摘 要

频繁的海上贸易带来的不仅是经济的发展，还有越来越多的水上交通事故。为了查清水上交通事故致因机理，以此来为水上交通安全管理工作和事故预防提供参考、为事故调查提供调查方向和指导意见、控制减少水上交通事故及其后果，本文首先对事故致因理论的发展进行了详细探究，对国内外学者的事故致因理论的研究现状及其应用于水上交通事故进行了梳理 。

其后选择海因里希事故因果连锁理论作为水上交通事故致因理论模型，并针对其应用于水上交通事故中将人的缺点对直接原因的影响夸大化、缺乏对航行环境的描述和根本原因是社会环境和遗传的单一化、对伤害划分不合理的不足，提出优化，表现在以下方面：在基本原因中引入管理因素和航行环境、在间接原因中引入船舶和货物的缺点和航行环境的缺点、在直接原因中引入不安全航行环境、扩展伤害的定义并引入新的因果关系体现应急工作和搜救工作对伤害的影响。

通过使用优化后的模型对典型案例CMA CGM Florida轮和Chou Shan轮碰撞事故的分析，验证了优化后的模型用于水上交通事故的可行性和科学性。

本文的创新点：一是将海因里希水上交通事故致因模型的基本原因进行了扩充，使得理论模型更合理；二是将水上交通事故造成的伤害分为了三个阶段，可以由三个阶段的伤害结果来衡量应急行动和搜救工作对于事故造成伤害的影响。

关键词：事故致因模型；水上交通事故；CMA CGM Florida碰撞事故

Abstract

Frequent maritime trade brings not only economic development, but also more and more water traffic accidents. In order to find out the cause mechanism of water traffic accidents, provide reference for safety management and accident prevention of water traffic, provide investigation direction and guidance for accident investigation, control and reduce water traffic accidents and their consequences, this paper first makes a detailed study of the development of accident-causing theory, and then makes a review of the research status and Application of accident-causing theory by scholars at home and abroad. Water traffic accidents were sorted out.

After that, the causal chain theory of Heinrich accident is selected as the theoretical model of the cause of water traffic accidents, and aiming at its application in water traffic accidents, which exaggerates the influence of human shortcomings on the direct cause, lacks the description of navigation environment and the basic reason is the simplification of social environment and heredity, and the irrational Division of injury, the optimization is put forward, which is shown in the following aspects: This paper introduces management factors and navigation environment, shortcomings of ships and cargo in indirect causes and navigation environment, unsafe navigation environment in direct causes, expanded definition of injury and introduced new causality to reflect the impact of emergency and search and rescue work on injury.

By using the optimized model to analyze the collision accident between CMA CGM Florida and Chew Shan, the feasibility and scientificity of the optimized model for water traffic accidents are verified.

The innovations of this paper are as follows: firstly, the basic causes of Heinrich#39;s water traffic accident causation model are expanded to make the theoretical model more reasonable; secondly, the injury caused by water traffic accident is divided into three stages, and the impact of emergency action and search and rescue work on the accident can be measured by the results of the three stages of injury.

Key Words：Accident-causing Model; Maritime Traffic Accident; CMA CGM Florida Collision Accident

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究的意义 1

1.3国内外研究现状 1

1.3.1单因素事故致因理论 1

1.3.2事故链致因理论 2

1.3.3多因素事故致因理论 3

1.3.4系统论事故致因理论 3

1.3.5 郝勇水上交通事故致因理论 5

第2章 海因里希水上交通事故致因模型 7

2.1海因里希事故因果连锁理论 7

2.2海因里希事故致因理论应用于水上交通事故 8

2.3海因里希水上交通事故致因模型 8

第三章 海因里希水上交通事故致因模型的优化 9

3.1海因里希水上交通事故致因模型的不足 9

3.2优化措施 9

3.3优化后的模型 10

第4章 优化的事故致因模型的应用分析 12

4.1 CMA CGM Florida 和Chou Shan碰撞事故简介 12

4.2用优化模型分析事故 13

第5章 结论与展望 16

参考文献 17

致 谢 17

第1章 绪论

1.1研究背景

现在是世界贸易高速发展的时期，同时也是世界航运业高速发展的时期，各国对于水上交通运输的需求也不断加大。例如我国在2013年提出“一带一路”后，我国同沿线国家和地区之间的交流、贸易越来越频繁，沿线各国的航运业也进入高速发展的时期。这导致了水路通航密度的不断增大，通航环境越来越复杂，根据AIS的统计，全世界每天所产生的船舶目标在十万量级，而船舶位置数据更在亿量级。伴随着经济繁荣而来的是越来越多的水上交通安全隐患和频发的水上交通事故，严重的威胁着水上人命、财产和环境安全。

1.2研究的意义

为了研究控制如何减少水上交通事故，降低事故带来的损失，需要了解水上交通事故发生的原因，了解造成水上交通事故的致因因素。事故致因理论是从大量典型事故调查与分析中提炼出的事故发生机理^[1]，通过研究事故发生的本质，可以为事故的造成提供分析思路，为控制和预防事故提供重要的参考作用。事故致因理论经过多年的发展不断完善，人们对事故机理的认知更加充分，各种危机的分析、风险的评估方法也得到了大量的改进，经过对大量事故的事实分析证明，目前已经提出的事故致因理论相对比较系统、完善，能较好的揭示事故致因本质，反映客观事实，但是将其应用于水上交通事故时还需要做出一定的调整和优化，以更实际、科学的展现水上交通事故成因、过程和结果。

1.3国内外研究现状

通过多年来人们对各类事故的探究分析，对于事故的发生机理和原因与结果之间的联系的认知水平不断提升，其间提出了大量的事故致因理论。纵观上百年来的事故致因理论发展历程，可以简略的形容为由“点-线-面-体”^[2]的发展：从最初以事故倾向论和事故频发论为代表的简单的单一因素的事故致因理论（点），到以强调人的不安全行为和物的不安全状态的海因里希事故因果连锁理论和以强调管理的博德事故因果连锁理论为代表的事故链致因理论（线），再到以轨迹交叉论和认为人为因素不可避免的瑞森瑞士奶酪模型^[3]和人-环匹配论^[4]和HFACS模型^[5]为代表的多因素事故致因理论（网），再发展为目前的比较完善的动态的系统论事故致因理论（体），国内诸多学者也通过对大量事故致因理论的研究，运用对比分析等各种方法，提出了如认知-约束模型^[6]等较完善的事故致因模型，对于分析水上交通事故来讲，其中郝勇^[7]以博德的事故致因连锁理论为基础提出的水上交通事故致因理论比较科学、有代表性。

1.3.1单因素事故致因理论

20世纪初期，一些科学家和心理学家对比研究了大量的事故案例后，发现在相同的条件下，具有某些特征的少部分人出事故的次数比其他人高出很多，因此提出一种称为事故倾向性的理论^[8]。1919年，格林伍德和伍慈采用概率统计法和分析归纳法对许多伤害事故发生次数的分布统计，从泊松分布、偏倚分布和非均等分布的角度统计分析提出了事故频发倾向论，认为个别的人特别容易发生事故，事故与人的个性相关。这种理论将事故发生的原因全部归纳到人的性格特点上，简单的认为人的性格特点是事故发生的唯一因素，这一归纳太过片面，因此在50年代后，事故倾向性理论不再列入事故致因理论的范畴，仅仅提供参考作用。

表1.1 事故频发者特征表

1.3.2事故链致因理论

事故因果连锁致因理论是在单因素事故致因理论的基础上，将构成导致事故发生结果的各种事件纵向链接，事故的发生不是一个孤立的事件，而是由多个事件相继发生的结果。其中具有较强代表性的海因里希事故因果连锁理论，将事故的发生过程描述为具有一定因果关系的事件的连锁发生：包括了遗传及社会环境、人的缺陷、人的不安全行为和物的不安全状态、事故、伤害五个过程^[9]。人们用“多米诺骨牌”来形容这种连锁关系，如果一块骨牌被碰倒，后面的骨牌则相继碰倒，最终导致伤害造成，海因里希认为，控制事故的核心在于防止人的不安全行为和消除物的不安全状态，从而中断了连锁进程，达到控制事故的目的。海因里希的理论具有一定的积极作用，但是也存在很多不足之处，比如它对于事故发生的过程过于简单化、人为化。

后来博德^[10]在海因里希理论的基础上，提出了博德事故因果连锁理论，其连锁过程也是五个因素：管理缺陷、工作原因、直接原因、事故、损失，其核心在于强调管理缺陷是事故发生的根本原因，由于管理上的缺陷，导致了事故中其他原因的出现，博德的事故致因连锁理论进步之处在于弱化了海因里希理论中过于强调的人的因素，对于事故根本原因即管理缺陷的认识更科学，但是对事故发生的过程描述依然片面化，难以处理复杂系统的事故分析。

总体而言，事故链致因理论将事故的根本原因过于单一化，认为事故是随机事件相继叠加的结果，并不能准确的解释复杂事故的发生机理。

图1.1 博德事故因果连锁理论

1.3.3多因素事故致因理论

多因素事故致因理论不再局限于单一的链式结构，而是由多条事故链作用共同构成。其中较为著名的轨迹交叉论^[11]，认为人的因素的运动轨迹与物的因素的运动轨迹的交叉点，就是事故发生的时间和空间，即人的不安全行为和物（包括环境）的不安全状态发生在同一时间同一空间，事故就产生。其核心是通过避免人和物两者因素的交叉来防止事故。轨迹交叉论体现了事故是由多方面的原因共同作用造成的，但是其认为这些原因是独立性的，事实在很多情况下，人的因素与物的因素是相互影响的，并不能完全按照轨迹交叉论的两条轨迹运行。

图1.2 轨迹交叉论

1.3.4系统论事故致因理论

21世纪初期，拉斯姆森等学者根据系统论提出了新的事故致因理论，称之为系统论事故致因理论^[12]。系统论事故致因理论不再将系统结构化分解为组件及其功能，关注的是系统整体。完成了从简单的线性思维到系统性、动态性、多层次性思维的转变，认识到了事故的涌现本质（即系统中较低层次的操作会导致较高层次的复杂性）。认为造成事故的各因素在复杂的系统中相互影响，产生耦合作用，而事故的发生是一种涌现现象，根源在于复杂的系统交互导致系统结构的突变。

图1.3 系统论事故致因理论

系统论STAMP事故致因模型是南茜·勒弗森^[13]在2002年的MIT研讨会上发表的应用于系统安全工程的一种事故致因模型，主要根据系统控制原理来架构系统的流程模型，并分析系统组件的失效、外在干扰、系统组件见得到互动处理失效、或不足或缺少控制机制等，以找出潜在危害及意外事故的因素。

构成STAMP事故致因模型的三个基本结构包括安全约束、分层安全控制体系、过程模型，将控制涌现特性的方法定义为给组件得到行为及组件间的交互施加约束。

（1）安全约束

在系统论中，控制是对层次结构中某以层活动约束的强制执行，其定义了该层的行为规则。这些行为规则在高一层产生了有意义的活动。层次之间接口处的控制过程体现了层次性，控制过程要求至少考虑层级结构中的两层，通过假定一个质点代表集合且不受其他层的作用力的干扰建立的动态方程来描述某一层，但是任何控制过程描述都蕴含向下一层施加约束对的上一层。

（2）分层控制结构

控制过程在各层之间进行操作以控制分层结构中较低层次的过程，实施其所负责的安全约束。当这些过程不能够提供足够的控制，并且较低级别的层级对的行为违反安全约束时，将会导致事故的发生。

图1.4 分层控制结构

（3）过程模型

过程模型由过程模型可观变量（包括被控对象的系统变量以及与危险相关的环境变量）的当前取值、变量之间的约束关系和改变当前的系统状态的方式组成，是控制器对物理过程的抽象描述，主要的意义在于查清事故致因机理并充分控制。

图1.5 过程控制

图1.5中可能导致危险的控制缺陷主要存在于：过程输入错误或缺失、控制输入或外部信息错误或缺失、不恰当的控制算法（创建中的瑕疵、过程变化、不正确的修改和改编）、高层控制器得到信息错误、过程模型不完整或不正确、不合适的控制行为、不合适的反馈行为。随着时间变化导致组件失效，过程输出导致系统风险。

从STAMP致因模型可以看出，如果发生事故，必然是由下列一个或多个因素导致的：

1. 未能提供必要的控制行为，这些控制行为确保控制结构中各层次安全约束的实施；
2. 未能提供必要的控制行为，这些控制行为确保控制结构中各层次安全约束的实施；
3. 提供了不安全的控制行动导致违反安全约束；
4. 提供了适当对的控制行动，但没有执行

在STAMP中，系统被视为互相关联的组件，通过反馈控制回路保持在一个动态平衡状态，需要不断调整，并适应自身及所处环境的变化。

1.3.5 郝勇水上交通事故致因理论

郝勇水上交通事故致因理论的提出，对于从本质上揭示水上交通事故致因机理、为海事调查提供参考作有十分积极的作用，对于水上交通事故的本质原因和直接原因的分析具有很强的指导意义。

水上交通事故致因理论以强调水上交通安全管理体系为核心，包括了以下六个基本要素：