交通安全工程第1章-绪论

内容安排 第1章绪论第2章交通安全基本原理第3章交通安全与交通事故第4章道路环境与交通安全第5章道路设施与交通安全第6章车辆因素与交通安全第7章人的因素与交通安全第8章交通安全管理第9章交通安全评价方法与技术第10章新技术在交通安全中的应用 1 46 交通安全工程第1章绪论 第1章绪论 introduction 本章内容 第 节安全系统工程基本概念第 节交通安全工程基本概念第 节交通安全工程研究内容复习思考题重点 交通安全工程基本概念 交通安全工程研究内容 2 46 交通安全工程第1章绪论 3 46 第1节安全系统工程基本概念 首先 体会不安全与事故的感性认识视频案例1 交通事故视频 请同学们思考 为什么要学习交通安全工程 1 不仅仅是让学生获得相关专业知识 2 而且让学生终生受益 因为交通安全已经成为人生旅途中的最为重要的安全问题 因此 一定要树立 安全的理念 在将来的工作与生活中贯彻下去 交通安全工程第1章绪论 第1节安全系统工程基本概念 一 系统1 定义系统 system 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 五个基本要素 1 功能 系统将一定的输入 外界对系统的作用 转换为一定的输出 系统对外界的作用 的能力 且这种输入不等于输出 2 组元或组成 组元 component 是指组成系统的成分 组成 是指系统组元的集合 每个系统都有两个以上的组元 通常人们将组元理解为相对独立 具有特定功能的部件或要素 系统的组元依相对运动的特性可以分为三类 固定组元 运转组元和流动组元 4 46 例如 交通运输系统中的基础设施 线路 港 站等 为固定组元 载运工具 飞机 轮船 汽车 列车等 为运转组元 运输计划 统计报表等为流动组元 3 结构 系统之内存在着较为紧密而稳固的组元团体称为子系统 subsystem 结构 structure 是指系统内子系统的划分及子系统功能的分配 自然包含子系统间的联系 系统与子系统之间 子系统与子系统之间的联系 本质上都是物质 能量 信息在它们之间的流通 交通安全工程第1章绪论 5 46 交通安全工程第1章绪论 4 运行 无生命的系统 含各种人造机器与设备 结构决定了子系统间的联系 从而在组成固定情况下决定了系统的功能 有人参与的系统 由于具有能动性的组元存在 结构并不能惟一确定各子系统间的联系 如驾驶员与汽车固然是操纵与被操纵的关系 这是结构赋予的 但驾驶员可以有不同的操纵方式 或者安全行驶 或者发生交通事故 这种在结构的基础上决定了运转组元的实际运动 从而决定了流动组元的实际变换与流通的机制称为运行 operation 6 46 交通安全工程第1章绪论 5 环境 由系统功能的定义 必然有与它相互作用 有输入 输出关系 的外界 这个客观存在的与系统有着较密切联系的外界就是系统的环境 environment 不存在没有环境的系统 组元之间的有序联系形成事物的结构和事物变化的实际运行过程 事物与外界的有序联系形成事物的环境和功能 组成 结构 运行 环境与功能的统一 就是科学的系统概念 7 46 交通安全工程第1章绪论 2 系统的特性整体性系统是由两个或两个以上相互区别的要素 元件或子系统 组成的整体 系统的观点是一种整体的观点 一种综合的思想方法 相关性构成系统的各要素之间 要素与子系统之间 系统与环境之间都存在着相互联系 相互依赖 相互作用的特殊关系 通过这些关系 使系统有机地联系在一起 发挥其特定功能 8 46 交通安全工程第1章绪论 目的性任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的而发挥其特定功能的 要达到系统的既定目的 就必须赋予系统规定的功能 需要在系统的整个生命周期 即系统的规划 设计 试验 制造和使用等阶段 对系统采取最优规划 最优设计 最优控制 最优管理等优化措施 层次性系统有序性主要表现在系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺序性 系统可分成若干子系统和更小的子系统 而该系统又是其所属系统的子系统 这种系统的分割形式表现为系统空间结构的层次性 9 46 交通安全工程第1章绪论 环境适应性系统从环境中获取必要的物质 能量和信息 经过系统的加工 处理和转化 产生新的物质 能量和信息 然后再提供给环境 环境也会对系统产生干扰或限制 即约束条件 环境特性的变化往往能够引起系统特性的变化 系统要实现预定的目标或功能 必须能够适应外部环境的变化 研究系统时 必须重视环境对系统的影响 10 46 交通安全工程第1章绪论 3 系统方法的基本原则系统方法是指按照事物的系统性把对象放在系统形式中加以考察的方法 整体性原则把对象作为由各个组成部分构成的整体 研究整体的构成及其发展规律 即把系统当作整体来对待 从整体与部分相互依赖 相互结合 相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律 整体功能不等于部分功能的总合 整体将产生部分所没有的功能 11 46 交通安全工程第1章绪论 综合性原则要求对系统从时间上 空间上进行综合考察 在综合的基础上进行分析 再回到综合 每一层次分析的结果都要反馈到上一层次的综合中去 与整体进行比较 并进行修正 使之部分与整体达到统一 联系性原则构成系统的元素之间 元素与环境之间 有着特定的联系 物质与能量之间的相互转换及不同物质形态之间的信息交换 都体现着联系性 12 46 交通安全工程第1章绪论 有序性原则系统都是有序的 是有层次的 系统的发展一般是由较低级的有序状态走向较高级的有序状态的定向演化 在这一发展的过程中 系统必然是开放的 与外界环境之间存在着物质 能量和信息交换 系统内部各子系统将按照一定的目标协同运动 以达到系统总的目的 动态性原则任何系统内部都存在着矛盾运动 推动着系统的发展 故研究系统时 应在动态中协调各部分的关系 才能准确地掌握系统的规律 取得综合的动态平衡 使系统不断得以优化 13 46 交通安全工程第1章绪论 结构性原则系统的整体性功能是由系统的结构决定的 同样的元素 组成不同的结构 将会产生不同的功能 系统优化的一个重要方面就是取得最优的结构 模型化原则模型化是使系统方法从定性到定量的重要途径 通过对真实模型的实验 可以具体分析系统的运行状况 也可以建立数学模型对系统进行定量描述 14 46 二 工程定义 工程 engineering 将科学理论或技术应用于特定目的的各项工作的总体 这里的工程具有广泛的意义 不仅指与物质 能量等有关的工作 而且包括信息处理 人的行为 心理研究等各个方面 基本分类1 从学科角度 工程是将自然科学的理论应用到某具体研究或生产部门中形成的各学科的总称 如 土木工程 交通运输工程 2 从实际生产角度 工程是指需较多的人力 物力来进行较大而复杂的工作 要一个较长时间周期内来完成 如 京九铁路 工程城市改建工程 15 46 交通安全工程第1章绪论 3 从难易角度 把一个全面的 大型的 复杂的包含各子项目的工程 称为 系统工程 这里的 系统工程 的含义与从学科角度分类的 系统工程 的含义不一样 4 关于工程的研究 称为 工程学 5 关于工程的立项 称为 工程项目 16 37 交通安全工程第1章绪论 交通安全工程第1章绪论 三 系统工程定义与内涵系统工程 systemengineering 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 系统工程是运筹学 系统论 控制论 信息论 计算技术和现代管理科学等相互渗透发展起来的一门以大规模复杂系统为研究对象的应用学科 系统工程打破了各学科之间的界限 建立了自然科学和社会科学的联系 使人们能够摆脱传统方法的束缚 为综合运用现代科技成就提供了最有效的方法和思路 为解决庞大复杂的系统性问题开辟了新的途径 17 46 交通安全工程第1章绪论 特点1 研究方法的整体性把研究对象看做一个整体 同时 把研究过程也看做一个整体 按系统工程的三维结构 即时间维 工作阶段 逻辑维 思维步骤 知识维整体配合研究解决问题 2 应用学科的综合性综合运用多学科理论和管理工程技术 揭示并协调系统各要素之间以及系统与外部环境之间的关系 为实现系统整体功能最优化提供决策 计划 方案和方法 3 组织管理科学化运用数学方法和计算机技术定量 或定量与定性相结合 分析 评价系统构成和状态 以达到最优设计 最优控制和最优管理的目标 18 46 交通安全工程第1章绪论 四 安全系统工程定义安全系统工程 safetysystemengineering 是采用系统工程的原理和方法 识别 分析和评价系统中的危险性 并根据其结果调整工艺 设备 操作 管理 生产周期和投资费用等因素 使系统所存在的危险因素能得到消除或控制 使得事故的发生减少到最低程度 从而达到最佳安全状态 简单地说 安全系统工程就是用系统工程的知识 方法和手段解决生产中的安全问题 它的最终目的是消除危险 防止灾害 避免损失 保证人身财产安全 19 46 安全系统工程是随着人类探索自然 提高生产力 逐步产生与发展的 进入20世纪后 安全系统工程得到了比较快的发展 主要应用的领域包括军工 航天航空 化工石油 铁路及公路交通等 安全系统工程一般包括系统安全原理 系统安全分析 系统安全评价 安全措施 安全预测和决策等五个方面的内容 交通安全工程第1章绪论 20 46 交通安全工程第1章绪论 第2节交通安全工程基本概念 一 安全的内涵与特征1 基本概念安全绝对安全观绝对安全观认为 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 这种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不存在 它是安全的一种非常理想的状态 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 21 46 交通安全工程第1章绪论 相对安全观相对安全观认为 安全是相对的 绝对安全是不存在的 美国哈佛大学的劳伦斯教授 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 霍巴特大学的罗林教授 所谓安全系指判明的危险性不超过允许限度 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 22 交通安全工程第1章绪论 安全含义1 这里所指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 2 安全不是瞬间的结果 而是对于某种过程状态的描述 3 安全是相对的 绝对安全是不存在的 4 构成安全问题的矛盾双方是安全与危险 而非安全与事故 5 不同的时代 不同的生产领域 可接受的损失水平不同 因而衡量系统是否安全的标准也不同 23 46 交通安全工程第1章绪论 危险作为安全的对立面 可以将危险定义为 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 也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 24 46 交通安全工程第1章绪论 风险 危险性 风险是描述系统危险程度的客观量 这主要有两种考虑 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 r f p l 一般将风险表达为概率与后果的乘积 r p c从整个系统角度出发 风险是系统危险影响因素的函数 可表达为 r f r1 r2 r3 r4 r5 r1 r2 r3 r4和r5分别代表人的因素 设备因素 环境因素 管理因素和其他因素 25 46 交通安全工程第1章绪论 安全性安全性为衡量系统安全程度的客观量 与安全性对立的概念是风险 危险性 假定系统的安全性为s 危险性为r 则有 s l r 若在一定程度上消减了危险因素 就等于创造了安全条件 事故 事故 一词极为通俗 事故现象也屡见不鲜 但对于事故的确切内涵 至今尚无一致的认识 概括如下 1 事故是违背人们意愿的一种现象 2 事故是不确定事件 其发生形式既受必然性的支配 但也不可避免地受到偶然性的影响 3 事故发生的三类原因 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 26 46 交通安全工程第1章绪论 4 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 许多工业领域如铁路运输系统 将凡是造成系统运行中断的事件均归入事故的范畴 5 事故的内涵相当复杂 宏观 事故是安全与危险矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现形式 是时间轴上一系列离散的点 微观 每一个事故均可看做是在极短时间内相继出现的事件序列 是一个动态过程 可表达为 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 27 46 交通安全工程第1章绪论 事故特征1 事故的因果性 2 事故的偶然性 必然性和规律性 3 事故的潜在性 再现性和预测性和复杂性 28 46 交通安全工程第1章绪论 事故隐患在事故预防工作中经常使用事故隐患一词 所谓隐患是指隐藏的祸患 事故隐患即隐藏的 可能导致事故的祸患 这是一个在长期工作实践中大家形成的共识用语 一般是指那些有明显缺陷 毛病的事物 亦即人的不安全行为和物的不安全状态 事故隐患可定义为 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 29 46 交通安全工程第1章绪论 危险源危险源 即危险的根源的意思 哈默 williehammer 危险源为可能导致人员伤害或财物损失事故的 潜在的不安全因素 可以把危险源划分为两大类 第一类危险源 第二类危险源 第一类危险源 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 第一类危险源具有的能量越多 一旦发生事故其后果越严重 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 30 46 交通安全工程第1章绪论 2 相互关系安全与危险安全与危险是一对矛盾 它具有矛盾的所有特性 双方互相排斥 互相否定 但又互相依存 共同处于一个统一体中 存在着向对方转化的趋势 安全性越高则危险性就越低 二者关系 安全性 1 危险性安全与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矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现 系统安全并不一定不发生事故 系统不安全 也未必完全由事故引起 危险与事故危险包含了作为潜在事故条件的各种隐患以及安全与不安全的矛盾激化后表现出来的事故结果 事故不能作为判别系统危险与安全状态的唯一标准 31 46 交通安全工程第1章绪论 事故与隐患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 危险源与事故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事故的危险性 32 46 交通安全工程第1章绪论 二 安全问题的基本特征安全的系统性安全涉及技术系统的各个方面 包括人员 设备 环境等因素 而这些因素又涉及经济 政治 科技 教育和管理等许多方面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 安全的相对性安全的相对性表现 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 即安全对于人的认识而言具有相对性 事故或危害事件可以避免 事故或危害事件的不良作用 后果及影响可能避免 但都难以完全避免 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 可以预防事故 33 46 交通安全工程第1章绪论 安全的依附性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 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 安全的间接效益性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 但安全投入往往被忽视 只有发生了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 安全的长期性和艰巨性人很难预先完全认识到系统存在和面临的各种危险 即使认识到了 有时也会受到当时技术条件的限制而无法予以控制 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 所以 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 34 46 交通安全工程第1章绪论 三 交通安全1 定义广义上的交通安全 理解为在交通活动过程中 能将人身伤亡或财产损失控制在可接受水平的状态 分为道路交通安全 铁路交通安全 水上交通安全 航空运输安全和管道运输安全等 2 交通安全的特点交通安全是在一定危险条件下的状态 并非绝对没有交通事故发生 交通安全不是瞬间的结果 而是对交通系统在某一时期 某一阶段过程或状态的描述 交通安全是相对的 绝对的交通安全是不存在的 对于不同的时期和地域 可接受的损失水平是不同的 因而衡量交通系统是否安全的标准也不同 35 46 交通安全工程第1章绪论 3 交通安全与交通事故的关系交通安全与交通事故是对立的 但事故并不是不安全的全部内容 而是在安全与不安全的矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现 交通系统处于安全状态 并不一定不发生事故 交通系统处于不安全状态 也未必完全是由事故引起的 4 交通安全的组成要素交通安全是一门 5e 科学 法规 enforcement 工程 engineering 教育 education 环境 environment 能源 energy 36 46 交通安全工程第1章绪论 四 交通安全工程学科1 定义交通安全工程学科是指运用系统论 控制论 信息论等现代科学技术理论 从安全的角度 对交通运输系统寿命期的各个阶段 开发研制 方案设计 详细设计 建造施工 日常运行 改建扩建 事故调查等 进行科学研究 以查明事故发生的原因和经过 找出灾害的本质和规律 寻求消灭 减少交通运输事故或减轻事故损失 保障交通安全 畅通的措施和办法 37 46 交通安全工程第1章绪论 2 学科分类道路交通安全工程道路交通是由人 车 道路与环境等要素组成的复合动态系统 道路交通事故是由构成道路交通的诸要素在某一时空范围内的劣性组合造成的 道路交通安全工程通过对道路状况 车辆的结构性能 驾驶适性及其影响因素 交通环境 交通控制 以及道路交通事故发生原因等的深入研究 提出预防和减少道路交通事故的有效措施 38 46 交通安全工程第1章绪论 铁路运输安全工程铁路运输作为运送旅客和货物的直接生产系统是一个高速运转的复杂动态系统 其安全问题尤为突出 铁路安全工程主要通过对运输安全有关人员 包括铁路运输系统内人员 旅客 货主 铁路沿线居民 机动车驾驶人员等 设备 环境 管理的深入研究 发现安全的薄弱环节 进而提出预防和减少事故的有效措施 为了确保列车运行及调车作业安全 还必须对铁路运输作业过程进行深入研究 包括行车调度指挥安全 调车作业安全 旅客运输安全 机务作业安全等 39 46 交通安全工程第1章绪论 水上交通安全工程水上交通事故按性质可划分为火灾和爆炸 碰撞 搁浅和遇风暴三大类 水上交通安全工程主要通过对船舶性能与结构 船员行为 港口保障设施 水上交通管理等水上交通安全主要影响因素以及水上交通事故发生的原因的深入研究 提出确保水上运输安全 减少污染水域的有效措施 研究内容还包括完善的船舶消防系统研究 特殊场所的防火防爆研究 灾害险情应急技术研究 船舶安全停泊系统研究等 40 46 交通安全工程第1章绪论 航空运输安全工程航空运输是一个具有特定功能的系统 由人 机组人员 乘客 飞机 航线 机场 航空交通管制等要素组成 航空运输安全工程主要通过对上述影响因素以及空难事故的深入调查研究 提出确保航空运输安全的有效措施 此外 研究内容还包括驾驶员操作可靠性 空中交通预警防碰管理系统 飞行人员培训理论与方法 空中导航系统 飞行紧急情况对策 以及机场应急救援系统等