大量已完成的类似项目的数据进行分析和整理得到,或通过一系列的模拟实验来取得数据。

概率分布

概率分布表明了每一可能事件及其发生的概率。由于诸事件的互斥性,这些概率的和为1。我们可以使用历史数据(资料)或理论概率分布来建立实际概率分布。

历史资料法

在基本相同的条件下,我们通过观察各个潜在的风险在长期历史中已经发生的次数,就能估计每一可能事件的概率,这种估计是每一事件过去已经发生的频率。但是,由于人们缺乏广泛而足够的经验,以致不能用这种方法建立可靠的概率分布。如前所述,项目风险的客观概率是很难得到的。即使有这样一些历史数据,也会因样本过小而无法建立概率分布。国外的资料表明:除个别情况之外,企业无法依赖自己的本身历史资料建立每年的总损失金额概率分布;而只能依赖同业工会、私营保险商、政府部门等提供的辅助信息。但是这种依赖同业内的辅助信息有其局限性,其一是这些信息局限于平均损失而不是概率分布;其二是这些信息可能与一个特定企业不同。

专家打分法

那么,我们为了建立这种风险的概率分布就该利用主观概率和合成概率。有一种说法认为主观概率准确性差而不赞成使用,实际上,这种专家的估计是专家根据自身的专业素质以及丰富的实践经验,依照项目的具体情况做出的合理判断。可以将主观慨率看成客观概率的近似值。

理论分布法

当历史资料不充分或不可信时,风险经理可以根据理论上的某些概率分布来补充或修正,从而建立风险的分布图。常用的风险概率分布是正态分布。正态分布可以描述许多风险的概率分布:如财产损失,交通事故等。还有一些风险分析中常用的理论概率分布,如泊松分布,三角形分布,离散分布等概率分布,阶梯长方形分布,梯形分布,二项分布和对数正态分布等。

外推法

外推方法分为前推和后推及旁推三种,都是风险分析的好方法。从预测理论来分析,后推和旁推的应用效果一般较差,故较少采用,大量运用的是前推方法。

前推方法即趋势外推法,是一种时间序列法。其基本原理是利用取得的按时间顺序排列的历史信息数据推断出未来事件发生的概率和后果,是一种定量预测方法。外推法简单易行,前提是有足够的历史资料。但是这种方法也有缺陷:首先历史记录不可能完整或者没有错误;其次历史事件的前提和环境已发生了变化,不一定适用于今天或未来;另外,外推法没有考虑事件的因果关系。由于这些缺陷存在,使外推结果可能产生较大偏差。为了修正这些偏差,有时必须在历史数据的处理中加人专家或集体的经验修正。

外推法有时必须与理论概率分布配合使用,如当历史数据不全或序列显示趋势不明显时,就应从理论上分析它服从哪一种概率分布,然后进行外推。

外推的具体方法有:简单平均法,移动平均法,加权移动平均法,指数平滑法,季节变动分析法,线性趋势法等。

在项目风险管理过程中,风险分析是最困难的。风险经理往往陷入两难的境地,即为了追求准确,就必须应用复杂的概率计算方法和采用精度较高的模型,但是限于资料的稀缺和时间的紧迫,这种方法或模型就被迫放弃。大多数的风险经理宁愿放弃准确度的较高要求而采用定性的预测方法,即将风险的概率估计予以主观量化。所以据统计,75%的项目经理采用的风险分析方法是专家调查打分法。有时,风险的概率无法估计或计算得到,项目经理就用“高,中,低”来描述风险量。有时为了更精确,会采用“高、较高、中上、中、中下、较低、低”等级别描述。

敏感度分析

是量化及评估各风险对项目目标潜在影响的方法,有助于判定哪种风险最有可能对项目产生影响。

决策树分析

决策树分析是一种从结果到原因逻辑分析事故发生的有向过程,遵循逻辑学的演绎分析原则,即仿照树型结构,将多种风险进行图解推导的一种方法。

模拟法

利用系统模型对系统行为进行分析,将对项目目标潜在影响的不确定性因素具体化、定量化。对工程项目进行模拟最常用的形式是利用项目的网络图作为项目模型。大多数模拟的基础是某种形式的蒙特卡洛分析。

实际工程设计项目中,也可以使用其他风险分析方法如HAZIDHAZOP的结论来用于识别QRA中需要分析的重大危害事件。

  • 重大危害事件发生的概率可以通过不同的概率分析方法来确定。重大危害事件发生的概率受初始事件频率(如泄漏频率)以及其他相关事件的可能性(如立即点火或延迟点火)所影响。
  • 我们使用火灾及爆炸影响分析(FEA)或后果分析(CA)来模拟重大危害事件可能产生的后果。危害事件的后果可能受到物料、工艺条件、装置布置、风向、地形以及厂内外人员分布等多个因素的影响。

QRA应用

根据工厂/装置生命周期的不同阶段,可以定制定量风险分析方法中各种不同的应用分析模式。

常用的QRA分析应用包括:

  • 人员伤害风险评估;
  • 火灾及爆炸影响分析(FEA)/后果分析(CA);
  • 综合性QRA分析(包括人员,安全功能及环境风险);
  • 逃生,疏散及救援等应急分析。

定量风险分析的依据

1. 历史信息

从行业或企业得到类似的已完项目信息,风险专家对类似项目的研究资料,以及风险数据库。

2. 项目范围说明书

3. 风险管理体系文件

风险管理体系文件规定的管理方法和制度包括执行风险管理的岗位职责、预算和计划时间的风险管理活动,风险分类,风险分解结构和修订的有关方面的风险承受度。

4. 风险清单

已识别风险的清单、项目风险的相对排序或优先级清单,以及按照分类分组的风险。

5. 有关项目管理计划

项目管理计划包括:

(1) 项目进度管理计划。项目进度管理计划为项目进度的计划和控制规定了格式和标准。

(2) 项目费用管理计划。项目费用管理计划为项目费用的计划、组织、估算、预算和控制规定了格式和标准。

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