第一、二、三讲 安全科学.ppt

安全科学导论何俊博士副教ejun 教材 安全科学技术导论甘心孟沈菲敏气象出版社安全科学导论 IntroductiontoSafetyScience 德A Kuhlmann安全工程学何学秋中国矿业大学出版社 以上教材网上矿业工程数字图书馆里均有 安全科学产生的背景 ILO统计数据 全世界每年发生各类伤亡事故约2 5亿起 平均每分钟发生475 6起 职业病1 6亿起 平均每分钟发生308 6起 每年死于工伤事故和职业病的人数110万人 每天有3000人死于工作之中 到2020年 全球职业病人数将翻一番 TirePlantFireSeptember8 10 2003 OilStorageFireSeptember28 2003 WTC 2的坍 倒塌 安全科学产生的背景 我国多年来安全生产形式严峻 职业病人数居高不下 令人触目惊心自1991年以来全国各类事故的死亡人数呈上升趋势 教育部学科分类与代码 620安全科学技术620 10安全科学技术基础学科620 20安全学620 30安全工程620 40职业卫生工程620 50安全管理工程620 99安全科学技术其他学科 我国安全科学的发展历程 两个时期 从建国初期到70年代末从70年代末到现在三个阶段 经验型事后预测型综合系统论 经验型阶段 事后反馈决策型 长期以来 人们认为安全仅仅以技术形式依附于生产 从属于生产 仅仅在事故发生后进行调查研究 统计分析和采取整改措施 以经验作为科学 安全处于被动局面 人们对安全的理解与追求是自发的模糊的 我国安全科学的发展历程 事后预测型 预期控制型 人们对安全有了新的认识 运用事件链分析 系统过程化 动态分析与控制等方法 达到防治事故的目的 传统的安全技术建立在事故统计基础上 这基本属于一种纯反应式的 安全科学缺乏理性 人们仅仅在各种产业的局部领域发展和应用不同的安全技术 以至对安全规律的认识停留在相互隔离 重复 分散和彼此缺乏内在联系的状态 我国安全科学的发展历程 综合系统论 综合对策型 认为事故是人 技术与环境的综合功能残缺所致 安全问题的研究应放在开放系统中 安全具有科学性 系统性 动态性的特点 从事故的本质中去防治事故 揭示各种安全机理并将其系统化 理论化 变成指导解决各种具体安全问题的科学依据 在这一阶段中安全科学不仅涉及人体科学和思维科学 而且涉及行为科学 自然科学 社会科学等所有大的科学门类 我国安全科学的发展历程 安全 安全性与系统安全 Safety SystemSafety 安全 系统的状态或条件 是指客观事物的危险程度能够为人们普遍接受的状态 是指没有引起死亡 伤害 职业病或财产 设备的损坏或损失或环境危害的条件 引自美国军用标准MIL STD 883C 是指不因人 机 媒介的相互作用而导致系统损失 人员伤害 任务受影响或造成时间损失 安全性 系统的性能 是系统在可接受的最小事故损失条件下发挥其功能的一种品质或不发生事故的能力 系统安全 是指为保证系统的全寿命周期的安全性所做的工作安全工作者最主要的任务 就是结合管理和技术等各种手段和措施 努力提高系统的安全性 减少因事故造成的损失 系统安全的内容 系统安全的基本内容包括事故成因理论 事故危害辩识技术 事故风险评价技术和事故风险控制技术四个方面 其基本关系如图所示 安全与危险的统一性与矛盾性 一 安全的相对性1 绝对安全状态不存在2 安全标准是相对的3 对安全的认识是不断深化的 二 危险的绝对性危险存在于一切系统的任何时间和空间中 三 安全与危险的矛盾性1 对立性 安全度越高危险势就越小 安全度越小危险势就越大 2 统一性 互相依存 共处统一体中存在着向对方转化的趋势 安全系统的组成部分 安全系统是人 men 技术 Technology 环境 Environment 构成的复合系统MET 一 事故致因理论 Accident CausingTheory 主要讨论事故的定义 影响因素 各种事故模式 事故规律的法则及事故预防的原理 其中 事故模式对于事故的分析 处理技术和事故的控制技术具有指导作用 是安全系统工程的核心 目前 世界上有代表性的事故模式理论有十几种 对我国影响较大的主要有如下几种 一 事故因果型 CauseandEffectTypeofAccident 1 连锁型一个因素促成下一个因素发生 下一个因素又促成再下一个因素发生 彼此互为因果 互相连锁导致事故发生 事故 2 多因致果型 集中型 多种各自独立的原因在同一时间共同导致事故的发生3 复合型某些因素连锁 某些因素集中 互相交叉 复合导致事故 简单集中型或简单连锁型较少 事故的发生多为复合型 事故 二 多米诺骨牌理论 Domino sAccidentTheory 海因里希因果链锁论 M P H D A M 遗传及社会环境 P 人的缺点 D 发生事故 H 人的不安全行为和物的不安全状态 A 受到伤害 海因里希模型 W H Heinrich在20世纪30年代首先提出了事故因果连锁论 亦称为多米诺骨牌理论 认为伤亡事故的发生是许多互为因果的原因 因素连锁作用的结果 即 人员的伤亡 A 的发生是由于事故 D 事故 D 的发生是因为人的不安全行为或机械 物质的不安全状态 H 人的不安全行为和物的不安全状态 H 是由于人的缺点错误 P 造成的 人的缺点错误 P 起源于不良的社会环境或先天的遗传因素 M 多米诺骨牌理论确立了正确分析事故致因的事件链这一重要概念 简单 明了 直观显示事故发生的原因 只要抽去五块牌中任一块 即可破坏事故链 防止事故发生 W H Heinrich还强调指出 企业安全的中心工作就是要移去H牌 从而中断事故的进程 事实上 骨牌之间的联系是随机的 多米诺骨牌理论的不足之处在于把事故致因的事件链过于绝对化 简单化 过多考虑了人的因素 尽管如此 多米诺骨牌理论由于其形象化和在事故致因理论研究中的先导作用 因而有着重要的历史地位 三 系统理论 SystemsTheory 系统理论把人 机械和环境作为一个系统 整体 研究人 机 环境之间的相互作用 反馈和调整 从中发现事故的致因 揭示出预防事故的途径 系统理论有多种事故致因模型 具有代表性的是美国人瑟利 J Surry 在1969年提出的 瑟利 模型 瑟利模型是一个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论 该模型把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段 这两个阶段各自包括一组类似认知信息处理过程 即感觉 认识和行为响应 在危险出现阶段 如果人的信息处理的每个环节都正确 危险就能被消除或得到控制 反之 就会使操作者直接面临危险 在危险释放阶段 如果人的信息处理过程的各个环节都是正确的 则虽然面临已经显现出来的危险 但仍然可以避免危险释放出来 不会带来伤害或损害 反之 危险就会转化成伤害或损害 人和环境 对危险的构成有警告吗 感觉到了这警告吗 认识到了这警告吗 知道如何避免危险吗 决定要采取行动吗 能够避免吗 无危险 迫近的危险 危险构成 出现危险紧急时期 无伤害 伤害或损害 对危险的显现有警告吗 感觉到了这警告吗 认识到了这警告吗 知道如何避免危险吗 决定要采取行动吗 能够避免吗 感觉 认识 行为响应 感觉 认识 行为响应 Y Y Y Y Y Y N N N N N N N N N N N N Y Y Y Y Y Y 瑟利模型 四 轨迹交叉论 OrbitIntersectingTheory 轨迹交叉论综合了各种事故致因理论的积极方面 其基本思想是 伤害事故是许多互相关联的事件顺序发展的结果 这些事件可概括为人和物两个发展系列 当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展过程中 轨迹 在一定的时间 空间发生接触 交叉 能量 逆流 于人体时 伤害事故就会发生 而人的不安全行为和物的不安全状态之所以产生和发展 又是受多种因素作用的结果 根据轨迹交叉论构造的轨迹交叉论事故模型反映了绝大多数事故的情况 实际情况是 只有少量事故是与人的不安全行为和物的不安全状态无关的 绝大多数事故是与二者同时相关的 日本劳动省调查分析了50万起事故的结果是 从人的序列分析 只有约4 与人的不安全行为无关 从物的序列分析 只有约9 与物的不安全状态无关 不安全状态 不安全行为 起因物 致害物 人 事故现场 安全管理缺陷 物的原因 人的原因 接触伤害 物 包括环境 人 包括肇事人和受害人 本质原因间接原因 直接原因 轨迹交叉论事故模型 二 事故致因理论的基本结论 1 事故的发生是多种因素及它们之间相互联系 相互影响 互为因果 一步一步组合的结果 2 由于产生事故原因的多层次性 不能把事故发生的原因简单地归结于违章 3 事故致因的多种因素的组合 可归结为人和物两大系列的运动 发生事故是由于人 物两大系列的运动轨迹交叉 防止事故应着力于提高技术装备安全化水平 使人 物运动轨迹不产生交叉 4 研究人的不安全行为和物的不安全状态应和对环境的分析研究结合起来 致力于环境的改善 5 人 物 环境都受管理因素支配 管理因素是本质原因 防止发生事故归根结底应从改进管理做起 安全经济学 全球事故造成的经济损失十分严重 据联合国有关资料统计 世界各国事故经济损失相当GNP的2 5 4 联合国秘书长安南指出 据国际劳工组织 ILO 估计 每年工伤赔偿费用使全球经济增长降低4个百分点 我国一年各种事故造成的经济损失超过2000亿 工作伤害及无伤害事故的费用占GNP或GNI的百分比国家基准年事故费用占GNP I的百分比英国1995 19961 2 1 4丹麦19922 7芬兰19923 6挪威19905 6 6 2瑞典19905 1澳大利亚1992 19933 9荷兰19952 6资料来源 ThecoststoBritainofworkplaceaccidentsandwork relatedillhealthin1995 1996 HSEBooks 1999 安全生产和安全研究面临着诸多挑战挑战一 公众和社会对安全期望和要求越来越高 挑战二 可持续发展 更重视安全生产 环保 挑战三 我国安全生产管理体制的转变和世界职业安全卫生的潮流 要求提高人类安全活动的效率与效益 正是在这种背景下 安全经济学得以提出并逐步得到发展 无论付费的中间机构是什么 事故的费用为整个社会的纳税者和消费者所承担 事故的总费用在社会中的分配费用付费的中间机构付费的社会成员公共财政纳税人为检查和管理 立法 检查 援助等 无论是否是消费者 费用落在官方预算中 总费用企业资金消费者为生产准备和生产本身 费用被加在产品的价格中 无论是否是纳税人 总之 事故的代价是高昂的 对整个社会而言 它是一种不断增长的沉重负担 而且对每个人的生活水平均有所影响 安全经济学的任务安全经济学的任务 是揭示安全经济关系的发生 发展及其运动的客观规律性 探讨实现经济的安全生产 安全生活 安全生存的途径 方法和措施 1 为国家 政府科学制定安全方针和政策提供理论依据和参考 2 为企业等组织安全资源优化配置和安全技术管理提供技术支持和理论指导 3 为安全业的发展提供理论指导 4 为安全业的发展提供可供选择的实施方案 从而极大限度地保障人的身心安全 健康和发展 促进社会保护事业与经济的繁荣昌盛 安全功能分析 第一种功能称为拾遗补缺损失函数L S 表示L S Lexp l S L0第二种功能称为本质增益增值函数I S 表示I S Iexp i S 安全功能函数F S F S I S L S 安全功能分析 安全成本函数C S C S Cexp c 1 S C0安全效益函数E S E S F S C S 安全效益规律分析 安全利益规律分析国家或社会为代表的所有者利益企业为代表的经营者利益个人为代表的个体利益 安全经济利益从时间上分析一般经历负担期 微利期 持续强利期 利益萎缩期 无利期 安全经济投入优化 1 安全经济消耗最低2 安全经济效益最大3 安全经济投入的合理评价第j种方案安全投资合理度SIRDj PiLiRi CjPi 第i种危险的发生概率Li 第i种危险的最大损失后果Ri 第i种危险的消除程度Cj 第j种方案的安全工程总投资 价值工程简介 价值工程中所说的 价值 是作为一种 尺度 提出来的 即 评价事物有益程度的尺度 产品的价值系数 V 一般地可以用下式表达 价值系数 V 提高价值的途径 F C V F C V F C V F C V F C V 安全价值工程概述 安全功能 是指一项安全措施在某系统中所起的作用和所担负的职能 安全价值 即是安全功能与安全投入的比较 其表达式为 安全价值 V 安全功能 F 安全投入 C 安全价值工程内容 降低安全寿命周期投资 提高安全价值V的途径 1 F提高 C下降 2 C不变 F提高 3 C略有提高 F有更大提高 4 F不变 C降低 5 F略有下降 C大幅度下降 安全价值工程的任务 研究安全功能与安全投入的最佳匹配关系 安全投资概述 在安全领域要实现安全没有一定的投入不行 安全投资是安全活动中投入的一切人力物力和财力的总和 安全投资的性质是和国家的经济体制相联系的 不同的经济体制条件下安全投资的性质是相区别的 预防性的投入产出比1 5 在安全经济学上 预防性的 投入产出比 高于事故整改的 产出比 安全保障措施的预防性投入效果与事后整改效果的关系是1 5的关系 这一安全经济的基本定量规律是指导安全经济活动的重要基础 因此 预防为主是实现安全生产的必由之路 保障安全生产要通过有效的事故预防来实现 在事故预防中 要加大涉及事故系统和安全系统的安全成本投入 同时 在市场经济体制下 要防止企业决策层在口头上重视安全 实际上忽视安全 从而形成所谓 说起来重要 做起来次要 忙起来不要 的局面 二安全投资来源与类别 1 安全投资的来源1 传统的安全投资来源 1 国家在工程项目中预算安排 2 国家劳动部门给企业下拨的安全技术专项措施费 3 企业按年度提取的更新改造费 4 作为生产性费用的投入支付从事安全或劳动保护的需要 5 企业从利润留成或福利中提取的保健职业人身保险费用 2 新的安全投资来源 1 按用于安全的固定资产每年折旧的方式筹措当年安全技术措施费 2 根据产量或产值按比例提取安全投资 3 职工个人交纳安全保证金 4 征收事故或危害隐患源罚金 5 工伤保险基金的提取 二 安全投资合理比例确定1 确定安全投资合理比例的总原则经济效益和社会效益的统一促进经济增长和社会发展目标的实现 确定方法1 系统预推法2 历史比较法3 国际比较法 边际投资技术 一 基本理论边际投资随安全度的提高而上升 而边际损失随安全度的提高呈递减趋势 在低水平的安全度条件下边际损失很高 当安全度较高时 此时边际损失则很低 而边际投资则正好相反 从以上分析可以看出安全效益客观上有一个最大值 这一点上的安全投资就是最佳的安全投资 通常最优安全度的安全投资点是在边际投资等于边际损失处 在这点投资可以得到最大的经济效益 考虑到人们对安全度的期望是尽可能高 且安全投资能产生巨大的社会效益及潜在的经济效益 故应在经济能力允许的条件下适当地考虑提高安全投资量 事故损失分类 1 按损失与事故事件的关系直接损失间接损失2 按损失的经济特征经济损失非经济损失 国外事故损失计算方法 1 海因里希方法先计算出事故直接损失 再按1 4的规律 以5倍 或其他的倍数 的直接损失数量作为事故总损失的估算值 2 美国西蒙兹计算法事故总损失 由保险公司支付的费用 不由保险公司补偿的费用 3 日本野口三郎计算方法 法定补偿费用 支付保险部分 法定补偿费用 日本公司负担部分 法定补偿以外的费用支出 事故造成的人的损失 事故造成的物的损失 生产损失 特殊损失费 国内事故损失计算方法 1 一般计算方法我国制定了 企业职工伤亡事故经济损失统计标准 GB6441 86 该 标准 将伤亡的经济损失分为直接经济损失和间接经济损失两部分 直接经济损失和间接经济损失的统计范围见图 2 理论计算方法事故总损失L 经济损失 非经济损失 直接经济损失A 间接经济损失B 非经济损失C 间接非经济损失D 案例一 人类历史上最大的工业中毒事故 印度博帕尔农药厂毒气泄漏事故1984年12月3日 印度中央邦首府博帕尔公司农药厂发生毒气 异氰酸甲酯 泄漏事故 4000名居民中毒死亡 20万人深受其害 留下后遗症 是世界工业史上绝无仅有的大惨案 苦难家庭 1984 眼睛不断流泪 呼吸困难 肺部严重受损 无法根治 灾后 事故调查小组进行了深入的调查 结果认为 操作失误