安全工程基础理论

第二讲安全工程基础理论简介

一、安全学原理简介

二、安全系统工程简介三、安全人机工程学简介

一、安全学原理简介1、安全观2、安全认识论3、安全方法论4、安全社会原理5、安全经济原理

1、安全观安全的本质：安全是指人的身心免受外界因素危害的存在状态及保障条件。无危则安，无损则全。

人们对安全的认识：安全是生存和发展的基本需要安全是没有危险、不发生事故安全是可以接受的危险安全不仅指生命，还包括健康、生活质量和社会文明安全是一种良好的存在状态

1、安全观安全价值观：安全价值是一种运用价值工程的理论和方法，依靠集体智慧和有组织的活动，通过对某些安全措施进行安全功能分析，力图用最低的安全寿命周期投资，实现必须的安全功能，从而提高安全价值的安全技术经济方法。

生产价值=生产活动*效益系数*安全系数。安全系数=1-（事故损失价值/净产值）安全价值=安全功能/安全投入：V=F/C1、安全观大安全观：①树立“人人要安全，安全为人人”的全民安全意识；②树立全民安全文化素质的教育观；③坚持科教减灾的科学观；④全力发展科学减灾的信息观；⑤树立综合减灾的决策管理观。

2、安全认识论工伤事故类别：物体打击、车辆伤害、机器工具伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、刺割、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉和受压容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害（共20种）2、安全认识论工伤事故的主要影响因素：导致灾难性事故的原因来自于人（的不安全行为）、物（的不安全状态）、管（理缺陷）、环（境的不安全条件）四个方面。为了预防灾难性的事故的发生，就应当从消除事故主要原因着手，进行危险性分析和预测。引发事故的四个基本要素人的不安全行为环境的不安全条件物的不安全状态管理缺陷事故（1）人的不安全行为未经认可进行操作，忽视安全，忽视警告冒险作业或高速操作人为地使安全装置失效使用不安全设备，用手代替工具进行操作不安全地装载、堆放、组合物体采取不安全的作业姿势或方位在有危险的运转设备装置上或在移动的设备上进行工作，不停机，边工作边检修注意力分散，嬉闹、恐吓等不安全行为与人的素质、训练、教育程度有关。湖州菱化爆炸事故事故经过：2007年11月28日4时40分许，湖州市浙江菱化实业股份有限公司亚磷酸二甲脂车间发生燃爆事故，导致3名职工受重伤，后经抢救无效，3人于上午10时许相继死亡。事故原因：三氯化磷与甲醇反应时，甲醇滴加失控，报警器报警未唤醒当班工人。（2）物的不安全状态设备或装置的结构不良，材料强度不够，零部件磨损和老化存在危险物和有害物工作场所的面积狭小或有其他缺陷安全防护装置失灵缺乏防护用具和服装或防护用具存在缺陷物质的堆放、整理有缺陷工艺过程不合理，作业方法不安全山东德齐龙爆炸事故经过：2007年7月11日，山东省德州市平原县德齐龙化工集团有限公司一分厂16万吨/年氨醇、25万吨/年尿素改扩建项目试车过程中发生爆炸事故，造成9人死亡、1人受伤。事故原因：事故发生的直接原因是2号压缩机七段出口管线存在强度不够、焊接质量差、管线使用前没有试压等严重问题，导致事故的发生。

风机老化引起毒气泄漏事故经过：2002年2月18日上午，河北冀州市化肥总厂发生一起重大事故，3名职工中毒死亡。事故原因：经技术鉴定,事发现场空气中至少有6种可以致人死亡的有毒气体,煤气含量严重超标,3名工人主要是由于煤气中毒致死。专门用来抽煤气的设备——罗茨风机老化,转轴处泄漏煤气,泄漏的煤气进入电工操作室,操作室内的两名电工和一名水循环处理工中毒死亡。

（3）管理缺陷技术缺陷劳动组织不合理对现场工作缺乏检查指导或检查指导失误没有安全操作规程或不健全，挪用安全措施费用，不认真实施事故防范措施，对安全隐患整改不力。教育培训不够，工人不懂操作技术知识或经验不足，缺乏安全知识人员选择和使用不当，生理或身体有缺陷。深圳清水河危险化学品仓库爆炸事故经过：1993年8月5日，深圳市清水河化学危险品仓库发生特大爆炸事故。爆炸引起大火，1小时后着火区又发生第二次强烈爆炸，造成更大范围的破坏和火灾。事故造成15人死亡。200多人受伤，其中重伤25人，直接经济损失超过2.5亿元。事故原因：专家组认定，清水河的干杂仓库被违章改作化学危险品仓库及仓内化学危险品存入严重违章是事故的主要原因。仓库内混存的氧化剂（过硫酸铵、硝酸铵）与还原剂（硫化碱）。（4）环境的不安全条件自然环境的异常生产环境不良主要是作业环境中的照明、色彩、温度、湿度、通风、噪声、振动以及由于邻近的火灾爆炸和有毒有害物质的泄漏弥散等所形成的次生灾害。雷击引起爆燃事故事故经过：2003年7月30日下午，江苏无锡宏大纺织机械专件有限公司发生一起爆炸事件，造成4人死亡，4人烧伤。事发时，整个三分厂共有40余名工人。爆炸发生时他们正在工作，冲天火光让惊惶的工人们夺路而逃，很多女工都被吓呆了。清洗车间有前后两道门，后门通常是锁住的，因为天热，有人将后门打开，这扇开启的门拯救了多数工人。事故原因：据在现场勘测的气象专家初步分析，爆炸燃烧事故可能是雷电击中车间厂房所致。事故的基本特征事故的因果性指事故是由许多因素互为结果连续发生的结果启示：砍断事故因素的因果链事故的偶然性指事故的发生是一定条件下的随机事件，某一特定事故发生的时间、地点、状况不定，无法预测，事故后果难以准确预知。启示：分析原因，减少事故概率。事故的基本特征事故的规律性任何事故的发生都有一定的规律可循。启示：认真总结分析，找出事故规律，以便预防。事故的潜在性指导致事故发生的因素（隐患）未被发现或未重视。启示：提高安全意识，掌握隐患识别技术事故的重复性指类似事故的再次发生启示：总结事故教训，防止类似事故的发生事故的基本特征事故的可预测性事故的可预测性建立在对事故规律的充分认识和掌握基础之上。事故预测的目的在于识别和控制危险，预先采取防范措施，最大限度地减少事故发生的可能性。启示：研究掌握事故规律，掌握事故预测技术事故的复杂性指事故的发生取决于人、物和环境，因此具有极大的复杂性。事故模式理论事故模式理论：说明事故的发生、发展过程和后果的理论。目的：认识事故本质，指导事故调查、事故分析及事故预防。也可以说事故致因理论是人们对事故机理所做的逻辑抽象和数学抽象，是描述事故成因、经过和后果的理论，是研究人、物、环境、管理及事故处理这些基本因素如何作用而形成事故、造成损失的理论。事故模式理论一、事故因果类型1、连锁型一个因素促成下一因素发生，下一因素又促成再下一因素发生，彼此互为因果，互相连锁导致事故发生。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。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。多米诺骨牌理论（事故因果连锁理论）海因里希事故因果连锁理论博德事故因果连锁理论

管理缺陷

博德事故因果连锁理论

个人的原因工作条件原因直接原因损失亚当斯连锁理论北川彻三事故因果连锁理论

基本原因间接原因直接原因事故伤害学校教育原因社会的原因历史的原因技术的原因教育的原因身体的原因精神的原因管理的原因

不安全行为不安全状态系统理论系统理论：把人、机、环境作为一个整体，研究人、机、环境之间的相互作用、反馈和调整，从中发现事故的原因，揭示出预防事故的途径。系统理论系统理论着重研究以下一些问题：机械的运行情况和环境的状况如何，是否正常人的特性（生理、心理、知识技能）如何，是否正常人对系统中危险信号的感知，认识理解和行为响应如何机械的特性与人的特性是否相容配人的行为响应时间与系统允许的响应时间是否相容系统理论系统理论特别关注对人的特性的研究：人对机械和环境的状态变化信息的察觉情况人对机械和环境的状态变化信息的认识理解情况人对机械和环境的状态变化信息的响应处理情况人面临危险时的决策情况响应行动的速度和准确性轨迹交叉理论轨迹交叉论的基本思想是：伤害事故是许多相互联系的事件顺序发展的结果。这些事件概括起来不外乎人和物（包括环境）两大发展系列。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），在一定时间、空间发生了接触（交叉），能量转移于人体时，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。轨迹交叉理论轨迹交叉理论反映了绝大多数事故的情况。在实际生产过程中，只有少量的事故仅仅由人的不安全行为或物的不安全状态引起，绝大多数的事故是与二者同时相关的。例如：日本劳动省通过对50万起工伤事故调查发现，只有约4%的事故与人的不安全行为无关，而只有约9%的事故与物的不安全状态无关。基础原因（社会因素）间接原因（管理缺陷）直接原因遗传、经济、文化、教育培训、民族习惯、社会历史、法律生理和心理状况、知识技能情况、工作态度、规章制度、人际关系、领导水平人的不安全行为设计、制造缺陷、标准缺乏维护保养不当、保管不良、故障、使用错误物的不安全状态按轨迹交叉理论，事故发生的深层次原因：

事故的预防原则技术原则——用技术措施治理隐患消除潜在危险原则降低潜在危险严重度的原则闭锁原则能量屏蔽原则距离保护原则个体防护原则警告、禁止停息原则时间保护原则薄弱环节原则其他原则（坚固性原则、代替作业人员原则）事故的预防原则组织管理原则系统整体性原则计划性原则效果性原则党政工团协调安全工作原则责任制原则3、安全方法论（1）本质安全化方法

降低事故发生概率的措施：①提高设备的可靠性；②选用可靠的工艺技术，降低维修因素的感度（危险因素转化为事故的难以程度）；③提高系统抗灾能力；④减少人为失误；⑤加强监督检查。3、安全方法论降低事故严重度的措施：①限制能量或分散风险；②防止能量逸散的措施；③加装缓冲能量的装置；④避免人身伤亡的措施。3、安全方法论（2）人机匹配法

①防止人的不安全行为②防止物的不安全状态③人机相互匹配防止人的不安全行为职业适应性检查人员的合理选拔和调配安全知识教育安全态度教育安全技术教育制定作业标准和异常情况处理标准作业前的培训制定和贯彻实施安全生产规章制度开好班前会实行确认制作业中的巡视检查，监督指导竞赛评比，奖励惩罚经常性的安全教育活动防止物的不安全状态失误安全功能故障安全功能人机相互匹配人与机器功能特征比较人和机器的功能分配3、安全方法论（3）全面安全管理：

在总结传统的劳动安全管理的基础上，应用现代管理方法并通过全体人员确认的全面安全目标，对全生产过程和企业的全部工作，进行统筹安排和协调一致的综合管理。全面安全管理的四方面内容：全面安全目标管理、全员安全管理、全过程安全管理、全部工作安全管理。3、安全方法论（4）安全目标管理：在一定时期内（通常是一年），根据企业经营管理的总目标，从上到下确定安全工作目标，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、知道、激励和控制活动。（5）系统工程（略，放入安全系统工程中介绍）3、安全方法论（6）安全经济方法研究安全经济的基本方法：分析对比方法、调查研究方法、定量与定性分析相结合的方法。安全经济的特点：系统性、预先性、决策性、边缘性、实用性。4、安全社会原理

（1）安全文化

广义的文化指人类社会历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。狭义的文化指社会的意识形态以及与之相适应的制度和组织机构。4、安全社会原理

安全文化是人类在生产、生活、生存活动中，为保持身心安全与健康所创造的有关物质财富和精神财富的总和。安全文化的三个重要部分：安全的物质文化、安全的行为文化、安全的观念文化。2、安全文化的层次结构人类安全文化（安全精神财富和物质财富）安全物质文化安全制度文化安全精神文化安全价值规范文化安全器物层安全制度层安全精神智能层安全价值规范层一切有关安全的社会组织形式以及安全制度、法律、法规关于安全的哲学思想、科学技术、学科体系、理论知识人的安全价值观念、安全行为准则和规范安全器物、工具安全文化建设对可持续发展的积极意义提高全民族文化素质，加强可持续发展教育，有利于协调人的关系，节约资源，保护环境。全民族文化素质的提高，有利于优化资源在空间上的配置，协调区域之间的关系，缩小地区差距，实现相对公平。提高全民族文化素质，有利于协调全社会人际关系，建立和谐、文明的社会秩序，促进社会不断进步和可持续发展。只有提高个体文化素质，使可持续发展成为每个公民自觉自愿的自我行为，才能达到全民族的可持续发展。安全文化的自我教育已成为新世纪公民必备的素质。4、安全社会原理

（2）企业安全文化

企业安全文化是指企业物质财富和精神财富的总和，它包括：企业在长期安全生产经营活动中形成的或有意识塑造的，又为全体职工接受的、遵循的，具有企业特有的安全思想和意识、安全作风和态度、安全管理机制与行为规范；企业安全生产的奋斗目标和进取精神；为保护职工身心安全与健康而创造的安全而舒适的生产、生活环境和条件；安全的价值观、安全的审美观、安全的心里素质和企业的安全风貌、习俗等。

4、安全社会原理

企业安全文化的建设包括：物质安全文化的建设、制度安全文化的建设、员工心态安全文化的建设、员工行为规范安全文化的建设。企业安全文化的形态体系：安全观念文化、安全行为文化、安全管理（制度）文化、安全物质文化。

企业安全文化建设模式安全宣传建设安全教育（学习）建设安全管理建设安全百日竞赛活动安全科技建设安全日常活动安全检查活动安全演练活动安全报告活动安全评价表彰活动4、安全社会原理

（3）公共安全文化包括：社区安全文化、交通安全文化、消防安全文化、休闲娱乐安全文化和企业安全文化。4、安全社会原理（4）安全法规的作用

安全法规的作用是它的本质和特征的外在表现和具体化，可以从规范作用和社会作用两个方面来认识。安全法规的规范作用：指引作用、预测作用、评价与教育作用、强调作用。安全法规的社会作用：经济建设是国家的中心任务，任何物质的生产都需要保护生产力。然而，事故的发生却造成人员伤亡或机器设备的损坏，直接破坏生产力。搞好安全生产便可有效地保护生产力，促进经济建设。随着我国经济体系改革的不断深入，安全生产与经济规律的关系更加密切，安全法规的社会作用也就越加明显和重要。4、安全社会原理（5）我国企业安全管理的体制实行国家安全监察、行业安全管理、群众安全监督相结合。5、安全经济原理

（1）安全投资与生产投资的关系投资安全活动的一切人力、物力和财力的总和称为安全投资，也称安全资源。一个国家、行业或部门，其安全资源投资量的大小，投资比例增长速度的快慢，安全资源分配和投资的方向是否合理，直接关系着安全事业发展的规模和速度，以及安全水平的提高，关系着安全经济效能的发挥，从而影响着国家和企业的经济结构、技术结构和财政收支等能否合理、协调、稳定地发展和增长，关系着生产、生活的安全状态和活动是否能有效地运行。5、安全经济原理（2）安全投资与安全效益的关系

安全经济投资的优化准则有两种：一是安全经济消耗最低；二是安全经济效益最大。投资活动的五种类型：安全技术投资，工业卫生投资，辅助设施投资，宣传教育投资，防护用品投资5、安全经济原理（3）安全效益评价

安全的效益分为经济效益和非经济效益（习惯称为社会效益）。无益消耗和经济损失的减轻，以及对经济生产的增值作用是安全的经济效益。生命与健康、自然环境和社会环境的安全与安定，是安全的非经济效益。安全“减损效益”和“增值效益”(1)降低事故发生率和损失严重度，从而减少事故本身的直接损失和赔偿损失；(2)降低伤亡人数或频率，从而减少工日停产损失；(3)通过创造良好的工作条件，提高劳动生产率，从而增加产值与利税；(4)通过安全、舒适的劳动和生存环境，满足人们对安全的特殊需求，实现良好的社会环境，从而创造社会效益。5、安全经济原理（4）安全经济指标体系是由各种与安全因素相关的经济特征指标构成，它必须是能够全面、科学地反映安全的任务、安全的状态、安全的效果等许多安全经济质量和数量特征的指标综合，对安全活动既有质的规定、又有量的规定，并且含有反映安全活动与经济活动相结合的综合性指标。二、安全系统工程简介

1、安全系统工程的概念系统安全系统工程安全系统工程应用的范畴安全系统工程的内容2、系统安全分析系统安全分析定义系统安全分析的原则系统安全分析的方法1、安全系统工程的概念系统

是由相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程组成的具有整体功能和综合行为的统一体。系统按其组成和作用不同分为复杂系统和简单系统。1、安全系统工程的概念作为一个系统，它具有以下5个特征：（1）集合性，指系统是由两个以上元素组成的全体。（2）相关性，指系统各元素之间的相互作用、相互依赖的关系。（3）目的性，是指系统要有明确的目标。（4）适应性，指系统对环境变化的适应程度。（5）整体性，指系统元素之间的相互关系及元素与系统之间的关系，以整体为准进行协调。1、安全系统工程的概念安全系统工程是系统工程的重要分支，它是应用系统工程的原理和方法，从根本上和整体上对生产系统进行分析、评价以预测、辨识、排除和控制生产系统中的不安全因素，实现系统安全的一整套管理程序和方法体系。1、安全系统工程的概念安全系统工程应用的范畴

安全系统工程应用的范畴主要有以下几个方面：（1）发现事故隐患。（2）预测由故障引起的危害。（3）设计和选用安全措施方案。（4）组织实施安全措施。（5）对措施效果作出总体评价。（6）不断改善安全管理工作。1、安全系统工程的概念安全系统工程的内容

安全系统工程是安全技术和安全管理的结合，它的基本内容主要有：（1）事故成因理论。（2）系统安全分析。即事故危险的识别技术，其作用主要是为了充分认识系统的危险性而进行的详细分析，包括定性分析和定量分析。1、安全系统工程的概念（3）系统安全评价。即事故危险的评价技术，主要是通过分析了解系统中存在的潜在危险性和薄弱环节，对危险情况进行分级。（4）事故控制技术。即采取相应的安全措施。措施有两类，一是采取预防事故发生的措施；二是控制事故损失扩大的措施。2、安全系统工程主要内容海因利希的二圆图安全管理风险管理美国联合化学公司的三圆图风险评价风险识别风险控制美国道化公司的五圆图我国的三圆图危险分析预测风险评价危险控制生产风险评价风险识别风险控制对劳动者的政策2、系统安全分析定义:用系统的观点，对系统内的基本安全问题进行分析与综合，寻求解决问题的各种可能方案并进行对比，供决策者从许多可能方案中选优。它是一种决策技术。2、系统安全分析系统安全分析的原则（1）外部因素与内部因素相结合：将系统的外部环境与内部因素相结合，使其更具有可操作性。（2）当前利益与长远利益相结合：选择一个有关安全的最优方案，不仅要从眼前的利益出发，并要考虑长远利益。2、系统安全分析系统安全分析的原则（3）局部效益与整体效益相结合：系统是由许多分系统组成的，我们要求的是整体效益最优化，因此，局部效益要服从整体效益。（4）定性分析与定量分析相结合：在进行系统安全分析时，一定要本着定性与定量相结合的原则，在分析了解系统各方面性质的基础上，尽量建立能够探讨定量关系的数学模型。2、系统安全分析系统安全分析的方法系统安全分析是实现系统安全的重要手段。通过系统安全分析，可以使人们识别事故的危险性和损失率。所以说，它是完成系统安全评价的基础。系统安全分析的方法很多，这里简要介绍常用的四种：（1）预先性危险分析：在进行一项工程活动(如设计、施工、生产)之前，对系统存在的危险作出宏观的分析或预评价。2、系统安全分析（2）故障类型和影响分析：是安全系统工程中重要的分析方法之一，其基本内容就是找出系统的各个子系统或元件可能发生的故障和故障出现的状态，以及它们对整个系统造成的影响和哪些故障类型会引起系统中人的伤亡或财产损失。（3）事件树分析：事件树是以产生事故的事件为节点，以事件的状态为边画成的事件成败关系树。（4）事故树分析：事故树是一种表示导致灾害事故的各种因素之间的因果及逻辑关系的有方向的“树”。3、安全评价技术

安全评价应解决两类问题：一类是确认新建和改建项目中的危险性程度，以便采取适当降低危险的措施；另一类是对现有生产工艺流程，设备状况、环境条件，人员素质和管理水平等方面作一个全面的衡量。安全评价的根本问题是确定安全和危险的界限，确定危险程度及其影响，确定降低危险的措施。安全评价的基本方法定性评价安全检查表（SCL）预先危险分析（PHA）故障树分析（FTA）事件树分析（ETA）危险与可操作性分析（HAZOP）定量评价道化指数法蒙德法危险度评价法作业条件危险性分析（LEC）安全检查表安全检查表是实施安全检查和诊断的项目明细表，是发现潜在危险隐患的一个手段。其内容一般包括分类项目、检查内容、检查要求、检查后处理意见、隐患整改等，每次检查都应填写具体的检查情况，用“是”、“否”作回答，“是”表示符合条件，“否”表示存在问题，有待于进一步改进。按照检查对象所处的阶段可分为设计审查用安全检查表和生产用安全检查表。预先危险分析预先危险性分析法属于安全系统工程范畴，是在一项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）之前进行的对系统存在的危险因素、出现条件和事故可能造成的后果进行概略分析的系统安全分析方法。目的是发现系统的潜在危险因素，确定系统的危险等级，提出相应的防范措施，防止事故发生，避免财产损失。危险等级划分

危险等级

危害程度危害后果Ⅰ级可忽视的尚不能造成事故

Ⅱ级临界的处于事故边缘状态，暂时没有造成人员伤亡和财产损失，应予排除或采取控制措施

Ⅲ级危险的会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施

Ⅳ级破坏性的

会造成灾难性事故，必须立即排除

三、安全人机工程学1、关于安全人机工程学

2、安全人机工程学的内容

安全人机工程学与相关学科的关系1、关于安全人机工程学

安全人机工程学概念研究人、机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、环境符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性，使人—机械—环境相经协调，以求达到人的能力与作业活动要求相适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。安全人机工程学侧重于人和机的安全、减少差错、缓解疲劳等课题的研究。1、关于安全人机工程学安全人机工程学的主要研究目的对上述综合体建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能、使人和机有机结合，有效地发挥人的作用、最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率。1、关于安全人机工程学安全人机工程学的研究方法其基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本相同，但是研究问题的角度和着眼点与工效(工作、活动效率)人机工程学相对成为同一研究领域的两个不同的研究侧面，即不同侧重点。安全人机工程学是从适合人的角度和着眼点侧重于研究人机结合面。安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。2、安全人机工程学的内容

（1）研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征，发挥各自的优势，达到高效、安全、舒适、健康的目的。（2）研究信息