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安全系统工程核心知识点安全系统工程核心知识点 第一章第一章基本概念基本概念 1、系统：系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整 体。 2、系统的特性：整体性，相关性，目的性，有序性，环境适应性。 3、系统工程：是组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所 有系统都具有普遍意义的科学方法。 4、可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 5、可靠度是衡量系统可靠性的标准，它是指系统在规定时间内完成规定功能的概率。 6、可靠性工程就是研究系统可靠性的工程技术。它要解决的是如何提高系统可靠度，使系 统在其寿命周期内正常运行，圆满完成其规定功能的问题。 7、安全系统工程的研究对象： 人子系统，机器子系统和环境子系统。 （填空/选择） 8、安全系统工程的研究内容（主要手段） ：系统安全分析，系统安全评价，安全决策与事故 控制。 （填空/选择） 9、安全系统工程是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素， 评价并控制系统风险，使系统安全到达预期目标的工程技术。 （了解） 第二章第二章系统安全分析系统安全分析 1、系统安全分析 （System safety analysis） 是从安全的角度对系统中的危险因素进行分析， 主要分析导致系统故障或事故树的各种因素及相关关系。 2、系统安全分析方法: (名词解释、简答题，给出英文或者英文缩写，需要知道其汉语意思) 安全检查表法（Safety Checklist）预先危险性分析 （Preliminary Hazard Analysis，PHA） 故障类型和影响分析 （Failure Model and EffectsAnalysis， FMEA）事件树分析 （Event Tree Analysis，ETA） 危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis， HAZOP） 事故树分析 （Fault Tree Analysis，FTA） 因果分析（Cause-Consequence Analysis，CCA）以及 What If（如果出现异常将会怎样）分 析，MORT（管理疏忽和风险树）分析 3、系统安全分析的目的：是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相 应措施消除系统故障或事故。其最终目的是辨识危险源。 具体目的有 ：(1) 对系统中所有 危险源,查明并列出清单; (2) 掌握危险源可能导致的事故,列出潜在事故隐患清单; (3) 列出 降低危险性的措施和需要深入研究部位的清单;(4) 将所有危险源按危险大小排序;(5) 为定 量的危险性评价提供数据。 4、安全检查表的基本格式：最简单的安全检查表只有四个栏目，即序号、检查项目、回答 (“是”、“否”栏)和备注。 检查时间检查单位检查部位检查结果安全要求整改期限整改负责人 序号安全检查内容结论与说明 5、安全检查表的编制： 安全检查表应由专业干部、有关领导、工程技术人员和工人共同编写，并通过实践检验不断 修改，使之逐步完善。安全检查表可以按生产系统、车间、工段和岗位编写，也可以按专题 编写， 如对重要设备和容易出现事故的工艺流程， 就应该编制该项工艺的专门的安全检查表。 编制安全检查表的依据有：有关规程、规范、规定和标准；本单位的经验；事故案例资料； 系统安全分析的结果。 6、安全检查表的特点： （1） 通过预先对检查对象进行详细调查研究和全面分析， 所制定出来的安全检查表比较系 统、完整，能包括控制事故发生的各种因素，可避免检查过程中的走过场和盲目性，从而提 高安全检查工作的效果和质量。（2）安全检查表是根据有关法规、安全规程和标准制定 的，因此检查目的明确，内容具体，易于实现安全要求。（3）对所拟定的检查项目进行 逐项检查的过程，也是对系统危险因素辨识、评价和制定出措施的过程，既能准确地查出隐 患，又能得出确切的结论，从而保证了有关法规的全面落实。（4）检查表是与有关责任 人紧密联系的，所以易于推行安全生产责任制，检查后能够做到事故清、责任明、整改措施 落实快（5）安全检查表是通过问答的形式进行检查的过程，所以使用起来简单易行， 易于安全管理人员和广大职工掌握和接受，可经常自我检查。 7、 预先危险性分析程序： 预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis，PHA）是一种定性分析评价系统内危险因素 和危险程度的方法。是指一个系统或子系统（包括设计、施工、生产之前，或技术改造之后， 即制定操作规程和使用新工艺等情况之后）运转活动之前，对系统存在的危险类别、出现条 件、可能造成事故的后果进行客观的概略分析。 目的：防止操作人员直接接触对人体有害的原材料、半成品、成品和生成废气物，防止使用 危险性工艺、装置、工具和采用不安全的技术路线。如果必须使用时，也应从设备上或工艺 上采取安全措施，以保证这些危险因素不致发展成为事故。 进行预先危险性分析时， 一般是利用安全检查表、 经验和技术先查明危险因素存在方位， 然后识别使危险因素演变为事故的触发因素和必要条件，对可能出现的事故后果进行分析， 并采取相应的措施。 预先危险性分析包括准备、审查和结果汇总三个阶段。 8、通常把危险因素分为四级： 级：安全的，暂时不能发生事故，可以忽略； 级：临界的，有导致事故的可能性，事故处于临界状态，可能造成人员伤亡和财产损失， 应该采取措施予以控制； 级：危险的，可能导致事故发生，造成人员伤亡或财产损失，必须采取措施进行控制； 级：灾难的，会导致事故发生，造成人员严重伤亡或财产巨大损失，必须立即设法消除。 9、危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，HAZOP）是应用系统的审查方 法来审查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图， 以评价因装置、 设备的个别部分的误操 作或机械故障引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。 （1） 危险性与可操作性研究与其他系统安全分析方法不同， 这种方法由多人组成的小组 来完成。 通常， 小组成员包括各相关领域的专家， 采用头脑风暴法来进行创造性的工作。 （2） 进行危险性与可操作性研究时应全面地、系统地审查工艺过程；不放过任何可能偏离设计 意图的情况， 分析其产生原因及其后果， 以便有的放矢采取控制措施。 （3） 运用引导词如“不 (没有)”、“大”、“小”等进行危险性与可操作性研究时，分析生产工艺部分或操作过程出现了 由引导词与工艺参数相结合而构成的与意图的偏离，如“没压力”、“压力过大”等。这样便可 详细地分忻出偏离的可能原因， 以及可能造成的后果， 从而采取相应措施防止产生偏离。 （4） 进行危险件与可操作性研究时常用的生产工艺参数有：流量、压力、温度、液位、时间、 成 分、PH 值、速度、频率、粘度、浓度、电压、混合、添加、分离和反应。 10、事件树分析（Event Tree Analysis，ETA）是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前 发展中各个环节成功与失败的过程和结果。 （掌握绘制） 第三章第三章事故树分析事故树分析 1、事故树分析步骤：1.准备阶段： （1）确定所要分析的系统， （2）熟悉系统， （3）调查系 统发生的事故。2.事故树的编制： （1）确定事故树的顶事件， （2）调查与顶事件有关的所有 原因事件， （3）编制事故树。3.事故树定性分析。4.事故树定量分析。5.事故树分析的结果 总结与应用。 2、事故树的符号及其意义： （选择/填空） 事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。最简单、最基本的符号有：事件符号、逻辑 门符号、转移符号。 事件符号：矩形符号（表示顶上事件或中间事件） ；圆形符号（表示基本 /原因事件） ；屋形符号（表示正常事件） ；菱形符号（表示省略事件） ；椭圆 形符号（条件事件，是限制逻辑门开启的事件） 。 并掌握运用：与门或门条件与门 条件或门P34 3、割集（Cut Sets）也叫做截集或截止集，它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。 也就是说事故树中一组基本事件的发生，能够造成顶上事件发生，这组基本事件（或者： 引 起顶事件发生的基本事件的集合）就叫割集。 最小割集引起顶上事件发生的基本事件的最低限度的集合 （或者： 凡不包含其他割集的 集合）叫最小割集。最小割集是引起顶事件发生的充分必要条件。 4、径集也叫通集或路集。如果事故树中某些基本事件不发生，顶上事件就不发生，这 些基本事件的集合就称为径集。 最小径集保证顶上事件不发生的最小限度的基本事件集合（或者：是在同一事故树中， 不包含其他径集的径集）叫最小径集。最小径集是保证顶事件不发生的充分必要条件。 5、最小割集和最小径集在事故树分析中的作用 1） 最小割集在事故树分析中的作用： (1) 表示系统的危险性。 (2) 表示顶事件发生的原因组合。 (3) 为降低系统的危险性提出控制 方向和预防措施。(4) 利用最小割集可以判定事故树中基本事件的结构重要度和方便地计算 顶事件发生的概率。 2） 最小径集在事故树分析中的作用： (1)表示系统的安全性。 (2) 选取确保系统安全的最佳方案。 (3) 利用最小径集同样可以判定 事故树中基本事件的结构重要度和计算顶事件发生的概率。 6、事故树的定量分析（本节内容全部掌握）P54（此处略） 7、结构重要度分析，是从事故树结构上分析各基本事件的重要性程度，是事故树定性分析 的一部分。 结构重要度分析可采用两种方法： 一种是求结构重要系数， 以系数大小排列各基本事件的重 要顺序，是精确的计算方法；另一种是根据最小割集或最小径集判断结构重要度顺序，是近 似判断方法。 8、基本事件的割集重要度系数 用事故树的最小割集可以表示其等效事故树。 在最小割集所表示的等效事故树中, 每一 个最小割集对顶事件发生的影响同样重要, 而且同一个最小割集中的每一个基本事件对该 最小割集发生的影响也同样重要。 设某一事故树有 k 个最小割集, 每个最小割集记作 Er(r=1,2,k), 则 1/k 表示单位最小割 集的重要系数; 第r个最小割集Er中含有mr(Xi?Er)个基本事件, 则 1/ mr(Xi?Er) 表示基本 事件 Xi 的单位割集重要系数。 设基本事件Xi的割集重要系数为Ik(i),则: P66 事故树的最小割集求出后，按如下原则判断各基本事件的结构重要度顺序： （1）单事件最小割集中的基本事件，其的结构重要度最大。 （2）仅在同一最小割集中出现的所有基本事件，它们的结构重要系数相等。 （3）若两个基本事件仅出现在基本事件个数相等的若干最小割集中，则在不同最小割 集中出现次数相等的基本事件，其结构重要系数相等；出现次数多的，结构重要系数大； 出 现次数少的，结构重要系数小。 （4） 若两个基本事件仅出现在基本事件个数不相等的若干最小割集中， 则有如下两种情况： 若它们重复在各最小割集中出现的次数相等， 在少事件最小割集中出现的基本事件， 其结 构重要系数大； 在少事件最小割集中出现次数少的与多事件最小割集中出现次数多的基本事件， 一般前者 的 结 构 重 要 系 数 大 于 后 者 。 此 时 ， 可 按 如 下 近 似 判 别 式 计 算 P67 9、基本事件的概率重要度 基本事件的结构重要度分析只是按事故树的结构分析各基本事件对顶事件的影响 程度, 所以, 还应考虑各基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响, 即对事故树进行概率 重要度分析。 事故树的概率重要度分析是依靠各基本事件的概率重要系数大小进行定量分析。 对 自 变 量 qi 求 一 次 偏 导 , 即 可 得 到 该 基 本 事 件 的 概 率 重 要 度 系 数 为 Ig(i)= P67 10、基本事件的临界（关键）重要度 当各基本事件发生概率不等时，一般情况下，改变概率大的基本事件比改变概率小的 基本事件容易， 但基本事件的概率重要度系数并未反映这一事实， 因而他不能从本质上反映 各基本事件在事故树中的重要程度。 事故树的临界重要度分析是依靠各基本事件的临界重要度系数大小进行定量分析。 所谓临界 重要度系数， 是指某个基本事件发生概率的变化率引起顶事件发生概率的变化率, 他是从敏 感度和概率双重角度衡量各基本事件的重要程度。 因此， 他比概率重要度更合理更具有实际 意义。计算表达式P67 11、事故树分析的应用（本节全部掌握）P73 （此处略） 第四章第四章系统安全评价系统安全评价 1、风险的定义：危险的出现概率，发生何种事故及其发生概率、导致损失都是不确定的。 这种事故形成过程中的不确定性就是广义上的风险。 在实际风险分析工作中， 人们关心事故 造成的损失，并把这种不确定的损失的期望值叫做风险，这是狭义的风险。 2、风险与危险的区别： 风险是客观存在的，任何一个企业，都存在着或大或小的风险。风险一旦失控，就会转化为 危险，从而有可能导致事故，造成人的生命、财产损失。危险就是事物所处的一种不安全状 态，在这种状态下，将可能导致某种事故或一系列的损害事件。 风险(Risk)和危险(Danger)并非同一概念。一个事件有风险，必须同时具备两个特点：(1)不 确定性； (2)有好结果或坏结果，两种结果都可能发生。而危险对于人们只有坏结果，没有 好结果；风险对于人们既可能有坏结果，也可能有好结果这是风险与危险的本质差别。 3、 （1）安全评价的定义：安全评价就是对系统存在的安全因素进行定性和定量分析，通过 与评价标准的比较得出系统的危险程度，提出改进措施。 （2）安全评价的内容 ：理想的安全评价，包括危险性的辨识和危险性的评价两个方面。 4、 （1）安全标准：经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的（期盼的）安全程度， 需要有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准我们就称之为安全标准。 （2）安全标准的确定：主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科 学发展的水平。确定安全标准的方法有统计方法和风险与收益比较法。对系统进行安全 评价时，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安全标准。 5、安全评价原理： （1）相关性原理， （2）类推性原理， （3）惯性原理。 6.安全评价基本程序：包括危险性确认和危险性评价两部分（右图）P83 7、美国道化学公司火灾爆炸指数评价法：优缺点： 评价目的：真实的量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预测损失；确定可能引起事 故发生或使事故扩大的设备（或单元） ；向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；是 工程技术人员了解各工艺部分可能造成的损失， 并帮助确定减轻潜在事故严重性和总损失的 有效而又经济的途径。 它主要是对化工生产过程中固有危险的度量，分析时对管理因素考虑较少。 道化学公司火灾爆炸指数评价法基本程序（步骤） ： (1)选择工艺（评价）单元；(2)确定物质系数（MF） ； (3)计算一般工艺危险系数（F1） ；(4) 计算特殊工艺危险系数（F2） ；(5)确定单元危险系数（F3） ；(6)计算火灾、爆炸指数(FEI)； (7)确定暴露面积；(8)确定暴露区域内财产的更换价值； (9)危险系数的确定； (10)计算最 大可能财产损失（基本 MPPD） ； (11)安全措施补偿系数（C）的计算； （12）确定实际最大 可能财产损失（实际 MPPD） ； （13）最大可能工作日损失（MPDO） ； （14）停产损失（BI） 的估算。 第五章第五章安全决策安全决策 1、决策：是指人们在求生存与发展过程中，以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据， 寻求并实现某种最佳（满意）准则和行动方案而进行的活动。 2、决策的主要过程：提出问题，明确目标，构造模型，分析评价，实施。 安全决策的各个步骤的具体内容： （1）确定目标， （2）确定决策方案， （3）潜在问题或 后果分析： （人身安全方面、人的精神和思想方面、人的行为方面） ， （4）实施与反馈。 3、决策的要素有：决策单元、准则体系、决策结构和环境、决策规则等。 相互关系： （略）P139 4、决策分类方法很多，一般决策问题根据决策系统的约束性与随机性原理，可分为确定型 决策和非确定性决策。 1.确定型决策：既是在一种已知的完全确定的自然状态下，选择满足目标要求的最优方案。 确定型决策问题一般应具备四个条件： 1) 存在着决策者希望达到的一个明确目标； 2) 只存在一个确定的自然状态； 3) 存在着可供 决策者选择的两个或两个以上的决策方案；4) 不同的决策方案在确定的状态下的利益或损 失可以计算出来。 2.非确定型决策：当决策问题有两种以上自然状态，那种可能发生是不确定的，在此情况下 的决策称为非确定型决策。 非确定型决策又可分为两类： 当决策问题自然状态的概率能确定，既是在概率基础上做决策，但要冒一定的风险， 这 种决策称为风险型决策。 如果自然状态的概率不能确定， 即没有任何有关每一自然状态可