交通安全工程第一章PPT课件.ppt

1 西南交通大学交通运输学院 交通安全工程TrafficsafetyEngineering 2 牟瑞芳编著 交通安全工程 讲义 西南交通大学 肖贵平 朱晓宁主编 交通安全工程 北京中国铁道出版社 2003 教材与参考书 3 我的联系方式 主讲人 牟瑞芳电话 mail mrfswjtu 4 第一章绪论 本章重点 安全 危险 隐患 事故等的基本概念系统 系统工程的概念系统安全工程 人 机 环系统工程 5 一 安全的基本概念及相互关系二 安全问题的基本特性 1安全的内涵和特性 6 基本概念 安全 危险 风险 事故 隐患 危险源 安全性 危险性 可靠性 相互关系 安全与危险 安全与事故 危险与事故 事故与隐患 危险源与事故 一 安全的基本概念及相互关系 7 1 安全 Safety 安全与否是一种认识 因人而异 存在两种安全观 绝对安全观和相对安全观 1 基本概念 8 1 安全 绝对安全观 安全指没有危险 不受威胁 不出事故 即消除能导致人员伤害 发生疾病 死亡或造成设备财产破坏 损失 以及危害环境的条件 不存在危险和风险 免于能引起人员伤亡或财产损失的条件 安全意味着系统不会引起事故的能力 安全即是无事故 没有遭受或引起创伤 损失或损伤 9 安全 绝对安全观 评述 绝对安全观认为发生死亡 工伤等的概率为零 这在现实生产系统中是不存在的 它是安全的一种极端理想的状态 由于绝对安全观过分强调安全的绝对性 使其应用范围受到了很大的限制 特别是在分析社会 技术系统的安全问题时更是如此 10 安全是相对的 绝对安全是不存在的 安全就是被判断为不超过允许极限的危险性 也就是指没有受到损害的危险或损害概率低的通用术语 所谓安全是指判明的危险性不超过允许限度 安全意味着可以容许的风险程度 比较地无受损害之忧和损害概率低的通用术语 安全 相对安全观 11 安全 相对安全观 结论 由相对安全的定义可获得三个结论 安全是在具有一定危险性条件下的状态 安全并非绝对无事故 事故与安全是对立的 但事故并不是不安全的全部内容 而只是在安全与不安全这一对矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现 安全不是瞬间的结果 而是对系统在某一时期 某一阶段过程状态的描述 12 本课程对安全的定义 是指在生产活动过程中 能将人或物的损失控制在可接受水平的状态 亦即安全意味着人或物遭受损失的可能性是可以接受的 若这种可能性超过了可接受的水平 即为不安全 13 需要说明的内容 需要说明的五个方面 这里所讨论的安全是指生产领域中的安全问题 既不涉及军事或社会意义的安全与保安 也不涉及与疾病有关的安全 安全不是瞬间的结果 而是对某种过程状态的描述 安全是相对的 绝对安全是不存在的 构成安全问题的矛盾双方是安全与危险 而非安全与事故 因此 衡量一个生产系统是否安全 不应仅仅依靠事故指标 不同的时代及生产领域 可接受的损失水平是不同的 因而衡量系统是否安全的标准也是不同的 14 2 危险 Danger 危险是指在生产活动过程中 人或物遭受损失的可能性超出了可接受范围的一种状态 危险与安全一样 是与生产过程共存的过程 是一种连续型的过程状态 危险包含了尚未为人所认识的 以及虽为人们所认识但尚未为人所控制的各种隐患 危险还包含了安全与不安全一对矛盾斗争过程中某些瞬间突变发生外在表现出来的事故结果 15 描述系统危险程度的客观量 一是把风险看成是一个系统内有害事件或非正常事件出现可能性的量度 二是把风险定义为发生一次事故的后果大小与该事故出现概率的乘积一般意义上的风险具有概率和后果的二重性R f p c 简单起见 大多数文献中将风险表达为概率与后果的乘积R p c 3 风险 Risk 16 就事故的概念讨论以下五个内容 典型的事故定义事故的特点事故的后果事故的种类本课程对事故的定义 4 事故 Accident 17 典型的事故定义 牛津词典的事故定义 意外的 特别有害的事件 海茵里希 Heinrich 认为 事故是 非计划的 失去控制的事件 伯克霍夫 Bbrckhoff 的定义 事故是人 个人或集体 在为实现某种意图而进行的活动过程中 突然发生的 违反人的意志的 迫使活动暂时或永久停止的事件 甘拉塔勒等人从更为一般的意义上提出 事故是与系统设计条件具有不可容忍的偏差的事件 吉雷进一步补充说明了 事故是指任何计划之外的事件 可能引起或不会引起损失或伤害 还有的学者从能量观点出发解释事故 认为事故是能量逸散的结果 事故是管理不善的反映 18 事故是违背人们意愿的一种现象 事故的4个主要特点 事故的随机性 从表象上看 事故的发生是不确定事件 但其发生形式受必然性的支配 也不可避免地受到偶然性的影响 19 事故的4个主要特点 事故的因果性目前尚未认识到的原因 已经认识 但目前尚不可控制的原因 已经认识 目前可以控制而未能有效控制的原因 事故的潜伏性危险触发 以一定的逻辑顺序出现的一系列事件 产生不良后果 20 事故的后果 事故一旦发生 可以造成以下几种后果 人受到伤害 物受到损失 人受到伤害 物未受损失 人未受伤害 物受到损失 人 物均未受到伤害或损失 事故 事故后果 21 海因里希 W H Heinrich 法则 博德 F E Bird 比例严重伤害 轻微伤害 财产损失 无伤害财产损失 1 10 30 600 事故的后果 22 事故的种类 根据事故发生后造成后果的情况 在事故预防工作中把事故划分为3类 伤害事故或伤亡事故 造成人员伤害的事故 轻伤事故重伤事故死亡事故 1次死亡1 2人的事故重大伤亡事故 1次死亡3 9人的事故特大伤亡事故 1次死亡10人及以上事故损坏事故 造成财物破坏的事故 未遂事故或险肇事故 既没有造成人员伤害也没有造成财物破坏的事故 23 事故的定义 事故是指在生产活动过程中 由于人们受到科学知识和技术力量的限制 或者由于认识上的局限 当前还不能防止 或能防止而未有效控制所发生的违背人们意愿的事件序列 它的发生 可能迫使系统暂时或较长期地中断运行 也可能造成人员伤亡 财产损失或者环境破坏 或者其中二者或三者同时出现 24 隐患是指在生产活动过程中 由于人们受到科学知识和技术力量的限制 或者由于认识上的局限 而未能有效控制的有可能引起事故的一种行为 一些行为 或一种状态 一些状态 或二者的结合 隐患是事故发生的必要条件 隐患一旦被识别 就要予以消除 对于受客观条件所限 不能立即消除的隐患 要采取措施降低其危险性或延缓危险性增长的速度 减少其被触发的 几率 5 隐患 AccidentPotential HiddenDanger 25 危险源是可能导致人员伤害或财物损失事故的 潜在的不安全因素 根据危险源在事故发生 发展中的作用 把危险源划分为两大类 第一类危险源是指系统中存在的 可能发生意外释放的能量或危险物质 实际工作中往往把产生能量的能量源或拥有能量的能量载体作为第一类危险源来处理 第二类危险源是指导致约束 限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素 包括人 物 环境三个方面的问题 6 危险源 Hazard ASourceofDanger 26 安全性 从系统的安全性能讲 安全性为衡量系统安全程度的客观量 危险性 也叫风险 是与安全性对立的概念 是描述系统危险程度的指标 可靠性 系统或元件在规定条件下 规定时间内 完成规定功能的能力 7 安全性 SafetyProperty 危险性 DangerProperty 可靠性 Reliability 27 安全性与危险性的关系 假定系统的安全性为S 危险性为R 则S 1 R安全性与可靠性的关系 既区别又联系 可靠性 故障 失效 安全性 事故 7 安全性 SafetyProperty 危险性 DangerProperty 可靠性 Reliability 28 1 安全与危险 2 安全与事故 3 危险与事故 4 事故与隐患 5 危险源与事故 2 相互关系 29 安全与危险是一对矛盾 一方面双方互相反对 互相排斥 互相否定 另一方面两者互相依存 共同处于一个统一体中 存在着向对方转化的趋势 安全与危险这对矛盾的运动 变化和发展推动着安全科学的发展和人类安全意识的提高 1 安全与危险 30 事故与安全是对立的 但事故并不是不安全的全部内容 而只是在安全与不安全一对矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现 系统处于安全状态并不一定不发生事故 系统处于不安全状态 也未必完全是由事故引起 2 安全与事故 31 危险不仅包含了作为潜在事故条件的各种隐患 同时还包含了安全与不安全的矛盾激化后表现出来的事故结果 事故发生 系统不一定处于危险状态 事故不发生 也不能否认系统不处于危险状态 事故不能作为判别系统危险与安全状态的唯一标准 3 危险与事故 32 事故总是发生在操作的现场 总是伴随隐患的发展而发生在生产过程之中 事故是隐患发展的结果 而隐患则是事故发生的必要条件 4 事故与隐患 33 一起事故的发生是两类危险源共同起作用的结果 第一类危险源的存在是事故发生的前提 没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放 也就无所谓事故 如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制 也不会发生能量或危险物质的意外释放 第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件 5 危险源与事故 34 在事故的发生 发展过程中 两类危险源相互依存 相辅相成 第一类危险源在事故时释放出的能量是导致人员伤害或财物损坏的能量主体 决定事故后果的严重程度 第二类危险源出现的难易决定事故发生的可能性的大小 两类危险源共同决定危险源的危险性 5 危险源与事故 35 表现为 安全的系统性安全的相对性安全的依附性安全的间接效益性安全的长期性和艰巨性 二 安全问题的基本特性 36 安全问题涉及到技术系统的各个方面 包括人员 设备 环境等因素 而这些因素又涉及到经济 政治 科技 教育和管理等许多方面 对于交通运输这样的开放系统 安全既受系统内部因素的制约 也受到系统外部环境的干扰 事故 不仅可能造成系统内部的损害 而且可能造成系统外部环境的损害 研究和解决安全问题应从系统观点出发 运用系统工程的方法 进行综合治理 1 安全的系统性 37 凡是人类从事的生产活动 都有安全问题 所不同的只是发生事故的可能性有大有小 危害程度有轻有重而已 安全的相对性表现在三个方面 绝对安全的状态是不存在的 系统的安全是相对于危险而言的 安全标准是相对于人的认识和社会经济的承受能力而言 抛开社会环境讨论安全是不现实的 人的认识是无限发展的 对安全机理和运行机制的认识也在不断深化 即 人对安全的认识具有相对性 2 安全的相对性 38 由安全的相对性可知 各种生产和生活活动过程中事故或危害事件是可以避免的 但难以完全避免 各种事故或危害事件的不良作用 后果及影响可能避免 但难以完全避免 事故是可以预防的 可以利用安全系统工程的原理和技术 预先发现 鉴别 判明各种隐患 并采取安全对策 从而防患于未然 2 安全的相对性 39 安全是依附于生产而存在的 它不可能脱离具体的生产过程而独立存在 只要存在生产活动 就会出现安全问题 安全是生产的前提和保障 安全工作搞得不好 生产便无法顺利进行 因此 需要经常持久地抓好安全工作 3 安全的依附性 40 要保证生产安全必须在人员 设备 环境和管理方面有相应适时的安全投入 安全投入所产生的经济和社会效益却是间接的 无形的 难以定量计算 安全投入往往被忽视 只有发生事故造成了损失之后才会意识到安全投入的必要性和重要性 安全的效益除了减少事故的直接和间接经济损失外 更重要的是在提高人员素质 改进设备性能 改善环境质量和加强生产管理等方面所创造的积极的经济和社会效益 4 安全的间接效益性 41 人对安全的认识在时间上往往是滞后的 很难预先完全认识到系统存在和面临的各种危险 而且 即使认识到了 有时也会由于受到当时技术条件的限制而无法予以控制 随着技术进步和社会发展 旧的安全问题解决了 新的安全问题又会产生 高技术总是伴随着高风险 随着现代科学技术的发展 各种技术系统的复杂化程度增加了 危险性也随之增加 5 安全的长期性和艰巨性 42 5 安全的长期性和艰巨性 事故是一种小概率的随机偶发事件 仅仅利用已有的事故资料不足以及时 深入地对系统的危险性进行分析 以现代交通运输系统为例 无论从规模 速度 设备和管理上都发生了极大的飞跃 一旦发生事故 其影响之大 伤亡之多 损失之重 补救之难 都是传统运输方式不可比拟的 认识事故机理 不断揭示系统安全的各种隐患 确实是艰巨的任务 安全工作是一个长期的过程 必须坚持不懈 始终如一地努力才行 43 交通安全 定义 交通参与者在交通出行中遵守交通法规 避免发生人身伤亡或财产损失的全过程 主要内容有 1 管理和检查交通工具的安全状况 2 考核 稽查与纠正驾驶人员的技术素质和不安全因素 3 清除路障和布设 道路 安全设施 4 交通事故处理及交通安全的宣传教育等交通安全三要素 人 车辆 道路与环境 防止交通事故 保障交通安全 要求人 车辆和道路环境三方面均安全可靠 44 自有人类活动开始 人类就面临安全的问题 安全问题来自生活和生产活动两个方面 随生产力的发展 生活 生产活动中的安全越加突出 为保证生活 生产活动中的安全 形成安全工程学科 安全工程学科具有明显的对象性 与具体的生活 生产活动内容密切相关 随生活 生产活动的发展而发展 2安全工程学科的形成和发展 45 46 47 表世界部分国家道路交通事故对比表 48 49 特点 事故发生的频率越来越高事故发生的强度越来越大事故发生的范围逐渐扩大事故发生的方式越来越多样化 50 发展过程 法律保障1833年 蒸汽船舶检验法 美国 1848年 公共卫生法 英国 研究机构 1 1879年法国成立的安全保卫中心 2 1882年比利时成立的劳动卫生法 51 发展 到20世纪初许多西方国家建立了与安全科学有关的组织和科研机构 据1977年统计 德国建立36个 英国44个 美国31个 法国46个 荷兰13个 从内容上看 有安全工程 卫生工程 人机工程 灾害预防处理 预防事故的经济学 职业病理论分析和科学防范等美国的安全教育发展较快 到70年代末 一部分大学设立了卫生工程 安全工程 安全管理 毒物学和安全教育方面的硕土和博士学位 52 至1977年 在日本大学中开设有关安全工程学讲座课程或学科的总计为48个 现在日本国内与安全工程有关的大学教育系和研究机构达76个 杂志36种 学会和协会33个 53 安全科学的发展从理论上讲大体分为三个阶段 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 54 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 55 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 建立安全的科学性 系统性 动态性 从事故的本质中去防治事放 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 56 国内的安全科学发展 在20世纪80年代初期 我国安全研究和管理人员深感必须采用系统工程的方法 才能真正改变企业安全工作的被动局面 也就是说 必须首先发现问题 采用系统工程方法找出系统中存在的所有危险胜 加以辨识 分析和评价 从而找出解决问题的措施 防患于未然我国的安全研究和应用也大致经历了四个发展阶段 57 1安全技术工作和系统安全分工合作时期初期安全工作者和产品系统安全工作者的分工是明确的 前者负责工人的安全 后者负责产品安全 两者分工协作密切配合 共同完成生产任务 2安全技术工作引进系统安全分析方法阶段由于系统安全分析是针对系统各个环节本身的特点和环境条件进行定性和定量的安全性分析 做出科学的评价 并据此采取针对性的安全措施 所以这种方法对安全工作十分有用 58 3安全管理引用安全系统工程方法阶段由于安全系统工程不仅可以评价各个环节的可靠性和安全性问题 而且对系统开发的各个阶段也可以进行评价 因此 企业的安全管理等阶段 检查 操作 维修 培训 都可以使用这种方法提高系统性和准确性 4以安全系统工程方法改革传统安全工作阶段在安全工作中广泛使用安全系统工程方法 使传统安全工作进行改革的趋势需要不断地在实践中总结经验 目前 贯穿系统科学思想的安全管理方法不断涌现 并延伸出很多新学科 59 一 系统二 系统工程三 人 机 环境系统工程及系统界面 3安全系统工程相关概念 60 定义 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 系统的五个基本要素 功能 组元 结构 运行与环境 一 系统 61 系统的要素 1 功能 Function 系统将一定的输入转换为一定的输出的能力 这种输入不等于输出 2 组元 Component 组成系统成分的集合 每个系统都有两个以上的组元 3 结构 structure 系统内子系统的划分及子系统功能的分配 包含子系统间的联系 4 运行 Operation 在结构的基础上运转组元实际变换与流通的机制 显然 依托于一定结构上的运行最终决定了系统的实际功能 5 环境 Environment 客观存在的与系统有着较密切联系的外界 62 系统特性表现在以下5个方面 1 整体性2 相关性3 目的性4 层次性5 环境适应性 系统的特征 63 系统的定义就充分表达了系统具有整体性的含义 一个系统的完善与否主要取决于系统中各要素能否良好的组合 即是否能构成一个良好的实现某种功能的整体 换言之 即使每个要素并不都很完善 但它们可以综合 统一成为一个具有良好功能的系统 这就是一个较为完善的系统 反之 即使每个要素是良好的 但构成整体后却不具备某种良好的功能 这不能称之为完善的系统 整体性 64 相关性 系统内各要素之间是有机联系和相互作用的 要素之间具有相互依赖的特定关系 是互为相关的 如电子计算机系统是由运算 贮存 控制 输人 输出等硬件装置和操作系统软件 要素或子系统 通过特定的关系 有机地结合在一起而构成的 计算机系统的各要素都有相关关系 否则就无法实现某一特定功能 65 目的性 所有系统都为了实现某一特定的目标 没有目标就不能称之为系统 不仅如此 设计 制造和使用系统 最后总是希望完成特定的功能 而且要效果最好 这就是所谓最优计划 最优设计 最优控制和最优管理和使用等 66 环境适应性 任何一个系统都处于一定的物质环境之中 系统必须适应外部环境条件的变化 而且在研究和使用系统时 必须重视环境对系统的作用 67 系统工程 工程的含义传统的 工程 概念指的是生产技术的实践 它往往以 硬件 作为其目标和对象 如化学工程 建筑工程 采矿工程 电气工程 交通运输工程等等 它所研究的对象主要是人力 材料 价格等 同时还包括方法 技术等 theprofessionofapplyingscientificprinciplestothedesign construction andmaintenanceofengines cars machines etc mechanicalengineering buildings bridges roads etc civilengineering electricalmachinesandcommunicationsystems electricalengineering chemicalplantandmachinery chemicalengineering oraircraft aeronauticalengineering 68 定义 把极其复杂的研制对象称为系统 系统工程则是组织管理这种系统的规划 研究 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 78年钱学森语 系统工程定义 69 1977年日本学者三浦武雄指出 系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许多学科的科学 而且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科 因为系统工程的目的是研制一个系统 而系统不仅涉及到工程学的领域 还涉及社会 经济和政治等领域 所以为了适当地解决这些领域的问题 除了需要某些纵向技术以外 还要有一种技术从横的方向把它们组织起来 这种横向技术就是系统工程 1975年美国科学技术辞典的论述为 系统工程是研究复杂系统设计的科学 该系统由许多密切联系的元素所组成 设计该复杂系统时 应有明确的预定功能及目标 并协调各个元素之间及元素和整体之间的有机联系 以使系统能从总体上达到最优目标 在设计系统时 要同时考虑到参与系统活动的人的因素及其作用 70 系统工程思想的发展 萌发期 系统工程的萌芽时期可追溯到本世纪初的F W 泰勒 FrederickWinslowTaylor 1856 1915 系统 为了提高工效 泰勒研究了合理工序和工人活动的关系 探索了管理的规律 1911年他的 科学管理的原理 一书问世后 工业界出现了 泰勒系统 被誉为 管理史上的里程碑之作古典科学管理运动的巅峰之作这本书讲述了应用科学方法确定从事一项工作的 最佳方法 使管理从经验变为科学 泰罗被称为 科学管理之父 弗雷德里克 泰勒和他的 科学管理原理 是一个新的管理时代的标志 掀起了一场企业管理的变革 使得西方19世纪末20世纪初的早期工厂管理实践向科学管理迈进了一大步 也在其后百年中激励和启示了无数和管理者 即便在今天 人们也仍在感叹 管理需要回归泰勒 特点 朴素的思想 71 产生 第一次提出 系统工程 这一名词的是1940年在美国贝尔电话公司试验室工作的E C 莫利纳 E C Molina 和在丹麦哥本哈根电话公司工作的A K 厄朗 A K Erlang 他们在研制电话自动交换机时 意识到不能只注意电话机和交换台设备技术的研究 还要从通信网络的总体上进行研究 他们把研制工作分为规划 研究 开发 应用和通用工程等五个阶段 以后又提出了排队论原理 并应用到电话通信网络系统中 推动了电话事业的飞速发展 72 发展 1 在第二次世界大战时期 一些科学工作者以大规模军事行动为对象 提出了解决战争问题的一些决策和对策的方法和工程手段 出现了运筹学 当时英国为防御德国的突然空袭 研究了雷达报警系统和飞机降落排队系统 取得了很多战果 在这一时期中 英 美等国在反潜 反空袭 商船护航 布置水雷等项军事行动中 应用了系统工程方法 取得了良好的效果 1940年至1945年 美国制造原子弹的 曼哈顿 计划 由于应用了系统工程方法进行协调 在较短的时间内取得了成功 1945年 美国建立了兰德公司 RANDCorp 应用运筹学等理论方法研制出了多种应用系统 在美国国家发展战略 国防系统开发 宇宙空间技术以及经济建设领域的重大决策中 发挥了重要作用 兰德 又被誉为 思想库 和 智囊团 73 2 50年代后期和60年代中期 美国为改变空间技术落后于苏联的局面 先后制定和执行了北极星导弹核潜艇计划和阿波罗登月计划 这些都是系统工程在国防科研中取得成果的著名范例 阿波罗登月计划是一项巨大的工程 从1961年开始 持续了10多年 该工程有三百多万个部件 耗资244亿美元 参加者有两万多个企业和120个大学与研究机构 整个工程在计划进度 质量检验 可靠性评价和管理过程等方面都采用了系统工程方法 并创造了 计划评审技术 PERT 和 随机网络技术 又称 图解评审技术 GERT 实现了时间进度 质量技术与经费管理三者的统一 在实施该工程的过程中及时向各层决策机构提供信息和方案 供各层决策者使用 保证了各个领域的相互平衡 如期完成了总体目标 3 70年代以来 随着微型计算机的发展 出现了分级分布控制系统和分散信号处理系统 扩展了系统工程理论方法的应用范围 近年来 社会 经济与环境综合性的大系统问题日益增多 如环境污染 人口增长 交通事故 军备竞赛等 74 应用范围 首先出现在企业管理上其次上个世纪50年代以前主要在军事 国放 通讯 电力等70年代以后 在计算机 管理 军事等80年代以后 各个行业均出现系统工程的思想 包括商业 运输 农业等等 75 对象 系统工程是以大型复杂系统为研究对象 按一定目的进行设计 开发 管理与控制 以期达到总体效果最优的理论与方法 特点 系统工程属于工程技术范畴 用以改造客观世界并取得实际成果 这与一般工程技术问题有共同之处 但是 系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类 与一般工程比较 系统工程有三个特点 系统工程的对象和特点 76 1 研究的对象广泛 包括人类社会 生态环境 自然现象和组织管理等 2 系统工程是一门跨学科的边缘学科 不仅要用到数 理 化 生物等自然科学 还要用到社会学 心理学 经济学 医学等与人的思想 行为 能力等有关的学科 是自然科学和社会科学的交叉 因此 系统工程形成了一套处理复杂问题的理论 方法和手段 使人们在处理问题时 有系统的整体的观点 3 在处理复杂的大系统时 常采用定性分析和定量计算相结合的方法 因为系统工程所研究的对象往往涉及到人 这就涉及到人的价值观 行为学 心理学 主观判断和理性推理 因而系统工程所研究的大系统比一般工程系统复杂得多 处理系统工程问题不仅要有科学性 而且要有艺术性和哲理性 77 需要说明 系统工程的开发和应用 并不是企图排斥或替代传统工程 而是以系统的观点和方法为基础 运用先进的科学技术和手段 从全面 整体 长远出发去考察问题 拟订目标和功能 并在规划 开发 组织 协调各关键时刻 进行分析 综合 评价 求得优化方案 然后用传统工程行之有效的方法去进行工程设计 生产 安装 建造新的系统或改造旧的系统 指导传统工程 78 系统安全 系统安全的概念系统安全是指在系统生命周期内应用系统安全工程和系统安全管理方法 辨识系统中的危险源 并采取有效地控制措施使其危险性最小 从而使系统在规定的性能 时间和成本范围内达到最佳的安全程度 系统安全是人们为解决复杂系统的安全性问题而开发 研究出来的安全理论 方法体系 79 思想 系统安全的基本原则就是在一个新系统的构思阶段就必须考虑其安全性的问题 制定并执行安全工作规划 系统安全活动 并且把系统安全活动贯穿于生命整个系统生命周期 直到系统报废为止 80 系统安全的起源 20世纪50年代以来 科学技术进步的一个显著特征是设备 工艺及产品越来越复杂 战略武器的研制 宇宙开发及核电站建设等使得作为现代科学技术标志的大规模复杂系统相继问世 这些复杂系统往往由数以千万计的元素组成 元素之间以非常复杂的关系相连接 在被研究制造或使用过程中往往涉及到高能量 系统中微小差错就会导致灾难性的事故 大规模复杂系统安全性问题受到人们的广泛关注 81 1947年9月 美国航空科学院报导了一篇题为 安全工程 的论文 文中写道 正如飞机性能 稳定性和结构完整性一样 必须进行安全设计 并使之成为飞机不可分割的一部分 安全组也象应力组 空气动力系组和荷载组一样 必须成为制造厂的重要组织机构之一 这是最早提出系统安全概念的一篇论文 系统安全的基本思想是人们在研制 开发 使用 维护这些大规模复杂系统的过程中 逐渐萌发的 在20世纪50 60年代美国研制洲际导弹的过程中 系统安全的理论逐渐形成 82 系统安全理论的主要创新观点 在事故致因理论方面 改变了人们只注重操作人员的不安全行为而忽略硬件的故障在事故致因中作用的传统观念 开始考虑如何通过改善物的系统的可靠性来提高复杂系统的安全性 从而避免事故 没有任何一种事物是绝对安全的 任何事物中都潜伏着危险因素 通常所说的安全或危险只不过是 种主观的判断 能够造成事故的潜在危险因素称作危险源 来自某种危险源的造成人员伤害或物质损失的可能性叫做危险 危险源是一些可能出问题的事物或环境因素 而危险表征潜在的危险源造成伤害或损失的机会 可以用概率来衡量 83 不可能根除一切危险源和危险 可以减少来自现有危险源的危险性 宁可减少总的危险性而不是只彻底去消除几种选定的危险 由于人的认识能力有限 有时不能完全认识危险源和危险 即使认识了现有的危险源 随着生产技术的发展 新技术 新工艺 新材料和新能源的出现 又会产生新的危险源 由于受技术 资金 劳动力等因素的限制 对于认识了的危险源也不可能完全根除 由于不能全部根除危险源 只能把危险降低到可接受的程度 即可接受的危险 安全工作的目标就是控制危险源 努力把事故发生概率降到最低 即使发生事故时 也可把伤害和损失控制在较轻的程度上 84 系统安全的思想 系统安全理论是为解决复杂系统的安全问题而开发 研究出来的安全理论 方法体系 系统安全的思想 就是应用系统安全工程解决安全问题的思想 系统安全的思想认为 世界上没有绝对安全的事物 任何事物中都包含有不安全的因素 具有一定的危险性 安全是通过对系统的危险性和允许接受的限度相比较而确定 安全是主观认识对客观存在的反应 85 安全伴随着系统生命周期的思想系统的生命周期从系统的构思开始 经过可行性论证 设计 建造 试运转 运转 维修直至系统报废 完成一个生命周期 其各个环节都存在不同的安全的问题 要充分认识系统生命周期中安全的两个方面 本质化安全 本质安全是系统安全的根本保证 从系统的构思 设计开始就融入系统 对系统有两个基本的要求 一是系统正常运行条件下本身是安全的 也就是系统在其生命周期中不依赖保护与修正安全设备也能安全运行 二是系统的故障安全 在遇到故障时 系统能保持稳定状态 本质安全是系统的理想状态 是安全工作追求的目标 工程化安全 工程化安全思想是对本质安全的补充 其主导思想就是应用工程安全保护设备进一步加强系统在其生命周期中的安全性 但是必须确保工程安全设备在系统出现问题时不产生故障 86 系统中的危险源是事故根源的思想 危险源是可能导致事故的潜在的不安全因素 任何系统都不可避免地存在某些危险源 而这些危险源只有在触发事件的触发下才会产生事故 有关危险源的分类方法很多 这里介绍一种 第一类危险源根据能量意外释放理论 能量或危险物质的意外释放是伤亡事故发生的本质 于是 把生产过程中存在的 可能发生意外释放的能量 能源或能量载体 或危险物质称为第一类危险源 第二类危险源导致能量或危险物质约束或限制措施破坏或失效 故障的各种因素 称做第二类危险源 它主要包括物的故障 人为失误和环境因素 87 系统安全工程 目前国内有二种提法 一是系统安全工程 SystemSafetyEngineering 二是安全系统工程 SafetySystemEngineering 有关这方面的争议是学术上的一种讨论 本书主张系统安全工程的提法 这也是国外较流行的提法 88 系统安全工程的定义 有关系统安全工程的定义有不同的描述 这里给出较流行的一种 系统安全工程就是应用系统工程的原理与方法 识别 分析 评价 排除和控制系统中的各种危险 对工艺过程 设备 生产周期和资金等因素进行分析评价和综合处理 使系统可能发生的事故得到控制 并使系统安全性达到最佳状态 89 系统安全工程的研究内容及特点 系统安全工程的研究内容系统安全工程是一种综合性的技术方法 在安全系统工程使用中 不仅要应用系统工程的原理和方法 而且还要熟悉所要研究的系统或生产过程及应采取的安全技术等 从目前国内外的资料分析可见 安全系统工程的研究内容主要包括事故成因理论 系统安全分析 安全评价 安全措施和安全价值分析五个方面 90 事故致因理论事故的发生有其自身的发展规律和特点 了解事故的发生 发展和形成过程对于辨识 评价和控制危险源具有重要意义 系统安全分析系统安全分析是是实现系统安全的重要手段 是系统安全工程的核心内容 也是安全评价的基础 其目的是通过对系统进行深人 细致的分析 充分了解 查明系统存在的危险性 估计事故发生的概率和可能产生伤害及损失的严重程度 为确定哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据 所以 分析结果的正确与否 关系到整个安全工作的成败 91 安全评价安全评价是以系统安全分析为依据 只有通过分析 掌握了系统中存在的潜在危险和薄弱环节 发生事故的概率和可能的严重程度等 才能正确地进行安全评价 安全措施安全措施是指根据安全评价的结果 针对存在的问题 对系统进行调整 对危险点或薄弱环节加以改进 以消除事故的发生或使发生的事故得到最大限度的控制 安全措施主要有两个方面 一是预防事故发生的措施 即在事故发生之前采取适当的安全措施 排除危险因素 避免事故发生 二是控制事故损失扩大的措施 即在事故发生之后采取补救措施 避免事故继续扩大 使损失减到最小 92 安全价值 安全成本 分析当系统中的危险性被认识后 为了控制和消除这些危险因素 以提高系统的安全性时 需要采取各种安全措施 这就要有一定的资金投入 为了评价资金的合理性 必须进行安全价值分析 93 系统安全工程的特点 预测和预防事故的发生 是现代安全管理的中心任务 运用系统安全分析方法 打破传统安全中单一的 凭经验的那种相互独立 自我封闭的界限 可以识别系统中存在的薄弱环节和可能导致事故发生的条件 而且通过定量分析 预测事故发生的可能性和事故后果的严重性 从而可以采取相应的措施 预防事故发生 现代工业的特点是大规模化 连续化和自动化 其生产关系日趋复杂 各个环节和工序之间相互联系 相互制约 系统安全工程是通过系统分析 全面地 系统地 彼此联系地以及预防性地处理生产系统中的安全性 而不是孤立地 就事论事地解决生产系统中安全性问题 94 对安全进行定量分析 评价和优化技术 可以避免传统安全中对事故的 浅层 分析 从人机关系 人和环境 人和物的关系等诸种关系中寻找真正的事故原因和查出未想到的原因 为安全管理事故预测提供了科学依据 根据分析可以选择出最佳方案 使各子系统之间达到最佳配合 用最少投资得到最佳的安全效果 从而可以大幅度地减少人身伤亡和设备损坏事故 安全系统工程要作出定性和定量的安全评价 就需要有各种标准和数据 如许可安全值 故障率 人机工程标准以及安全设计标准等 因此 系统安全工程可以促进各项标准的制定和有关可靠性数据的收集 95 安全系统工程的方法 不仅适用于工程 而且适用于管理 并且能用来指导产品的设计 制造 使用维修和检验 目前已初步形成系统安全工程和系统安全管理二大分支 通过系统安全工程的开发和应用 可以迅速提高安全技术人 员 操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力 同时为培养新人提供了一套完整的参考资料 96 交通安全系统工程 安全系统工程在交通运输系统中的具体应用目前 无论是铁路 公路 水运 航空等运输方式中 起步较晚 已经有一些研究成果 管道运输比较成熟 具体体现在交通行业安全分析尚是空白 基本上没有安全国家颁布的评价准则执行 交通运输部门得不到安全管理部门的监督和检查 二是交通运输部门安全管理力度不够 管理体系不健全 机制运行较差 交通安全系统理论不完善 97 交通安全 人 机 环系统 问题的提出大量事故的调查分析结果表明 导致事故的原因是由于不安全状态 不安全行为和不良环境所引起的 也就是人的因素 物的因素和环境条件三个要素 从系统工程观点来说 这三个要素构成一个 人 机器 设备 环境 系统 为了确保系统安全和最佳状态 就必须综合考虑三个要素 消除导致事故的原因 使系统达到最佳安全状态 生产设备是靠人来操纵的 把人 机器 设备 这两个对象作为一个整体来对待 即构成 人 机系统 这种系统普遍存在于各种工业行业 如化工行业 机械制造行业 运输行业等 从系统安全观点出发 不只是考虑 人 机系统 的关系 还应考虑 人 机器 设备 环境系统 的关系 98 1 人 机 环境系统工程的含义人 机 环境系统工程是运用系统科学理论和系统工程方法 正确处理人 机 环境三大要素的关系 深入研究人 机 环境系统最优组合的一门科学 其研究对象为人 机 环境系统 目标是使系统具有 安全 高效 经济 的综合性能 人 机 环境系统工程及系统界面 99 人 是指作为工作主体的人 如操作人员或决策人员 机 是指人所控制的一切对象的总称 如飞机 汽车 轮船 生产过程等 环境 是指人 机共处的特定的工作条件 如温度 噪声 震动 有害气体等 人 机 环境 的含义 100 人是一种安全因素和防护对象 在人 机 环境系统的规划过程中 应综合考虑以下因素 要把人体解剖学资料以及人体生理过程和生理功能作为必要条件考虑在内 发生在人体中的主要生理过程必须象能量在机器中传递一样来考虑 应把人的天赋以及一些特殊心理 生理功能和对这些功能进行补偿的可能性一齐加以考虑 防止不安全操作 适应人 101 机器是一种安全因素 对于作为安全因素之一的机器 在其规划 制造和应用的所有阶段 都应预先进行检查 对机器的运行状态作大量的观察 确定和评价使