交通安全工程大作业.docx
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交通安全工程大作业
北京城市学院信息学部
2012-2013-2学期
交通安全工程课程大作业
泰坦尼克号交通事故分析及其防范控制
专业：
交通工程
班级：
10交本3
学生姓名：
栾杰
学号：
10111622325
年月
第一章泰坦尼克号沉没的过程…………………………………………………………3
1.1背景资料………………………………………………………………………3
1.2详细过程………………………………………………………………………3
第二章事故发生的原因…………………………………………………………………4
2.1人为原因………………………………………………………………………4
2.2物理原因………………………………………………………………………5
第三章编制事故树………………………………………………………………………6
3.1事故因素………………………………………………………………………6
3.2事故树最小割集求解…………………………………………………………6
3.3事故树最小径集求解…………………………………………………………6
3.4计算顶事件发生的概率………………………………………………………8
4.1求事故树中各基本事件的结构重要度，概率重要度和临界重要度…………8
第四章提出预防和控制该类事故的措施和方法…………………………………………9
第一章泰坦尼克号沉没的过程
1.1背景资料
20世纪初，英国白星航运公司与英国卡纳德轮船公司在横渡大西洋的航运市场展开了激烈的竞争。
1907年，卡纳德轮船公司投用了首次使用大型蒸汽轮机的“毛里塔尼亚”号，赢得蓝飘带。
面对落后局面，在大股东IMM国际海运公司的财力支持下，白星公司决定迎头赶上，推出更大型巨轮，打破竞争对手“毛里塔尼亚”号创下的纪录。
1911年，白星公司以当时货币七百五十万美金的巨资，委托北爱尔兰贝尔法斯特市“哈兰德；沃尔夫”造船厂建造“泰坦尼克”号豪华邮轮。
“哈兰德.沃尔夫”造船厂厂长威廉；皮列里、总设计师托马斯；安德鲁斯以及总经理亚历山大；卡利斯勒设计了泰坦尼克号。
白星公司总经理常务董事布鲁斯；伊斯梅在设计过程中提供了很多意见，包括救生艇数目的配置。
1912年3月建成下水的“泰坦尼克”号总吨位四万六千三百二十八吨，排水量六万六千吨，是当时世界上唯一超过四万吨吨位的客轮。
船长二百五十九米，最大宽度为二十八米；船舵重量超过一百吨，一共有三只螺旋桨，中间最小的螺旋桨二十二吨重，两侧的螺旋桨则有四十吨重，桨叶长七米。
这个钢铁庞然大物的航行速度可达每小时三十海里（约五十五点六公里）。
1.2详细过程
1912年4月10日，在南安普敦港的海洋码头，号称“永不沉没”的“泰坦尼克”号开始了处女航，计划前往纽约。
4月12日，“泰坦尼克”号收到第一封冰山报警电报，史密斯船长决定向南修正航线，躲避冰山。
但这一年的冰山比往年向南漂得更远。
4月14日晚，一个风平浪静的夜晚，一点风也没有。
如果有的话，船员会发现波浪拍打在冰山上的点点磷光。
“泰坦尼克”号以22节的速度在这片漆黑冰冷的洋面上兼程航行。
由于不断接到附近船只发来的冰情通报，史密斯船长命令瞭望员仔细观察。
但是，二副布莱尔下船前没有向其他船员移交钥匙，当班瞭望员弗雷德里克；弗利特（后来生还）不得不和其他班的瞭望员一样用肉眼观测。
大约22点50分，当时距离“泰坦尼克号”最近的荷兰轮船公司客轮“加利福尼亚人号”船报务员埃文斯按洛德船长的命令与“泰坦尼克号”联系，报告冰情：
“我们周围都是冰，已停船。
坐标是：
北纬42°05′，西经50°07′。
”，“泰坦尼克号”的回答却是：
“别妨碍我，我在同雷斯角（纽芬兰岛上的无线电站）联系。
你打断了我的工作。
”
23点30分，即规定的下班时间，此后，“加利福尼亚人号”唯一的报务员埃文斯关闭电台回舱睡觉，没有听到“泰坦尼克号”后来发出的呼救信号。
“加利福尼亚人号”三副看到了“泰坦尼克”号径直驶来，他向船长作了报告，船长命令用摩尔斯灯光信号联络，但信号发了好几遍，“泰坦尼克”号毫无反应，这个庞然大物溜过“加利福利亚人”号的身旁，向危险的冰山驶去。
23点40分，弗利特发现远处有“两张桌子大小”的一块黑影，以很快的速度变大。
他敲了3下驾驶台的警钟，抓起电话报告“正前方有冰山！
”。
接电话的六副穆迪通知了旁边的大副默多克。
默多克下令减速，左满舵，停船倒车。
事后证明这是一个最愚蠢的决定。
当时最好的选择是减速的同时用坚固的船头去撞冰山。
1912年4月那个寒冷的夜晚，泰坦尼克号和冰山发生死亡之吻。
23点50分，海水开始灌向三等舱。
船身摇晃加剧，船内的器皿撒得满地都是，玻璃的破碎声夹杂着乘客们悲惨的叫声
15日凌晨0点5分，史密斯船长下令放救生艇。
穷人中的妇女和儿童，并没有按规定得到应有的救生艇名额。
一等舱的妇女有百分之九十七脱险，三等舱却只有百分之四十六的妇女脱险；一、二等舱的三十名儿童全部得救，而三等舱七十九名儿童中竟有五十三人因没有被送上救主艇而葬身海底。
4月15日0点14分，史密斯船长命令电报员菲利普发出遇难呼救信号“CQDMGY”的呼救信号，向附近海面上所有的船只求救。
0点55分，“泰坦尼克号”船头已经没入水中。
1点35分，海水淹没锅炉房。
1点40分，最后一艘救生艇被放下海面。
船上的乐队陪伴着乘客，用音乐安抚着这些注定要在几十分钟后死去的人们，一直演奏到最后一刻。
2点10分，一直坚守岗位的菲利普发出最后一封呼救电报。
2点13分，船上29台大型锅炉纷纷离开底座，互相冲撞着砸破一道一道的水密墙，在船头部位砸开大洞落入海水中。
2点17分，海水涌入中央电力控制室，引发短路，全船灯光熄灭。
2点18分，伴随一阵巨大的断裂声，“泰坦尼克号”船身从三、四号烟囱中间的地方断为两截。
泰坦尼克号”共载运2207人，其中乘客1316人，船员891人，共计1503人遇难。
这是二十世纪最惨重的灾难之一。
第二章事故发生的原因
2.1人为原因
1、泰坦尼克号的船员忘记带上望远镜，瞭望员不得不用肉眼观测。
可见船员工作的不负责任，这个强调我们船舶相关工作者一定要认真负责，千万不可随心所欲。
2、在撞击的13小时之前，电报员菲利普在接收来自加拿大的较微弱的无线电讯号，附近的加州人号的电报员伊利斯向泰坦尼克号发送电报。
加州人号的电报声音过大，就要把菲利普的耳鼓膜震聋了，于是他把这封电报截断了，尽管这有关冰山情况。
同时，伊利斯输入的格式错误，忘了加上MEG，而且他在发送一遍以后，就去睡觉了，这又是一位多么不负责任的船员啊，这么多人的性命就葬送在他们手中。
3、船长过于自信,制造公司称它为"永不沉没的船",使人过于安逸而不相信会有灾祸临近,加上在白星公司主席的一再要求下不断加速,在收到冰山警报时并未留意,大意导致灾祸。
4、船上救生艇不够，建造公司过于自信泰坦尼克号永不沉没，于是只设置了只能承载一半乘客的救生艇，这是当时骄傲自大之风所影响的结果。
5、“泰坦尼克号”船员的错误决定导致船的最终沉没。
“泰坦尼克号”船员发现冰山后，显得惊慌失措。
在惊慌中，机组人员下令将引擎反转，这是一个错误的决定。
由于‘泰坦尼克’的方向舵很小，只有高速动力才能确保它有效转向，但当时明显缺乏足够动力，只能眼睁睁地看着船身撞向冰山。
这点明显是船员心理素质和职业素质之低造成的。
2.2物理原因
1、冰山撞击了船体，导致船底的铆钉承受不了撞击因而毁坏，当初制造时也有考虑铆钉的材质使用较脆弱，而在铆钉制造过程中加入了矿渣，但矿渣分布过密，因而使铆钉变得脆弱无法承受撞击（当时铆钉撞击时承受压力为约为1万44磅），铆钉断裂后，海水涌进水密舱，但当时泰坦尼克号水密舱最大承受极限为4个，而进水部分为5个超过承受极限。
2、美国国家技术监督局的冶金学专家蒂莫斯•福克称，在正常情况下，“泰坦尼克”即使撞上冰山也可以在海面至少漂浮12小时；如果损伤状况并不严重，它甚至还可以勉强驶回港口。
但是，科学家们在利用显微镜和图像分析仪对巨轮残骸进行的研究中却发现，制造铆钉使用的钢铁质地极其不纯，其中的矿渣含量竟然超过了标准钢材的2倍。
根据冶金学理论，这种过量的不纯物质使得铆钉在剧烈的撞击过程中很容易发生断裂。
福克说，哪怕当时“泰坦尼克”6个水密舱中的一个没有因为碰撞而进水，就还有足够的时间等待救援船只到来；如果其中的两个船舱得以保全，“泰坦尼克”号起码可以勉强驶回港口。
但是6个水密舱全都不可思议地漏了，最终导致该船在2小时之内迅速下沉。
3、第三船体有双层船底，由带自动水密门的15道水密隔墙分为16个水密隔舱，跨越全船。
16个水密（不进水的）隔舱防止她沉没。
但是，这些水密隔舱并没有延伸得很高。
头两道水密隔墙与最后的五道，只建到了D甲板。
中间的八道墙则只设到了低一层的E甲板。
船体被冰山划破了5个水密舱，于是水漫过一个又一个水密隔舱，船头下沉，于是……
4、在钢材在含硫和磷太多，钢材在低温时冷脆反应，强度还行，但韧性不足，部分撞冰山后断裂。
在此后，钢中对硫和磷的控制加强了一般小于0.045%，优质钢小于0.035%，因此促进了钢铁业的进步。
第三章编制事故树
3.1事故因素
A1
救援不及时
A2
船体下沉
X1
没有足够救生船
X2
船长不顾冰山警告
X3
电报员工作失误
X4
使用劣质铆钉钢板
B
船体撞冰山
C1
船速过快
C2
未及时发现冰山
X5
大副舵手操作失误
X6
瞭望员失职
X7
无瞭望镜
X8
环境条件差
D
瞭望条件不佳
3.2事故树最小割集求解
根据泰坦尼克号海难事故树中的逻辑关系，事故树的布尔表达式如下：
T=A1*A2*X1
=X1*X2*X3*X4*X5*X6+X1*X2*X3*X4*X5*X7+X1*X2*X3*X4*X5*X8
即该事件有3个最小割集：
{X1，X2，X3，X4，X5，X6}，{X1，X2，X3，X4，X5，X7}，{X1，X2，X3，X4，X5，X8}
布尔表达式化简得到3组最小割集，当这些最小割集的任何一个发生时，顶事件必然发生。
3.3事故树最小径集求解
T=A1’+A2’+X1’
=（X2’+X3’）+（X2’X3’+X6’X7’X8’+X5’）+X1’
=X2’+X3’+X2’X3’+X6’X7’X8’+X5’+X1’
=X1’+X2’+X3’+X5’+X6’X7’X8’
即该事件有5个最小径集：
{X1}，{X2}，{X3}，{X5},{X6，X7，X8}
事故树如下：
3.4计算顶事件发生概率
设各基本事件概率分别为:
q1=0.01,q2=0.02,q3=0.03,q4=0.04,q5=0.05，
q6=0.06,q7=0.07,q8=0.08
用近似的方法计算顶事件发生概率
P（T）=（q1q2q3q4q5q6）+（q1q2q3q4q5q7）+（q1q2q3q4q5q8）
=（0.01*0.02*0.03*0.04*0.05*0.06）+（0.01*0.02*0.03*0.04*0.05*0.07）+
（0.01*0.02*0.03*0.04*0.05*0.08）
=7.2*10ˆ（-10）+8.4*10ˆ（-10）+9.6*10ˆ（-10）
=0.025*10ˆ（-8）
3.5求事故树中各基本事件的结构重要度、概率重要度和临界重要度
它们的结构重要度依次为：
Iφ
（1）=Iφ
（2）=Iφ（3）=Iφ（4）=Iφ（5）>Iφ（6）=Iφ（7）=Iφ（8）
各个基本事件的概率重要度系数近似为：
Ig
（1）=q2q3q4q5（q6+q7+q8）=2.5*10ˆ（-7）
Ig
（2）=q1q3q4q5（q6+q7+q8）=1.3*10ˆ（-7）
Ig（3）=q1q2q4q5（q6+q7+q8）=8.4*10ˆ（-8）
Ig（4）=q1q2q3q5（q6+q7+q8）=6.3*10ˆ（-8）
Ig（5）=q1q2q3q4（q6+q7+q8）=5.0*10ˆ（-8）
Ig（6）=q1q2q3q4q5=1.2*10ˆ（-8）
Ig（7）=q1q2q3q4q5=1.2*10ˆ（-8）
Ig（8）=q1q2q3q4q5=1.2*10ˆ（-8）
这样，就可以按概率重要度系数的大小排出各基本事件的概率重要度顺序：
Ig
（1）＞Ig
（2）＞Ig（3）﹥Ig（4）﹥Ig（5）﹥Ig（6）=Ig（7）=Ig（8）
基本事件的临界重要度为：
上面已经得到事故树的顶上事件概率为0.025*10ˆ（-8），各基本事件的概率重要度系数分别为：
Ig
（1）=2.5*10ˆ（-7）；Ig
（2）=1.3*10ˆ（-7）；Ig（3）=8.4*10ˆ（-8）；Ig（4）=6.3*10ˆ（-8）；Ig（5）=5*10ˆ（-8）；Ig（6）=1.2*10ˆ（-8）；Ig（7）=1.2*10ˆ（-8）Ig（8）=1.2*10ˆ（-8），则各基本事件的临界重要度系数为：
I’g
（1）=0.01/0.025*10ˆ（-8）*2.5*10ˆ（-7）≈0.992
I’g
（2）=0.02/0.025*10ˆ（-8）*1.3*10ˆ（-7）≈1.032
I’g（3）=0.03/0.025*10ˆ（-8）*8.4*10ˆ（-8）＝1
I’g（4）=0.04/0.025*10ˆ（-8）*6.3*10ˆ（-8）＝1
I’g（5）=0.05/0.025*10ˆ（-8）*5.0*10ˆ（-8）≈0.992
I’g（6）=0.06/0.025*10ˆ（-8）*1.2*10ˆ（-8）≈0.286
I’g（7）=0.07/0.025*10ˆ（-8）*1.2*10ˆ（-8）≈0.286
I’g（8）=0.08/0.025*10ˆ（-8）*1.2*10ˆ（-8）≈0.286
因此就得到一个按临界重要度系数的大小排列的各基本事件重要程度的顺序：
I’g
（2）＞I’g（3）=I’g（4）＞I’g
（1）=I’g（5）＞I’g（6）=I’g（7）=I’g（8）
第四章提出预防和控制该类事故的措施和方法
为保障海上船舶和人命安全，国际海事组织和各国政府针对发生海难的各种原因采取了一些有力的预防措施和解决办法。
如制定一系列国际公约和法规，主要有：
国际海上人命安全公约，《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约》，《1966年国际船舶载重线公约》，《1972年国际海上避碰规则公约》，《1973年国际防止船舶造成污染公约》等。
各航运国家也制定有有关法规，如中国的海上交通安全法，日本的船舶安全法、船员法等。
其他有效措施有：
长、中、短期天气与海况预报；建立世界性航行警告系统；加强交通管理和航道整治，使港湾设施现代化；增加和改善航标的设置;实施船舶定线通航;在一些险要水域和港口实施强迫引航；举办短期船员培训班和要求船员通过考试领取救生艇操练、海上求生、消防、医疗等四种合格证书；追究职责过失的法律责任和承运人的赔偿责任。
发生海难事故后，难船应立即采取应急措施，尽力自行抢救；情况严重确认抢救无效，且有危及人命安全或船舶有沉没危险时，应发出遇险信号求救，并迅速放下救生艇，弃船待救。
在海难救助上，首先是营救遇险人员。
《1979年国际海上搜寻救助公约》规定各沿海国应设有救援中心。
中国已成立了海上搜寻救助中心。
对于难船和船上货物，需先按救助契约达成协议，然后依据救助要求进行施救。
得分情况
序号
评分细则
得分
1
书写工整、格式符合规范
2
事故发生过程描述详实
3
事故发生原因分析透彻
4
事故树编制合理并符合要求
5
事故树各类计算正确
6
提出预防和控制该类事故的措施和方法得当
总分
评语
教师签字：
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