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对系统安全分析方法的应用现状及其改进与发展前景的研究综述 摘要：对国内外现状而言，系统安全分析方法不仅在安全系统工程中占有重要的地位，在生产生活安全领域的各个方面都举足轻重，本文正是对它在实际应用中遇到的问题及其应用优缺点以及发展前景的文献综述。将十篇相关问题文献相对比，找出系统安全分析方法在实际生活中的应用状态和文献共同的优点和理论基础以及每篇文献各自的优缺点和提升空间，从而对比出系统安全分析方法的发展前景，归纳和提出系统安全分析方法与其它领域结合的改进思路。关键词：系统安全；安全分析；综述一、引言系统安全分析（SystemSafetyAnalysis）是把系统中复杂事物分成较简单的组成部分，找出各组成部分之间的内部联系，查明危害的过程。随着我国安全事业的不断发展与完善，应用系统安全分析方法逐渐受到各个行业的接受和重视。至今为止，国内外的系统安全分析方法已有几十种，对于它的分类和应用领域也是各种各样，然而每一种方法都有它固有的缺点和局限性，对于各类方法的分类与结合也是多种多样。因此，本文将対十篇关于系统安全分析与评价方法的文献进行对比分析，综合它们的特点和优缺点总结出系统安全分析方法的实用现状以及它与其它相关领域的结合，分析其发展前景的同时，提出笔者对系统安全分析方法的改进观点。二、十篇文献各自的侧重点以及优缺点首先根据所搜集文献的叙述内容将其分为四类，分别为：系统安全分析的理论体系改进；系统安全分析方法的现状对比及前景；系统安全分析方法在其它领域的应用；系统安全分析方法的内部改进。(一)系统安全分析理论体系改进1、安全系统工程学的方法论研究这篇文献是中南大学资源与安全工程学院在2009年获得专业资助资金项目的论文，它在给出了安全系统工程学方法论和理论基础的同时，重点提出建立安全工程系统方法论四维结构体系；在比较和评价现有系统安全分析方法的同时，着重提出系统安全工程学的新方法体系。首先从安全工程学的定义及内容出发，从实体和本质方面给出了安全工程学在整个安全技术体系中的地位，引入了方法论这种新方法来研究各子系统和要素之间的关系，建立数学模型和理论框架。再以方法论为基础，把安全系统问题分为“硬”方法论、“软”方法论、系统方法论和集成方法论一一叙述他们的优缺点，然后结合两种方法论的优缺点提出四维方法论。四维方法论通过对时间维、逻辑维、专业维和环境维的一一确定，来找出系统安全分析的具体步骤，从而选择分析方法。优点及解决的问题：a、引入了方法论将整个安全系统工程学划分的更为具体便于分类。使管理者更加有效具体的分配管理问题。b、将霍尔三维结构推广到系统工程方法中并将其改进为四维结构体系，给具体分析提供了步骤。c、提出了安全系统工程学的具体方法体系，研究了他们之间的联系与差异。方便了系统安全分析方法的选用。缺点及未解决的问题：四维结构体系并不能把所有的问题归结进去，安全本身就是一个开放性的大系统，包含了各个学科，因此很可能漏掉一些因素。解决方法只能是通过实践和经验一步步完善四维结构体系，使之更加可靠准确。2、工程系统的安全分析与风险管理这篇文献考究了安全系统分析的设计和运行，发现了安全分析和风险管理是其中最重要的两项工作，因此提出了两项工作的流程。本文的侧重点即是从事故现场出发，从安全模型入手考虑其危险因素、危险状态、初始事件等等，做出其逻辑图然后进行安全分析和风险管理，着重比对安全分析和风险管理的关系,确定了系统可能发生的事故以及事故的发展过程。优点及解决的问题：a、通过系统着重的对安全分析和风险管理的研究，提出了其具体的工作流程，解决了控制危险的优先顺序和最佳方案的选取问题。b、提出了安全分析和风险管理的关系，能有效的支持系统的设计和运行和维护问题。缺点及未解决的问题：只是仅仅从理论上论述了安全分析与风险管理的关系，提出理论上的模型，未与实践经验相结合得出更完美的模型。应该通过几组事故模型验证这个理论的应用性，改进其中不可靠或不完善的地方，以确定更接近实际的理论模型。以上两篇文献是以系统安全分析方法和理论为基础，通过不同方面对其内在方法和理论体系的研究和分类来建立结构体系模型的，是理论体系的现状与改进。（二）系统安全分析方法的现状对比及前景1、系统安全分析方法的比较研究这篇文献通过对各种分析方法的了解和对比，全面的把握各种方法的优缺点及使用范围，以便于更好的应用于实际。它的侧重点是从不同的思维角度出发对系统安全分析方法进行研究，例如循环周期、宏观微观、性质特点、思维方法、比较表等。然后根据这些角度对比讨论各种安全分析方法的适用性、实用性以及多种方法的结合性。优点及解决的问题：a、由于工业生产的开放性，它包含许多子系统，拥有众多不同类型的设备，每一个子系统在进行安全分析时着眼点不同，有时候很难定性用某种方法分析评价，因此此篇论文对从不同方面入手使用分析方法有很大帮助。b、罗列了系统安全分析方法比较表，直观的描述了各种方法是使用范围，解决了使用者每一次都要逐个分析的困难。缺点及未解决的问题：对于一些文中四种角度分析不了的事件没有提出解决方法，对于这种情况再查找足够多的系统或子系统逐个分析，尽量完善分类。2、系统安全评价方法的对比研究每种评价与分析方法都有自己本身的缺点和不足，这篇论文通过细致的对每一种安全评价方法的优点和缺点的论述，提供了安全评价的系统搭配依据。同样采用列表法把各种安全评价能确定的方面和不能确定的方面列出，更突出的是列出每种方法的资金和时间消耗指数，对实际应用更有帮助。不同于上一篇文章的是没有对方法进行分类然后对比，而是逐个分析其优缺点，更加细致，而上文则是更宏观。其次是提出了评价方法与软件系统的结合，从而量化风险。以上两篇文献是从不同角度分析了系统分析方法的优缺点和现状，一个是从宏观大方面自上而下分析，一个是从每一种方法出发由下至上分析，最终都提出了不同方法的结合以及与其它数学模型的应用。3、系统安全评价方法的研究现状及发展前景这篇文献将系统安全评价的方法进行了汇总，同样讨论了各种方法的机理和优缺点，但是着重的确是安全评价方法的新进展和发展前景，同时总结了安全评价的准则。通过对安全评价方法的研讨总结出其发展过程经历了由简单到复杂，由粗放到精确。证明了定性分析与定量分析的结合论。侧重于提出模糊评价、数值模拟、概率危险性评价法这三个方面将会对对整个安全体系的前景和发展产生新的改变。4、我国安全评价使用现状及思考首先对国内外常用安全评价方法进行了分析，侧重从数学角度和概率论的知识来对评价过程中的变量进行分析，将原来评价变量的时间和空间等因素用人为因素和设备因素代替，用相对概率代替绝对概率，提高了评价结果。着重介绍了风险大小的发生概率用数学方程和变量准确确定的方式，细致的给出了发生概率关系式和函数表达式，将风险公式变换成新的更加准确的数学式，对安全评价有了更有意义的指导。 以上两篇都是对系统分析和安全评价现状及其发展前景的思考，但是不同的是前者广泛的考虑了各个方面对其发展的影响，大体的给出发展趋势，能为后来的研究者提供多种思路深入研究，但是不足确是只是在理论上泛泛说明，每一种都未给出具体方法和思路。后者仅仅只是从风险评估的方面入手，给出作者对其概率计算式的新定义，结合了数学概率论的方式，引入新变量，求出了风险概率新公式。不足却是公式中的好多概率是无法具体求出大小，只能依靠计算机模拟大概结果，只能反复实验论证，使之更准确。（三）系统安全分析方法在其它领域的应用上面几篇文献综述了系统安全分析方法的理论体系，发展现状和前景，从不同方面提出了新思想，下面就结合它在其它领域的应用找出最常用的分析方法加以提升和改进。1、系统安全分析方法在建筑火灾中的应用本文首先从介绍系统安全分析方法开始，主要介绍了事故树分析法，包括它的应用实例，事故树的画法以及最小割径集合的求法，通过结构重要度提出了建筑伤亡的主要原因，找出了避免事故发生的主要因素。它的侧重点是把所有实践中所得到的事件全部归入事故树中，的除了火灾事故中最小割径集合的最大最小值，找到了避免事故发生的最佳途径。2、系统安全分析在轨道交通建设安全管理中的应用本文根据近年来轨道交通的发展产生的一系列危险事故问题，提出将系统安全应用于轨道建设与管理，在整个生产过程中应用系统安全分析方法。文章首先对轨道交通管理现状进行了分析，阐述了我国轨道交通现场管理力量薄弱、进度与安全质量难以均衡协调、安全管理认识不全面和风险管理缺乏系统性等问题，从而提出应用安全系统工程分析方法来改变这种现状。侧重阐述了安全系统分析在轨道交通建设中的应用，首先分析轨道交通的复杂性和交叉性，结合其特点应用事件树表示工程进行是否顺利。其次根据系统安全分析五要素深入分析轨道建设应考虑的问题，然后应用故障树研究重大危险问题的发生原因和造成的后果，根据最小割径集合算出事故概率进行定量分析。由以上两篇文献可以看出系统安全分析方法虽然有很多，但是在实际应用中只有某几种方法是非常实用和方便的，如事件树分析、事故树分析、预先危险分析等。这两篇文献的共同之处在于它们虽然涉及的领域不同，但是应用的系统分析方法的步骤和方式是相同的，也证明了系统安全分析方法在生产和生活中的实用性。不足之处也是一样的，就是只有某几种方法的实践性是可观的，其它方法的应用性不强，所以根据这个特点我又搜集了关于提高事故树效率的文献。（四）系统安全分析方法的内部改进。1、故障树中最小割集与最小径集的改进算法文献首先介绍了最小割集与最小径集的传统算法即上行法与下行法，然后在此基础上提出了串并联与并串联的新方法。侧重讲解了把传统故障树转换为串并联与并串联的方法，从故障树的最底层开始，把与门事件转换为串联，或门事件转换为并联，转换后得到的系统根据给出公式求出最小割集与径集数目。然后应用于泰山核电站的例子证明了其结果可靠性。2、一种新的故障树定性分析方法此文献在传统故障树的基础上提出了动态故障树的概念，即故障树顶事件发生时基本事件的动态行为，着重于利用顺序失效符表示事件的顺序失效关系，将静态们和动态们转化顺序失效表达式，利用失效表达式来构建故障树的割序集。应用实例阐述故障树生成算法的流程，结合计算机使故障树的定性分析结果更准确。以上两篇文献都是着重于改进故障树分析的算法，因为无论从上文的系统分析在火灾中的应用还是在轨道交通的应用，故障树分析都是必不可少的一部分，因此对于其算法和结果的精确要求也随之提高。第一篇着重与对其最小割集径集数量上确定的简易算法，可以在分析时节省精力和时间，缺点则是不能得出具体的割集径集对其分析。第二篇着重于与计算机程序的结合，从定性分析上来提高分析得准确性。由于故障树的基本事件的动态性给定性分析造成了一定的困扰，这种方法正是解决了这个问题。对于以上两篇文献，我认为将其从算法与程序上结合可能会提高新算法的效率，改变新程序的应用，这一点有待计算机程序的开发。三、十篇文献的共性以上十篇文献都是从不同角度研究了一个共同问题，即对系统分析方法新的开发和应用。他们具有以下几个共同点：a、无论从哪方面入手，对安全科学及系统安全分析方法的基本理论描述一致。b、都是采用循序渐进的方式从基本理论入手，进一步从其他各方面来研究新方法来完善理论体系。c、都是采用新方法与旧方法对比的方式来凸显出新方法的优势。d、都是倾向于安全系统分析时多种方法结合来进行分析评价。但同时他们也有共同的缺点，即理论分析后的实践不足，只给出了方法论而没有足够的实践基础来证明理