安全工程学(河南理工大学)

焦作工学院多媒体5＞课件安全工程学第一一章第二章第三章第四章第五章第六第一一章第二章第三章第四章第五章第六章:第七章课程教学简介ー、课程的性质和目的安全工程学是安全专业的一门必修课。安全工程学课程主要介绍安全科学理论、安全科学的方法及其在安全工程中的应用。由于安全问题是社会共同关心和面临的一个迫切问题,因此,本课程所介绍的基本理论和方法可广泛地应用于エ业领域。该课程教学的目的是通过对该课程的学习,掌握安全科学的基本8》理论与方法,为学习后续课程及相关课程打下坚实必要的基础,另一方面培养利用安全科学的方法论分析和解决实际问题的能力。二、课程教学内容本课程主要讲授安全科学的基本理论及其在安全工程中的应用,其内容包括:安全科学基础、安全生理和心理、安全系统工程、安全控制工程、安全人机环境工程、安全管理工程、安全经济。课程的难点为安全科学中涉及的基本理论。三、课程教学的基本要求.主要以课堂讲授为主，并安排一定的课堂讨论。次课后均布置适当的作业,以加深对基本概念的理解;熟练地运用所学理论进行分析和计算。3,考核方法:期末闭卷考试。平时成绩占ー定比例,平时成绩主要根据平时出勤、听课、完成作业、课堂讨论、提问等各环节进行综合评定。四、建议教材与教学参考书[1]何学秋等,《安全工程学》,中国矿业大学出版社,2000[2I赵云胜等译,《安全科学导论》,中国地质大学出版社，1991[3I曲和鼎等,《安全软科学的理论与应用》,天津科技翻译出版公司,1991WillieHammer,DennisPrice.OccupationalSafetyandEngineering.PrenticeHall,2001Marshal,SafetyEngineering.AmericaSafetyEngineerSociety,1999[6I中国安全科学学报杂志[7]安全与环境学报杂志[8]エ业安全与环保杂志[9I安全杂志[io]エ业安全与除尘杂志[11]现代职业安全杂志第一章安全科学基础第一节安全问题与安全科学发展历程第二节安全科学的哲学基础第三节安全科学定义、性质、对象分类第四节可靠性及事件发生概率计算第五节安全科学的流变一突变规律第一节安全问题与安全科学发展历程一、安全问题在远古的石器时代,人类的安全问题主来自自然灾害,人们一切活动受周围环境控制，处于被动适应地位。跨入农业社会后,人类的安全问题来自自然灾害和人为灾害。在工业时代，人类的安全问题包括以下儿个方面:（一）大气污染问题大气污染主要包括有毒气体污染和粉尘污染。（二）核灾害此类灾害主要是由于核反应堆失控而造成的人员伤亡和动植物灭绝，还有核能所带来的环境灾害不能低估。（三）化学污染问题它污染了空气和水源、侵蚀了土壤、扰乱了大气循环、化学循环和生物循环,使地球患上了“综合不适症”。（五）交通运输事故目前,8名分别来自澳大利亚、美国和英国的科学家就一项《2000年公路安全蓝图》的计划进行研究,估计在未来15年中，全世界将有600万人死于公路交通事故,35000万人因车祸受伤。这远远超过有史以来任何一年战争伤亡人数,或瘟疫死亡人数。这就使安全问题随着人类科学技术和文明程度的提高由战争、传染病转到交通、污染方面了。汽车连环相撞（六）エ业、矿山灾害现代工业是一把“双刃剑”,不仅创造了巨大的财富,而且为人类带来了前所未有的各种灾害。它在很大程度上改变了灾害的原有属性,使许多自然灾害成为人为灾害,使许多危害程度轻的灾害上升为人类无法控制、造成巨大损失的灾难。煤矿开采不但给环境带来了巨大灾害,也给采矿工作者造成了沉重伤害。技术在人类的生产和生活中越来越变的普及化、复杂化和大规模化,使得技术带来的益处与恶果之间的矛盾越来越激烈和尖锐,迫切需要发展一门新的交叉科学ーー安全科学。大连最大的一家建材市场发生严重火灾二、安全科学的发展历程（一）我国安全科学的发展历程我国安全科学的发展大体可分为两个阶段:第一阶段从建国初期到70年代末劳动保护的行政管理和业务监督都得到了较好的发展,设立了专门机构并配备了相当数量的专职人员。第二阶段从?0年代末到现在劳动保护的行政管理和宣传教育工作得到加强。30余所设置安全工程本科专业的学校和20余所设置安全工程专科教育的学校。已形成包括学历教育、继续工程教育、职工安全教育和官员安全教育的完整教学体系。（二）国外安全科学的发展历程起初,资本所有者把损害工人的生命和健康,压低工人的生存条件本身看作不变资本使用上的节约;后来不得不拿出一定资金改善工人的劳动条件;再来发展到系列的安全科学有关的7＞组织和科研机构。到70年代末,安全教育已经在美国发展起来。日本在研究安全方面虽起步较晚,但发展却较快。综上所述,安全科学的发展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。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,这基本属于ー种纯反应式的。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。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,在这ー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。第二节安全科学的哲学基础ー、安全与危险的统ー性与矛盾性（重点）（-）安全的相对性.绝对安全状态不存在.安全标准是相对的.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.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。.统一性：互相依存,共处统一体中存在着向对方转化的趋势二、安全科学的联系观和系统观客观世界普遍联系的观点是唯物辩证法总的特征之一。安全科学欲反映对安全与危险造成影响的因素的内在规律性,必须全面地分析各要素,利用各个学科已取得的成果,对开放的大系统进行分析和综合,找出安全的客观规律和实现途径。在安全领域中,各种安全和危险要素很多,叠加在一起整体影响力会大大增加,所以为了实现系统总体功能向有利的方向发展,我们必须对各要素统筹兼顾,增加安全因子的整体功能,削弱危险因子的整体功能。决不能头痛医头、彼此隔离,那样会大大降低系统的安全功能。三、安全中的质变与量变哲学中的量变与质变,在安全科学中表现为流变与突变。统一性表现在三个方面:.流变与突变的相对性。离开了流变,就无所谓突变;离开了突变,流变也无从谈起。.流变与突变的层次性在不同物质层次上,流变和突变有具体表现形式。低层次的突变,高层次可能属于流变。.流变与突变的相互转化四、安全问题简单性和复杂性,精确性和模糊性（一）简单性和复杂性.简单性:（1）复杂系统可分解成简单要素、单元:（2）复杂系统内外部的联系遵循简单的规律。.复杂性：安全系统中包含无穷多层次的矛盾,形成极为复杂的结构和机制，与外部世界又有多种多样的联系,存在多种相互作用。（二）精确性和模糊性（难点）安全科学的认识,总是从模糊走向精确,模糊和精确是辨证统ー的。模糊性可以说明精确性,适当的模糊反而精确。但是,模糊定性描述的边界太广,将会降低安全程度。在具体情况下,有必要处理好精确性和模糊性的关系。五、安全事件的必然性和偶然性必然性就是客观事物的联系和发展中不可避免,一定如此的趋势。偶然性是在事物发展过程中由于非本质的原因而产生的事件,它在事物的发展过程中可能出现,也可能不出现,可以这样出现,也可以那样出现。比如,具有自燃倾向的煤在富氧和蓄热的条件下必然自燃,但条件的具备带有很大的偶然性,且这种偶然性完全服从于火灾系统内部隐藏的必然性。二者相互联系,相互依赖,在一定条件下相互转化。安全科学在分析认识问题上要做到：. 一切从实际出发.在普遍联系中把握事物的本质.在动态中把握安全规律.矛盾分析法第三节安全科学的定义、性质、对象及分类ー、安全科学的定义正如管理学虽然有!00多年的理论和实践史,但其概念、定义仍不统一一样,安全科学从它诞生的那天起,安全工作者对安全科学的定义各有论述,也不统ー。目前，本质特征内容如下:（1）体现本质安全从本质上达到事物或系统的安全最适化。（2）体现理论性、科学性安全科学不是简单的经验总结或推测,要具有科学的理性,不但要研究实现安全目标的技术方法和手段,而且要研究安全的理论和策略。（3）体现交叉性把相关学科的理论和方法综合起来,形成系统的理论。（4）体现研究对象的全面性安全科学的研究对象包括人类生存和发展中面临的・切负效应。（5）体现人、经济、环境和技术功能最优化。二、安全科学的研究对象（1）安全科学的哲学基础（2）安全科学的基本理论（3）安全工程与技术（4）安全科学的经济规律三、安全科学的学科体系（重点）安全系统是人（men） 技术（Technology）1 环境（Environment）构成的复合系统MET（图!-1）〇7个基本子系统提出的安全命题M（人子系统）:安全心理、安全生理、安全教育E（环境境子系统）:物化环境（劳动卫生环境、防尘、防毒）,理化环境（社会环境、社会伦理）T（技术子系统）:可靠性理论、防火、防爆、机电安全等MT（人机子系统）:人机关系、人机设计ME（人环境子系统）:人环境关系,职业病理,环境标准ET(机环境子系统):环境监测,自动监控MET(人机环子系统):安全系统工程,安全管理工程,安全法学,安全经济学。安全科学技术的体系结构:(1)哲学层次是安全哲学(2)科学层次是安全科学(3)基础科学层次是安全学(4)安全技术科学层次安全学结合不同工程学分支形成的具体技术原理与方法。(5)工程技术层次是安全工程五个层次的知识内容:纵向相互交叉， 互为基础;横向相互联系,协同作用第四节可靠性及基本事件发生概率计算ー、可靠性的基本概念.可靠性研究对象在规定条件下、规定时间内,完成规定功能的能力。.可靠度与不可度可靠度：研究对象在规定条件下,规定的时间内、完成规定功能的概率。记为R。不可靠度：研究对象在规定的条件下和规定时间内丧失规定功能的概率。记为F。可靠度和不可靠度是一完备事件组。有R+F=l或R=l-F假设：N0个研究对象在规定条件下工作到某规定时间有Nfm个研究对象失效。每个单位时间へt内失效的研究对象数为へNfi,则有在tm时间内发生失效的概率为Fm：当△t0时,令f(t)= 贝リf(t)是以t为随机变量的概率密度函数,即失效密度函数。F(t)是概率分布函数，即累积失效分布函数,或不可靠度函数。设在t时间内残存的未失效研究对象数为Ns(t),则R(t)、F(t)和f(t)三者的关系如图1-11所示。(1)故障率研究对象在某时刻t的单位时间内发生故障的概率用下式定义:(2)维修度可维修系统在规定条件下和规定时间内,完成维修的概率。在时间t内完成维修的概率M(t),是停エ时间tD的分布函数1.系统的寿命过程平均无故障时间:正常状态的非修复系统过渡到故障状态的工作时间期望值。MTTF(MeanTimeToFailure)平均故障间隔时间：正常状态的可修复系统过渡到故障状态的工作时间期望值。MTBF(MeanTimeBetweenFailure)设产品寿命x的分布函数和分布密度分别为F(t)=P(xWt),f(t)=dF(t)/dt (t20)在时刻t的可靠度R(t)=P(x>t)=l-F(t)R'(t)=-f(t),dF(t)=dR(t)称随机变量x的数学期望为产品的平均寿命,记为〇,则有例1:设有一产品的寿命x服从指数分布,求平均寿命。解:x服从指数分布，故有R(t)=e-xt,tユ〇其平均寿命二、基本事件发生概率计算基本事件的发生概率主要由设备的故障率和人的失误概率决定。.设备故障率：单位时间内故障发生的概率。对于可修复系统设备的故障率,为实验条件下得到的故障率,k为严重系数,取值为广10。例2：某风门200d需修理一次，每次修理时间8h,则有：MTBF=200(d)=200X24=4800(h)MTTR=8（h）风门故障率为q=8/4808=0.0017对于不可修复系统,设备的单元故障概率为q=l-e-入t=入t式中 t——设备运行时间例3:上例中,若假设风门是一次性报废,风门在正常运转400h后,其故障概率即为:q^XT=l/4800X400=0.08.人的失误率通常,人的失误率在o.oro.ooi之间，可乘一修正系数k（k=l」〇）。第五节安全科学的流变一突变规律ー、流变一突变理论的背景知识“流变”ー词来源于古希腊,意即万物皆流,万物皆变。突变最初是1968年Thom在《结构稳定性和形态发生学》著作中提出的。（一）流变一突变理论的物质观质中不仅包含定性的质,而且包含定量的质物质世界在不断流变中突变。（二）流变一突变理论的时空观一切流变一突变现象离不开空间内物质的相互作用。（三）流变一突变理论的运动观事物的属性是在流变一突变中显示出来流变一突变是…事物向另ー事物转变的流程。二、安全流变一突变的基本特征“安全流变与突变”就是事物在发展过程中安全与危险的矛盾运动过程。（-）矿山灾害.自燃火灾0A段:煤与氧气开始接触氧化AB段:氧化速度减慢,氧化程度加深BD段：氧化速度加快D点:发生自燃火灾C点：人为设置的报警点.冒顶0A段:刚掘出新巷道变形速度递减段AB段:稳定段BD段：围岩压力等条件变化,变形速度加快,发生冒顶.煤与瓦斯突出0A段:损伤减速增加阶段AB段：损伤稳定发展阶段BC段：损伤加速段CD段:灾害发展阶段（二）机械事故0A段:初期零部件跑合磨损段AB段:恒速磨损老化段BC段:与元器件寿命相关的加速磨损老化段（三）社会变革纵轴表示矛盾的激化程度0A段:新秩序建立过程中矛盾逐渐缓和阶段AB段：新秩序建立后矛盾的稳定发展阶段BC段:旧的管理体制阻碍生产カ发展后的矛盾加剧阶段（四）机械事故0A段：初期零部件跑合磨损段AB段：恒速磨损老化段BC段：与元器件寿命相关的加速磨损老化段（五）社会变革纵轴表示矛盾的激化程度0A段:新秩序建立过程中矛盾逐渐缓和阶段AB段:新秩序建立后矛盾的稳定发展阶段BC段：旧的管理体制阻碍生产カ发展后的矛盾加剧阶段（六）安全流变一突变论事物“安全流变与突变”的全过程为：当某一新事物诞生后的初期（0A阶段）,其损伤量随时间呈减速递增,新秩序在此期间逐渐形成和完善。当新秩序发展到成熟阶段时（AB阶段）,完善的新秩序使损伤量匀速缓慢增加。经过ー个稳定增加的时期后,原秩序将再次向无序方向发展,进而使损伤量值开始加速增大（BC段）。任何事物都具有其固有的损伤量承受能力界限,超出此限后,事物将发生安全突变。当原秩序破坏后,事物又开始回归到ー个新的安全状态（0点）。三、安全流变一突变的定义体系.安全:是一个相对的状态概念,是认识主体在某ー限度内受到损伤和威胁的状态。.危险:是一个相对的状态概念,是认识主体受到损伤和威胁超过某ー限度的状态。（1）危险源:是认识主体中产生和强化负效应的核心,是危险能量暴发点。（2）危险场：是危险源对某些受体形成损害的威胁范围,表示伤害的终结域。（3）危险梯度：在危险场中,危险程度的变化率。危及势v：是系统功能残缺或丧失后造成的损害总和。.灾害：指事物原来的秩序发生崩溃的状态。事故:ー种复杂的系统功能丧失现象,其中渗入了多个机体的复杂作用和开放系统的社会艺术作用。.秩序：系统进行物、能、信息等交换过程中的所有运行机制。.安全损伤:事物在内外因的作用下随时间的破坏量。.安全度:事物保持在安全状态的概率值。.安全流变.安全突变.安全外因.安全内因（1）本质构件:是由事物自身本质所决定的具有某种性质或能实现某种特定功能的组件。（2）流变过程：事物在安全场应カ和安全场应变作用下的流变函数边界密度：事物从某ー状态到另一状态变化的极限变量安全势：事物从ー状态向另ー状态转化的能力大小和趋势。第二章安全生理与安全心理第一节安全生理第二节安全心理第三节人的作业疲劳第四节人的不安全行为第・节安全生理ー、人体的感官系统和神经系统（-）人体的感官系统人体接受外界刺激,经传入神经和神经中枢产生感觉的机构。共7种：眼、耳、鼻、舌、肤产生的感觉和运动感、平衡感。.人的视觉特征80%以上信息通过视觉获得,最重要的感觉通道。1）视觉刺激波长在380〜760nm之间,占整个光波波长的1/702）视觉系统眼、视觉传入神经、大脑皮层视区等三部分3）主要特征（1）视角被看对象的两点光线投入眼球时的相交角度（a）（图2-2）（2）视敏度在标准的视觉情景中感知最小的对象与分辨细微差别的能力。影响因素:亮度、对比度、背景反向与物体的运动等。（3）适应性明适应:Imin暗适应:4〜5min完全适应:30min（4）颜色视觉光的能量表现为人对光的亮度感觉;光的波长表现为人对光的颜色感觉。光的不同波长引起不同颜色的感觉。（5）视野静视野:人的眼球不转动的情况下,观看正前方所能看见的空间范围。动视野:眼球自由转动时能看到的空间范围。中央视觉：物像落在视网膜的黄斑中央,获得清晰图象。边缘视觉:对周围景物产生模糊不清的图像。水平面内的视野：两眼视区在左右60。以内的区域;最敏感实カ在标准视线每侧1。的范围内;双眼视区界线为标准视线每侧94〇'104〇〇垂直面内的视野：最大视区为标准视线以上50。和标准视线以下70o,人的自然视线低于标准视线。视距：在380、760mm之间，以560mm为最佳距离。（6）视错觉由于主观因素的影响,感知的结果与事实不符的特殊视知觉。.人的听觉特征听觉的刺激物是声波,人耳能听到的频率范围为20〜20000Hz。（1）听觉绝对阈值引起声音感觉的最小可听声级。1000~4000Hz最灵敏（2）听觉差别阈值人耳对声音的某ー特性（强度、频率）的最小可觉差别（二）人的神经系统.神经元神经元具有接受刺激、传递信息和整合信息的能力。.神经系统的基本结构中枢神经系统由脑和脊髓组成;周围神经系统包括脑神经、脊神经。.脑的机能区二、人的运动系统和供能系统（-）人的运动系统人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统。由骨关节和肌肉组成。骨是运动的杠杆;关节是运动的支点;肌肉是运动的动カ。（二）人的供能系统.能量的产生ATP+H20——ADP+Pi+29.3KJ/mol储存在人体各种细胞中。.能量代谢基础代谢量;维持生命所必须的能量安静代谢量:安静时维持某ー自然姿势的能量作业所增加的代谢量。三种代谢量的关系如图2-1I〇.劳动强度及其划分1）劳动强度作业过程中劳动的繁重和紧张程度静力作业;肌肉等长收缩,易疲劳动力作业;肌肉等张收缩,能耗大2）劳动强度的划分GB3869-83,按劳动强度指数来划分体力劳动强度等级。I=3T+7M式中T——净作业时间比率；M——8小时工作时平均能量代谢率,KJ/min•m2；T和M的计算如下:例如:8小时工作日的平均能耗为3559KJ实际劳动率为T=61%,则:I<15,相当于1级劳动强度。第二节安全心理・心理学基础与原理心理学是研究心理学过程发生、发展的规律性,研究个性心理形成和发展的过程,研究心理过程和个性心理相互关系的科学。（一）心理的实质人的心理是人脑对于客观现实的反映。（二）心理过程.感觉和知觉感觉:人脑对于直接作用于感觉器官的刺激物的个别属性的反映。知觉:人脑对于直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。知觉在感觉的基础上形成,感觉为知觉提供个别材料。.情绪和情感（比较）情绪是与人的生理需要满足与否相联系的心理活动。.注意是心理活动对一定对象的指向和集中。分三种:无意注意:事先没有预定目的,也不需要作意志努力有意注意:有预定目的,需要一定意志努力的注意有意后注意：事先有预定目的,不需要作意志努力的注意。具有高度稳定性.意志是人自觉的确定目的，并根据目的调节支配自身的行动,克服困难,去实现预定目的的心理过程。（-）个性心理.个性倾向性决定人对认识活动的对象的趋向和选择。1）需要是人脑对生理和社会的要求的反映。2）动机指引起个体活动,维持已引起的活动,并促使该活动朝向某ー目标进行的内在作用。3）兴趣指人积极探究某种事物的认识倾向。.个性心理特征1）能力指人们成功地完成某种活动所必需的个性心理特征。制约因素有二:素质;环境、教育、和实践活动。2）性格指一个人的个性。性格由不同的性格特征组成。（1）性格的态度特征（2）性格的理智特征感知方面、记忆方面、想象方面、思维方面（1）性格的情绪特征人在情绪活动时在强度、特定性、持续性和稳定心境等方面表现出来的性格特征。（2）性格的意志特征指人对自己行为的自觉调节方式和水平方面的性格特征,可分为:行为目的明确程度行为自觉控制水平长期工作中表现特征紧急情况下的特征3）气质指个体心理活动的稳定的动カ特征。二安全心理基础研究劳动者在对待和克服生产过程中不安全因素的心理活动规律。第三节人的作业疲劳严重事故发生时间,大部分集中在疲劳期。ー、疲劳的特点与分类.疲劳的特点(1)生理反应(2)心理反应(3)环境因素反应.疲劳的分类1)精神疲劳主要受大脑皮层的活动状态控制。精神疲劳包括智力疲劳、技术性疲劳和心理疲劳。2)肌肉疲劳分为个别器官疲劳和全身性疲劳三、预防疲劳的措施.改进操作方法合理应用体力1)正确选择作业姿势使作业者处于ー种合理的作业姿态,减少能量消耗降低疲劳程度。(1)立姿特点:可动性、灵活性适用:经常改变体位、监视控制装置分散的作业。(2)坐姿特点:身体稳定性好,不易疲劳,易于操作。适用：持续时间较长,精确细致作业。(3)立一坐交替可缓解部分肌肉的紧张状态和疲劳。2)合理设计作业中的用カ方法(1)合理安排施カ方式与负荷,避免静态用カ(2)按生物力学用力(3)利用人体活动特点获得力量和准确性(4)利用动作经济原则降低能耗,保持动作自然、对称和有节奏(5)节约动作能级.合理安排作业体息时间确定体息时间的长短、频率及方式。.避免单调重复的作业(1)使操作内容复杂化(2)交换不同工作内容的作业岗位.环境条件等控制噪声,改善通风等。第四节人的不安全行为绝大多数事故的发生与人的不安全行为有关。ー、不安全行为表现的心理与生理因素分析（一）情绪水平失调一定情绪水平的维持有利于安全行为的顺利完成,过于激动和紧张的情绪会产生人的不安全行为。情绪水平的高低是外界刺激引起的。（-）个性对不安全行为表现的影响有缺陷的个性,如思想保守、容易激动、胆小怕事、大胆冒失、固执己见、自私自利、自由散漫、缺乏自信等,对人的不安全行为有影响。主要表现在以下两个方面:.态度的影响态度是指对人和事的看法在言行中的表现。.动机的影响经济动カ、社会动カ、自我实现动カ、综合动カ。（三）行为的退化（四）人的注意力问题仅靠提醒工作人员注意安全作为搞好安全工作的主要杠杆,是ー个非科学的精神主义安全管理法。.选择的注意新而强的刺激,具有更大的被选择性。.唤醒水平模型.注意的范围在极短的时间内就能处理的刺激量。.注意的持续对任一事物不可能长期持久的注意下去。二、不安全行为的控制和预防（―）建立与维持兴趣.荣誉感.责任感.自尊心.从众性.竞争性.喜牵头.逻辑思考能力.希望得到精神和物质奖励（二）安全教育与培训可增强人的安全素质,确立安全意识、认识和掌握事故发生发展的客观规律性,提高安全操作技能,确保安全生产。.安全知识教育解决应知的安全生产技术知识和安全管理知识。.安全技能教育解决应“会”的问题.安全态度教育是安全教育中最重要的内容。（三）安全监督与检查第三章安全系统工程第一节安全系统工程基础第二节事故的致因理论第三节系统安全分析方法第四节系统安全预测方法第五节系统安全评价第一节安全系统工程基础ー、概念及内容（-）概念安全系统工程就是应用系统工程的原理和方法、分析,评价及消除系统中的各种危险,实现系统安全的一整套管理程序和方法体系。（二）内容1、系统安全分析充分认识系统的危险性。可以分析到不同程度,可以是初步的或详细的,也可以是定性的或定量的。2、系统安全预测3、系统安全评价4、安全管理措施根据评价结果,对照已经确定的安全目标,对系统进行调整,对薄弱环节和危险因素增加有效的安全措施,使系统的安全性达到安全目标所要求的水平。二、发展概况1、二战时,“曼哈顿计划”中使用系统工程方法;2、1957年,哥德和迈克尔合著“系统工程学”•书;3、1962年,BSD第62-41文“发展空军弹道导弹的系统安全工程”；4、1965年,西雅图召开安全系统工程学术讨论会;5、1977年,MIL-STD-882A,成为所有系统安全程序都须遵守的标准；6、1982年,我国劳动部召开安全系统工程座谈会。第二节事故的致因理论ー、エ伤事故1、定义企业的职エ为了生产和工作,在生产时间和生产活动区域内,由于受生产过程中存在的危险因素的影响,或虽然不在生产和工作岗位上,但由于企业的环境、设备或劳动条件等不良，致使身体受到伤害,暂时地或长期地丧失劳动能力的事故。2、构成要素三项要素;伤害部位、伤害种类、和伤害程度。3、类别20类4、主要影响因素（1）人的原因（2）物的原因（3）管理的原因（4）环境的原因5、发展阶段（1）孕育阶段事故处于无形阶段,人们可以感觉到它的存在,不能指出具体形式。（2）生长阶段基础原因——管理缺陷——发生不安全状态、行为隐患（3）损失阶段生产中的危险因素被偶然事件触发而发生事故。二、事故模式理论事故模式理论是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象,说明事故的发生,发展过程和后果的理论。（一）事故因果类型1、连锁型ー个因素促成下一个因素发生，下ー个因素又促成再下ー个因素发生,彼此互为因果，互相连锁导致事故发生,见图3-1。2、多因致果型多种各自独立的原因在同一时间共同导致事故的发生,见图3-2。3、复合型某些因素连锁、某些因素集中,互相交叉,复合造成事故。（二）多米诺骨牌理论事故的发生有如五块平行摆放的骨牌，第一块倒下后引起后面的牌连锁式地倒下,见图3-3。五块牌依次是:M——人体本身P—按人的意志进行的动作,人为过失H——危险D——事故A伤害（三）系统理论系统理论把人、机械和环境作为ー个系统,研究人、机械、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。具有代表性的是瑟利模型。四）轨迹交叉论基本思想:当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展过程中,在一定时间发生了接触（交叉）,能量逆流于人体时，伤害事故就会发生。事故模型见图3-5〇三)事故原因分析人、物、环境的因素是造成事故发生的直接原因;管理是造成事故发生的间接原因,但却是本质原因。第三节系统安全分析方法系统安全分析是安全系统工程的核心内容,是安全评价的基础。ー、安全检查表法(Checklist)是ー种使用普遍、方法简单、效果明显的分析方法。 制订安全检查表,依据此表实施安全检查和诊断。 核心是检查表的编制和实施。二、事件树分析(ETA)•种时序逻辑的事故分析方法。按照事故的发展顺序,分成阶段,一步一步地分析,每•步都从成功和失败两种可能后果考虑,直到最终结果为止。所分析的情况用树枝图表示。三、事故树分析(FTA)它是从ー个可能的事故开始ー层ー层地逐步寻找引起事故的触发事件、直接原因和间接原因,并分析这些事故原因之间的相互逻辑关系,用逻辑图把这些原因以及它们的逻辑关系表示出来。是重要分析方法,也称故障树分析(FaultTreeAnalysis)o通过定性分析,确定导致事故发生的最小割集和最小径集,以及基本事件的结构重要度。通过定量分析，可以确定顶上事件的发生概率,以及基本事件的概率重要度和临界重要度。四、预先危险性分析(PreliminaryHazardAnalysis,PHA)在ー个系统或子系统设计、施工、生产之前，对系统存在的危险类别、出现条件及可能造成的结果,进行宏观概略分析。五、故障类型影响和致命度分析(FMEA)采取系统分割的概念，根据实际需要分析的水平,把系统分割成子系统或进・步分割成元件。然后逐个分析元件可能发生的故障和故障呈现的状态，进ー步分析故障类型对子系统以至整个系统产生的影响,最后采取措施解决。第四节系统安全预测方法ー、概述根据历史资料,对安全生产发展的趋势或可能的

结果进行事先的推测和估计。1、按预测对象范围划分(1)宏观预测整个行业、一个省区,ー个局(2)微观预测ー个厂的生产系统或子系统2、按预测时间划分(1)长(远)期预测五年以上(2)中期预测一年以上五年以下(3)短期预测一年以内二、回归分析预测法是ー种从事物变化的因果关系出发的预测方法。基本方程式:y=a+bx式中y 因变量x——自变量a,b 回归系数例:P108P110二、灰色预测法邓聚龙教授提出的ー种新的系统理论灰色系统预测是从灰色系统的建模、关联度及残差辨识的思想出发,所获得的预测方法。厂矿企业预测事故,一般选用GM(1,1)模型,是ー阶的ー个变量的微分方程模型。1、灰色预测建模方法设原始离散数据序列对其进行一次累加生成处理以生成序列建立灰色生成模型称为ー阶灰色微分方程,记为GM(1,1),式中a,U为待辨识参数。设参数向量 和则由下式求得最小二乘解:时间响应方程式离散响应方程式中将 计算值累减还原,即得到原始数据的估计值。.预测模型的后验差检验记〇阶残差为:,i=l,2,式中是通过预测模型得到的预测值残差均值残差方差原始数据均值后验差比值C：小误差概率P:.灰色预测举例P113-114三、马尔柯夫预测若事物未来发展及演变仅受当时状况的影响,即具有马尔柯夫性质。初始状态向量为:状态转移概率矩阵为即有10くPijく1一次转移向量s(l)为s(l)=s(0)P二次转移向量s(2)为s(2)=s(l)P=s(0)P2类似地s(k+1)=s(0)P(k+l).举例P115第五节系统安全评价灰色综合评价的实质是利用灰色关联度作为测度的ー种综合评价法。、理论依据1、灰色关联指事物之间的不确定关联,或系统因子之间,因子对主行为之间的不确定关联。2、关联系数设有n+1个因素,随时刻t=l,2,……m所取的数值列如下:xO={xO(l),xO(2), , xO(m)}xl={xl(1),xl(2), , xl(m)}xn={xn(1),xn(2), ,xn(m)}指定xO作为参考数列,其余数列xl,xl,••,xn为比较数列。给定的n+1个因素的数列经过无量纲化处理,记为其中,为参考数列,(i=l,2,…,n)为比较数列。定义xi与xO在t时刻的关联系数为式中;—为分辨系数,一般取，=0.53.关联度比较数列xi与参考数列xO的关联度二、灰色综合评价模型.评价模型R=AXL式中 R——n个对象的综合评价结果矩阵,R=[rl,r2,•••,rn],其中ri表示第i个对象的综合评价结果。A——m个评价指标的权重分配矩阵,A=[al,a2,•••,an],其中ak表示第k个评价指标的权重,L—各指标的评价矩阵,而且式中,为第i个对象第k个指标与第k个最优指标的关联系数。.计算步骤确定最优指标集为v*,则其中,为第k个指标在诸对象中的最优值。构造矩阵:式中,——第i个评价对象中第k个指标的原始值。由于评价指标相互之间具有不同的量纲和数量级,需对原始指标值进行无量纲化处理（1）计算综合评价结果设经无量纲化处理后的原始数据为〇最优指标集为｛E*｝,〇以｛E*｝作为参考数列,将作为比较数据列,则可求得第i个评判对象与第k个最优指标的关联系数 ,则综合评价结果矩阵R=AXL可用关联度表达为:根据关联度ri的数值,可排出各评判对象的优劣次序。当被评判对象各指标间分为不同层次时,需采用多层次综合评价模型,其框图如图3-22所示。第四章安全控制工程第一节控制论理论基础第二节安全控制工程理论第三节安全控制的实现第・节控制论理论基础ー、控制论的基本概念二、系统的状态空间模型ー、控制论的基本概念(")控制论的定义与发展过程控制论是研究系统的调节与控制的一般规律性的科学。1948年,美国数学家、生物学家诺伯特・维纳专著《控制论,或关于动物和机器中控制和通讯的科学》控制论的发展阶段3＞经典控制论:4〇〜50年代(2)现代控制理论:5〇〜70年代(3)大系统理论:70年代以来(二)控制论的研究对象控制论是以各种系统作为其研究对象的。任何ー个系统都是在一定的外部环境下存在和发展的,系统与外部环境之间有着信息、能量和物质的交换,系统要对这些信息、能量和物质进行转换和加工。(三)调节与控制的概念.调节及其方式调节:对耦合运行的系统从数量上或程度上进行调整,使之适合既定目标的要求。调节的主要方式有:(1)平衡偏差的调节方式根据系统的实际输出值与所需的标准水平的偏差进行调节。(2)补偿干扰的调节方式在调节系统受到干扰影响时,通过原设计补偿系统的补偿作用,减轻或消除有损于系统耦合运行的干扰。(3)排除干扰的调节方式采用一定的装置来排除外界对调节系统的影响。(4)复合调节方式上述二种或三种方式的组合。吸取各调节方式的优点。2、控制及其方式1）捽制的概念指在各种耦合运行的系统中,通过采取一定的手段,保持系统状态平衡或不超出标准范围,实现系统行为的预期目的。控制系统由被控系统和控制器两大部分组成。控制的目标有两种:①恒值调节:在发生振动时使系统状态恢复到给定值,如恒温调节;②随动控制:使系统状态跟随某个变化着的目标,如导弹控制。2）控制的基本方式（1）开环控制系统的输入不受系统输出的影响,而是按预先确定的规律进行控制,如图4-2。（2）闭环控制系统的输入受系统输出的影响,通过对输出取样消除被控制量与给定目标间的偏差。（3）程序控制在已知系统的状态变量和控制变量的前提下,预先确定出控制变量的时间序列,保证系统状态的时间序列沿既定步骤运行。（4）跟踪控制雷达跟踪飞机（5）最优控制使系统状态满足控制目标,使某些性能指标取得最优。（6）自适应控制自动适应环境干扰和系统结构变化,主动调整其自身结构和行为参数。（四）控制论的研究方法1、信息方法从信息及其变换过程方面来研究控制系统的功能,探寻控制的最佳途径。2、“黑箱”辨识方法通过外部观测、主动试验,分析“黑箱”的输入和输出关系及其动态转换过程,据此掌握“黑箱”的运动特征和功能结构。3、功能模拟方法对系统原型的功能进行描述的模拟,展现出与系统原型行为相似的行为,揭示系统原型内在特点和属性。（五）主要研究内容（1）控制系统的模型（2）控制系统的性质（3）控制系统的设计（4）系统控制规律的求解（5）系统状态估计（6）系统辨识（六）控制论的重要作用（1）对自然科学和社会科学研究具有普遍方法论的意义（2）在促进人类社会进步和经济发展方面有重要作用（3）有助于提高制定政策的科学性、准确性和有效性（4）提高企业生产管理和经营水平二、系统的状态空间模型1、状态状态是系统在特定时刻的运行状况的总称。在任意时刻,系统的状态用状态变量xi,i=l,2,n来刻划状态变量可以写成n维列向量,x=(xl,x2,…xn)T,称状态向量系统在某ー初始时刻to的状态与从tO时刻后系统所受作用ー起决定系统在未来某ー时刻tl的状态.系统的状态方程.系统的输出方程.系统的状态空间表达式第二节安全控制工程理论ー、基本概念二、安全系统的控制方式ー、基本概念(-)安全控制工程的定义 安全控制工程是应用控制论的一般原理和方法研究安全控制系统的调节与控制规律的ー门学科。 安全控制系统由各种相互制约和影响的安全要素所组成的,具有一定安全特征和功能的安全整体。安全要素包括:1.安全物质:工具设备、能源、危险物质、人员、资金等。2.安全信息:政策、法规、指令、情报等。安全控制系统的特点:1.具有一般技术系统的全部特征2.是其他生产、社会、经济系统的保障系统3.包括人这一最活跃的因素4.受到的随机干扰非常显著,研究更复杂。(二)安全控制系统的分类1•宏观安全控制系统指各级行政主管部门,以国家法律、法规为依据,应用安全监察、检査、经济调控等手段,实现整个社会、部门或企业的安全生产目标的全部活动。被控系统：各种生产、经营系统控制器：各级安全监察管理部门2.微观安全控制系统被控系统：具体的生产和经营活动反馈手段：安全状态检测控制器：安全技术和安全管理二、安全系统的控制方式(一)安全系统的控制特性1.状态的触发性和不可逆性系统的状态常表现为由无事故时。至事故时1的突然跃变。系统从〇变到1后,状态是不可逆的2.随机性事故的发生具有极大的偶然性。3.自组织性在系统状态发生异常情况时,无须外部指令,管理机构和各子系统自行采取措施,以控制危险的能力。（二）安全系统的控制原则.首选前馈控制方式。对系统的输入进行检测,以消除有害输入或针对不同情况采取相应的控制措施,以保证系统的安全。工作人员的选拔、培训、添置新的安全装备等。.合理使用各种反馈控制方式（1）局部状态反馈对各种状态信息实时检测（2）事故后反馈（3）负反馈控制 合理、适度使用 对缺点错误批评、惩罚（4）正反馈控制对安全上表现好的职工或部门表扬、奖励.建立多级递阶控制体系 提高下属层次的自组织能力,使之具有较高的控制能力。.力争实现闭环控制第三节安全控制的实现一.促进安全管理现代化二、安全控制的基本策略--促进安全管理现代化（-）建立符合安全控制工程原则的管理体系1.安全管理机构的设置应采用多层次的递阶控制结构2.实行全过程安全控制 将安全控制贯穿于系统生命周期的各个阶段（二）建立完善的安全信息系统建立安全信息网络建立危险源结构信息库和动态信息库重视人为失误和管理失误方面信息积累二、安全控制的基本策略几点结论:（1）系统不安全状态是系统内在结构、系统输入、环境干扰等因素综合作用结果;（2）系统的可控性是系统的固有特性（3）在系统安全可控的前提下,采取适当的控制措施,可使系统控制在安全状态（4）安全控制系统中人是最重要的因素基本策略:（・ワ建立本质安全型系统指系统的内在结构上具有不易发生事故,且能承受人为操作失误,部件失效的影响,在事故发生后具有自我保护能力的系统。（二）消除人的不安全因素（1）对特殊岗位工作人员职业适应性测评（2）加强安全教育与训练。（3）充分发挥安全信息的作用第四章安全控制工程第一节控制论理论基础第二节安全控制工程理论第三节安全控制的实现第一节控制论理论基础ー、控制论的基本概念二、系统的状态空间模型ー、控制论的基本概念（-）控制论的定义与发展过程控制论是研究系统的调节与控制的一般规律性的科学。1948年,美国数学家、生物学家诺伯特・维纳专著《控制论,或关于动物和机器中控制和通讯的科学》控制论的发展阶段（1）经典控制论:40~50年代（2）现代控制理论:50~70年代（3）大系统理论:70年代以来（二）控制论的研究对象控制论是以各种系统作为其研究对象的。任何ー个系统都是在一定的外部环境下存在和发展的,系统与外部环境之间有着信息、能量和物质的交换,系统要对这些信息、能量和物质进行转换和加工。（三）调节与控制的概念1.调节及其方式调节:对耦合运行的系统从数量上或程度上进行调整,使之适合既定目标的要求。调节的主要方式有:（1）平衡偏差的调节方式根据系统的实际输出值与所需的标准水平的偏差进行调节。（2）补偿干扰的调节方式在调节系统受到干扰影响时,通过原设计补偿系统的补偿作用，减轻或消除有损于系统耦合运行的干扰。（3）排除干扰的调节方式采用一定的装置来排除外界对调节系统的影响。（4）复合调节方式上述二种或三种方式的组合。吸取各调节方式的优点。2、控制及其方式1）控制的概念指在各种耦合运行的系统中,通过采取一定的手段,保持系统状态平衡或不超出标准范围,实现系统行为的预期目的。控制系统由被控系统和控制器两大部分组成。控制的目标有两种:①恒值调节:在发生振动时使系统状态恢复到给定值,如恒温调节;②随动控制：使系统状态跟随某个变化着的目标,如导弹控制。2）控制的基本方式（1）开环控制系统的输入不受系统输出的影响,而是按预先确定的规律进行控制，如图4-2。（2）闭环控制系统的输入受系统输出的影响,通过对输出取样消除被控制量与给定目标间的偏差。（3）程序控制在已知系统的状态变量和控制变量的前提下，预先确定出控制变量的时间序列,保证系统状态的时间序列沿既定步骤运行。（4）跟踪控制雷达跟踪飞机（5）最优控制使系统状态满足控制目标,使某些性能指标取得最优。（6）自适应控制自动适应环境干扰和系统结构变化，主动调整其自身结构和行为参数。（四）控制论的研究方法1、信息方法从信息及其变换过程方面来研究控制系统的功能,探寻控制的最佳途径。2、“黑箱”辨识方法通过外部观测、主动试验,分析“黑箱”的输入和输出关系及其动态转换过程，据此掌握“黑箱”的运动特征和功能结构。3、功能模拟方法对系统原型的功能进行描述的模拟,展现出与系统原型行为相似的行为，揭示系统原型内在特点和属性。（五）主要研究内容（1）控制系统的模型（2）控制系统的性质（3）控制系统的设计（4）系统控制规律的求解（5）系统状态估计（6）系统辨识（六）控制论的重要作用（1）对自然科学和社会科学研究具有普遍方法论的意义（2）在促进人类社会进步和经济发展方面有重要作用（3）有助于提高制定政策的科学性、准确性和有效性（4）提高企业生产管理和经营水平二、系统的状态空间模型1、状态状态是系统在特定时刻的运行状况的总称。在任意时刻,系统的状态用状态变量xi,i=l,2,n来刻划状态变量可以写成n维列向量,x=（xl,x2,-xn）T,称状态向量系统在某ー初始时刻tO的状态与从tO时刻后系统所受作用ー起决定系统在未来某ー时刻tl的状态.系统的状态方程.系统的输出方程.系统的状态空间表达式第二节安全控制工程理论ー、基本概念二、安全系统的控制方式ー、基本概念（-）安全控制工程的定义 安全控制工程是应用控制论的ー一般原理和方法研究安全控制系统的调节与控制规律的ー门学科。 安全控制系统由各种相互制约和影响的安全要素所组成的，具有一定安全特征和功能的安全整体。安全要素包括:1.安全物质:工具设备、能源、危险物质、人员、资金等。2.安全信息:政策、法规、指令、情报等。安全控制系统的特点:1.具有一般技术系统的全部特征2.是其他生产、社会、经济系统的保障系统3.包括人这ー最活跃的因素4.受到的随机干扰非常显著,研究更复杂。（二）安全控制系统的分类1•宏观安全控制系统指各级行政主管部门,以国家法律、法规为依据,应用安全监察、检查、经济调控等手段,实现整个社会、部门或企业的安全生产目标的全部活动。被控系统:各种生产、经营系统控制器:各级安全监察管理部门2.微观安全控制系统被控系统:具体的生产和经营活动反馈手段:安全状态检测控制器：安全技术和安全管理二、安全系统的控制方式（一）安全系统的控制特性1.状态的触发性和不可逆性系统的状态常表现为由无事故时〇至事故时1的突然跃变。系统从〇变到1后,状态是不可逆的2.随机性事故的发生具有极大的偶然性。3.自组织性在系统状态发生异常情况时,无须外部指令,管理机构和各子系统自行采取措施,以控制危险的能力。（二）安全系统的控制原则.首选前馈控制方式。 对系统的输入进行检测,以消除有害输入或针对不同情况采取相应的控制措施,以保证系统的安全。 工作人员的选拔、培训、添置新的安全装备等。.合理使用各种反馈控制方式（1）局部状态反馈对各种状态信息实时检测（2）事故后反馈（3）负反馈控制 合理、适度使用 对缺点错误批评、惩罚（4）正反馈控制对安全上表现好的职工或部门表扬、奖励.建立多级递阶控制体系 提高下属层次的自组织能力,使之具有较高的控制能力。.力争实现闭环控制第三节安全控制的实现一.促进安全管理现代化二、安全控制的基本策略一.促进安全管理现代化（-）建立符合安全控制工程原则的管理体系1.安全管理机构的设置应采用多层次的递阶控制结构2.实行全过程安全控制 将安全控制贯穿于系统生命周期的各个阶段（二）建立完善的安全信息系统建立安全信息网络建立危险源结构信息库和动态信息库重视人为失误和管理失误方面信息积累二、安全控制的基本策略儿点结论:（1）系统不安全状态是系统内在结构、系统输入、环境干扰等因素综合作用结果;（2）系统的可控性是系统的固有特性（3）在系统安全可控的前提下,采取适当的控制措施,可使系统控制在安全状态（4）安全控制系统中人是最重耍的因素基本策略:（"）建立本质安全型系统指系统的内在结构上具有不易发生事故,且能承受人为操作失误,部件失效的影响,在事故发生后具有自我保护能力的系统。（二）消除人的不安全因素（1）对特殊岗位工作人员职业适应性测评（2）加强安全教育与训练。（3）充分发挥安全信息的作用第五章安全人机环境工程第一节 安全人机环境工程基础第二节人机环境系统中的主体因素第三节人机环境系统第四节人机环境系统安全性分析第一节安全人机环境工程基础ー、形成和发展二、基本概念和研究内容三、基础理论与研究方法一、形成和发展1萌芽阶段:人类最初使用简单工具进行劳动时期;2形成阶段：更新型、更复杂、更精密的高性能设备的产生阶段;3发展阶段:电子计算机技术的迅速发展促进了人机环境工程学科的形成。二、基本概念和研究内容1、基本概念研究人机环境系统的安全本质,并使三者在安全上达到最佳匹配,以确保系统高效、经济运行的ー门科学。2、研究内容1）人的安全特性研究2）机的安全特性研究3）环境的安全特性研究4）人机环境系统安全特性的研究三、基础理论与研究方法1、基础理论）系统论）控制论）模型论）信息论、研究方法）实测法）实验模拟法）定性、定量分析法第二节人机环境系统中的主体因素ー、工程人体测量二、人对信息的接收、处理和输出ー、工程人体测量1、人体的静态尺寸概念:2、人的动态测量参数:二、人对信息接收、处理和输出1）人的信息接收2）人对信息的中枢加工3）人的信息输出4）影响人传递信息能力的主要因素第三节人机环境系统、人机环境系统的整体设计二、人机环境系统中的环境因素ー、人机环境系统的整体设计1、人机系统的类型:1）闭环和开环人机系统:闭环人机系统:就是反馈控制人机系统,它有一个封闭的回路结构;开环人机系统:系统的输出对控制作用没有影响。2）手工操作与自动化系统:手工操作系统、半自动化系统、自动化系统;2、人机环境系统的整体设计:设计步骤:）人机环境系统分析:系统整体的必要条件、系统的外部环境、系统的内部环境、系统组成、组成系统各要素的机能特性和限制条件、人和机器的协调和有机结合关系、要素的决定和选择评价方法;2）人机环境系统的设计程序：人机环境系统的预备设计、人机界面的设计、作业辅助设计和系统的综合与评价。二、人机环境系统中的环境因素1、作业环境区域划分：最舒适区：各项指标最佳,使人在劳动过程中感到满意;舒适区:在正常条件下,环境的各项指标符合要求,使人能够接受,且不会感到刺激和疲劳不舒适区：作业环境的某种指标偏离了舒适指标的正常值,较长时间处于此环境下,会使人疲劳或影响功效，甚至会损害操作者的健康,造成职业病。不能忍受区:在这种环境工作,若无相应的保护措施,人将难以生存。2、微气候:作业场所内的空气温度、湿度、流速及各种物体辐射热等因素共同作用形成的微小环境气候。3、照明环境：适宜的照度均匀的亮度避免眩光第四节人机环境系统安全性分析ー、人机系统的链式分析法1、链的概念:人与机器、仪表等的相互关联的关系。链的分类:联系链、作业反应链;视觉链、听觉链、操作链、行走链等。2、联系链分析评价与步骤1）作操作者和上班分布图2）定各联系链的重要度和出现频率3）计算联系3、作图分析法:（1）工作场所的布置和工序的安排,应使操作者距操纵装置距离最短,且符合生产エ序要求;（2）操作人员与操纵装置的路线尽可能不交叉,以免在操作过程中互相干扰、碰撞;（3）操作人员之间的距离应按键值大小,由近而远安排,操作者和多个机具之间也按同一原则布置:（4）作业空间的大小,应符合安全空间的要求,危险作业区和危险作业应加以隔离。二、人机系统的危区、危时分析法危区:能量源的危害作用所能到达的空间范围。危时:人机系统中能量源转移或施加于人体的到达时间。人区：人在人机系统的操作者或系统内其他人员的肢体在活动过程中达到的某ー空间范围。人时:人在人机系统的某ー规定空间内活动所需的时间。第六章安全管理工程第一节安全管理概述第二节安全管理的基本原则第三节安全目标管理第一节安全管理概述一、安全管理的定义管理者对安全生产进行的计划、组织、指挥、协调和控制的一系列活动,以保护职エ在生产过程中的安全与健康,保护国家和集体的财产不受损失，促进企业改善管理,提高效益,保障事业的顺利发展。二、安全管理的意义和作用a防止伤亡事故和职业危害的根本对策b贯彻落实’‘安全第一，预防为主”方针的基本保证c安全技术和劳动卫生措施要靠有效的安全管理,才能发挥应有的作用d在技术、经济力量薄弱的情况下,为了实现安全生产,更加需要突出安全管理的作用e有助于改进企业管理,全面推进企业各方面工作的进步,促进经济效益的提高三、安全管理的发展过程1）建立和发展阶段:）停顿和倒退阶段:）恢复和提高阶段:四、安全管理的地位和性质1、安全管理的性质:长期性科学性层次性预防性专业性群众性2、安全管理的地位）安全管理和经营决策的关系：决策和执行的关系,安全起保证作用,处于执行性的地位;）安全管理和生产管理的关系：相互依存和配合的关系;）安全管理同其他管理的关系：五、安全管理主要内容和任务1、安全管理的主要任务:1）安全第一,重在预防;2）安全生产,人人有责;3）安全生产需要各项专业管理保证;4）必须实行厂长经理负责制;5）重视科学技术,讲求经济效益;6）实行科学管理;2、安全管理的主要内容:1）管理体制及基础工作）生产（建设）过程中的动态安全；）信息、预测和监督;）安全管理要逐步实现法制化、标准化、规范化和系统化。第二节安全管理的基本原则ー、管理方法的基本着眼点1、掌握事故发生的状况,是管理上的先决条件；2、要正确判断所掌握的事故状况及动向与安全管理的目标或指标有多大程度的偏差3、根据事故统计资料了解事故的倾向,对制定措施是必不可少的；4、采取有效的安全措施时,要激发全体工作人员在实践中贯彻的愿望,得到他们的支持；5、当有重点的采取各项管理方法时,要不断弄清它所产生的结果或取得的效果；6、在采取措施的过程中,当发现了阻碍达到目标的因素时,一定要反馈,以便对原来的措施加以补充修改,消除这种阻碍要素；7、对效果不显著的措施,要及时吸收反馈并采取合适的新措施。二、安全管理的基本原理1、系统原理为了达到现代化管理的优化目标,就必须运用系统理论,对管理进行系统分析2、整分合原理 现代高效率的管理必须在整体规划下明确分エ,在分エ基础上进行有效地综合；3、反馈原理: 现代高效率的管理,必须有灵敏、正确、有力的反馈;4、封闭原理:任何一个系统的管理手段、管理过程等必须构成一个连续封闭的回路,才能形成有效的管理运动,这就是封闭管理;5、弹性原理:管理是在系统外部环境和内部条件千变万化的形势下进行的,管理必须要有很强的适应性和灵活性,才能有效地实现动态管理;6、人本原理:管理以人为主体,以调动人的积极性为根本,这就是人本原理。7、能级原理:ー个稳定而高效的管理系统必须是有若干分别具有不同能级的不同层次有规律地组合而成的能级结构;〇8.动カ原理:管理必须有强大的动カ,而且要正确地运用动カ,才能使管理运动持续有效地进行下去;9.激励原理：以科学的手段激发人的内在潜カ,充分发挥出积极性和创造性。第二节安全法规管理ー、安全法规的・般原理1、安全法规的本质(1)劳动者意志的体现;(2)社会关系的调整器;(3)建立在一定的经济基础之上;2安全法规的特征(1)一种特殊的社会规范(2)由国家制定或认可(3)由国家强制カ保证实施3安全法规的法律关系;(1)主体:安全法规的法律关系的参加者(2)客体:安全法规的法律关系主体的权利和义务所指的对象（3）内容:安全法规的法律关系主体所享受的权利和应尽的义务4、安全法规的作用:）安全法规的规范作用:指引作用、预测作用、评价教育作用和强制作用;）安全法规的社会作用:有效地保护生产カ促进经济建设二、安全法规的主要内容1、安全法规的立法:1）国家和政府对劳动保护和安全生产的基本方针、政策和原则;2）各有关部门直到厂矿企业领导和职エ对劳动保护和安全生产所应有的责任、权利和利益;3）安全技术、エ业卫生和其他有关劳动保护和安全技术要求;4）新建、扩建厂矿企业和安全装备的经费、渠道和筹款；5）职エ进行安全技术培训的要求、标准和考核制度；6）エ伤事故的调査、分析和统计呈报程序以及エ伤事故的诊断标准；7）对违反劳动保护和安全法规发生事故的处理程序和处罚规定；8）厂矿企业中安全管理机构的设置、管理和人员的配置及其纵横关系；9）厂矿企业接受上级安全监察部门检查的有关规定；2、安全监察:1）确定国家的安全监察执法机构2）明确安全监察性质国家监督、外部监督、法律监督和专业监督3）安全监察的任务监督劳动保护和安全法规的贯彻执行,保护劳动者在生产过程中的安全、健康、保护国家和社会财产、促进企业的生产发展三、安全生产及基本要求1、事故的危害:1）造成严重伤亡2）巨大的经济损失3）造成不良的社会影响2、安全生产的基本要求:1）企业必须有按照国家的法令和规定进行建设,并取得主管部门颁发的生产许可证2）尽量采用先进技术实现机械化、自动化3）选用符合安全生产要求的设备4）创造良好的工作环境5）有严密的管理制度和切实可行的岗位责任制、安全操作规程6）工人上岗前经过良好的教育和技术培训7）在事故发生时有报警设备、消防设备以及充分的防护抢救设备8）有良好的通讯联络及交通エ具9）有从上到下安全工作重视的良好风气和责任感第三节 安全目标管理1概念在一定的时期内,根据〇〉企业经营管理的总目标,从上到下地确定安全工作目标,并为达到这一目标制定一系列对策措施,开展一系列的组织、协调、指导、激励和控制目标。ー、概述2基本内容：（1）制定安全管理的总目标;（2）制定达到目标的对策、措施;（3）开展一系列组织、协调、指导、激励、控制活动。3安全目标管理的实质：（1）安全目标管理是重视人,激励人,充分调动人的主观能动性的管理（2）安全目标管理是系统的、动态的管理4、安全目标管理的意义：（1）有利于从根本上调动各级领导和广大职エ搞好安全生产的积极性;（2）有利于贯彻落实安全生产责任制;（3）有利于改善职エ的素质,提高企业安全管理的水平；（4）能带动安全管理工作的全面展开,有利于…切现代安全管理方法推广和应用。5、安全目标管理实施的程序安全目标的制定和展开安全目标的实施和成果的考核评价二、安全目标的制定1、目标内容:1）企业安全目标方针:2）总体目标:目标方针的具体化,有若干目标项目所组成。目标项目:各类エ伤事故指标、エ伤事故造成的经济损失指标、尘、毒、噪声等职业危害作业点合格率、日常安全管理工作指标;2、制定安全目标的程序:1）对企业安全状况的调查分析评价2）确定目标3）制定对策措施三、目标的展开1）上级在制定总安全目标时要发扬民主,在征求下级意见并充分协商后オ正式确定；2）上级宣布企业安全目标和保证对策措施，并向下ー级分解,提出明确要求；3）按照同样的方法和原则将目标逐渐展开，纵向到底，横向到边,不应有哪个部门和个人被遗漏；4）目标展开要紧密结合落实安全生产责任制，在目标展开的同时要逐级签订安全生产责任状,把目标内容纳入其中,确保目标责任的落实。四、安全目标的实施1、权限下放、自我管理、自我控制2、监督检查3、信息交流五、目标成果的考评1、目标考评的原则:1）自我评价与上级评定相结合2）重视成果与综合评价相结合2、目标考评的方法:利用打分法1）确定各项目得分比重2）给各目标项目打分3）综合评定3、奖惩和总结4、在成果考评中应注意的事项1）建立好评价组织;2）要在民主协商的基础上,预先制定好考核细则、评价标准、奖惩办法。第七章安全经济学第一节安全经济基本理论第二节安全经济统计第三节安全价值工程分析方法第四节安全投资理论与技术第五节事故经济损失估算第一节安全经济基本理论ー、基本概念二、安全的基本属性三、安全功能分析四、安全效益规律分析五、安全利益规律分析六、安全经济投入优化ー、基本概念经济:就是遵循一定经济原则在任何情况下力求以最小耗费取得最大效益的…切活动。效率:指生产要素的投入与产品的质量和数量之比,即劳动消耗与成果之比。经济效率：指经济系统输出的经济能量和经济物质与输入的经济能量和经济物质之比较。效益:通常指经济效益,它泛指事物对社会产生的效果及利益。效果:指劳动或活动实际产出与期望或应有产出的比较。效用:是指消费者从商品或劳务的使用中所获得的满足程度。边际效用：是某种物品消费量增加1单位所引起的总效用的变化量。机会成本：是做出ー项决策时所放弃的其它可供选择的最好用途。经济学:是研究生产消耗以及完成生产消费交换与分配形式和条件的科学。安全：消除能导致人员伤害、疾病或死亡,能引起设备或财产的破坏和损失,能危害环境的条件。安全成本:是指实现安全所消耗的人力、物力和财カ的总和。二、安全的基本属性.安全的不确定性事故具有意外性。.安全的相对性 免除风险的相对状态和程度。.安全的极向性 安全科学的研究对象是零无穷大事件 安全性与危害性具有互补关系以最小的投入获得最大的安全.安全实现的有限性 避免事故或危害的有限性.安全是公共产品，特殊商品政府、社会或者企业是主要生产者人们要进行生产供给和消费的.安全的人本性 安全事故致因和事故损伤对象三、安全功能分析第一一种功能称为拾遗补缺损失函数L(数表示L(S)=Lexp(l/S)+L0第二种功能称为本质增益增值函数1(数表示I(S)=1exp(-i/S)安全功能函数F(S)F(S)=I(S)+[-L(S)]四、安全效益规律分析安全成本函数C(S)C(S)=Cexp[c/(l-S)]+CO安全效益函数E(S)E(S)=F(S)-C(S)五、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I、微利期II、持续强利期m、利益萎缩期w、无利期v六、安全经济投入优化.安全经济消耗最低.安全经济效益最大.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ー第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第二节安全经济统计ー、安全经济统计的对象和方法二、安全经济统计指标体系三、安全经济指标的定义一、安全经济统计对象和方法安全经济统计是认识安全状况（安全性、事故损失水平、安全效益等）及安全系统条件（安全成本、安全投资、安全劳动等）,对设计和调整安全系统、指导和控制安全活动提供依据的重要技术环节。（-）安全经济统计的对象（1）以横断面的统计资料,反映同一时间的安全经济现象总体的规模和结构分布情况。（2）以时间序列的统计资料反映同一安全现象总体在不同时间的发展速度和变动趋势。（3）以统计资料对比反映安全经济现象之间的联系或问题。（4）以历史的和现状的安全经济统计资料来预测安全经济现象在未来可能达到的规模和水平（二）安全经济统计的方法1、安全经济统计的基本环节一般可有如下几个环节。（1）安全经济统计任务的确定（2）安全经济统计设计（3）统计资料搜集（4）安全经济统计资料整理(5)安全经济统计资料分析 (6)安全经济统计资料提供2、安全经济统计研究的方法(1)大量观察法就总体中的全部或足够多单位进行调査并进行综合分析。(2)综合分析法对于大量观察所获得的资料,运用各种综合指标以反映总体・般数量特征。(3)归纳推断法通过统计调查,观察安全经济总体中各单位的特征,由此得出关于总体的某种信息。二、安全经济统计指标体系1、安全经济统计指标体系的意义借助于指标体系,可以认识安全经济现象的全貌和发展的全过程;可以分析各种因素对安全经济总体变动结果的作用、方向和程度。2、安全经济统计指标体系建立原则(1)符合客观性和科学性原则。(2)符合4〉实用性和可操作性原则。(3)包容安全经济系统宏观和微观特征。(4)反映安全经济效益的特征。3、安全经济统计指标体系结构安全投入指标安全后果指标安全效益指标每一个部分根据范围特征可分为宏观指标和微观指标。三、安全经济指标的定义安技人员配备合格率:指安技人员配备人数符合国家有关要求的单位(企业)数所占的比例，反映活劳动消耗的合理水平,用于考察地区或行业等宏观状况。更改费安措投资指数:指安措费占更新改造费的比例,反映安措费用所占比重,是衡量安全投资强度的指标。国民（生产）产值安措投资指数:指安措费投资占国民（生产）产值的比例,反映安措投资的水平,是国家或企业负担安全的指标之一。国民产值安全投资指数：指安全投资占国民产值的比例,反映安全投资的水平,是考察国家或企业负担人民的安全需要之能力的指标之ー。国民产值安全成本指数：安全成本占国民产值的比例,反映安全的实现所需要的国家或企业投入水平,也是考察国家为了人民安全的要求所需要的投入水平指标。安全成本=主动投资+被动投资=（安措费+防护用品费+保健费+安全奖金）+（职业病诊治费+赔偿费+事故处理费+维修费）国民产值安全负担指数：安全负担占国民产值的比例,反映国家和企业为了安全的实现所作出的总体消耗,是考察国家负担人民安全需要的总体花费水平。安全负担=主动投资+被动投资+事故与灾害损失国民收入安措投资指数：指安措费投资占国民收入的比例，反映安措投资的国民负担水平,是国民负担安全措施的指标之ー。安技人员配备率：指安全专职人员占职エ总人数的比重,是安全活劳动消耗的指标之ー。人均安措费：指每ー职エ单位时间的安措投资量,反映了不同国家、地区或行业的人均安措负担或消耗量。损失直间比：是・较为重要的安全经济学指标,指直接损失与间接损失的比值。经济损失严重度：指平均ー次事故或灾害造成的损失强度。能反映某…类事故的损失严重度。万元安措费保护职工人数：指单位时间ー万元安措费所能覆盖（保护）的职工人数,反映万元安措费的投资效益水平。百万产值伤亡率:指单位时间事故伤亡相对生产的价值的比例。反映创造百万元产值所付出的伤亡代价水平。第三节安全价值工程分析方法学习目标价值的概含安全价值工程的概念及内容提高安全价值V的途径安全功能分析安全功能评价ー 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-/CI=VfFt/C=VfFtf/Ct=VfFI/CII=VfFt/CI=Vff二 安全价值工程概述安全功能,是指ー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（二）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;,F不变,C降低；5、F略有下降,C大幅度下降。（三）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（四）安全价值工程应用范围评价重大危险源和污染源的治理措施选用安全防护仪器及设备改善作业环境技术エ艺的设计和论证优选论证检测、监察仪器设备配备选择事故的紧急处置方案选择安全教育培训组织方案指导安全科研项目的方向及经费三安全功能分析四安全功能评价功能评价的一般程序为:（1）计算功能的现实成本c（2）计算功能评价值F'（3）