安全工程学全套课件

第一章安全科学概述第一节安全的基本概念及特征一、安全的概念“安”—

不受威胁、没有危险“全”—

完满、完整、齐备或没有伤害、无残缺、无损坏、无损失。“安全”

—人员免受伤害、死亡或设备、财产免遭破坏、损失的状态。

绝对的安全观相对的安全观二、安全科学的概念及其认识几种论述安全科学就是认识、揭示人的身心免受外界因素危害的安全状态及保障条件的本质与其变化规律的学问，即安全科学是研究人的身心存在状态的运动及变化规律，找出与其相对应的客观因素及其转化条件，研究消除或控制危害因素和转化条件的理论和技术(手段或措施)，研究安全的本质及运动规律，建立起安全、高效的人机规范和形成人们保障自身安全的思想方法和知识体系的一门科学。安全科学是专门研究安全的本质及其转化规律和保障条件的科学。

三、安全的基本特征

1.必要性

2.普遍性

3.随机性

4.相对性

5.局部稳定性

6.经济性

7.复杂性

8.社会性

9.潜隐性

第二节安全科学的产生与发展一、安全科学的产生人类的发展离不开技术安全技术及措施的产生劳动保护科学的产生安全科学的形成二、重要事件1906美国联合钢铁公司提出“安全第一”的口号1911美国成立安全工程师学会1913美国成立国家安全委员会1916英国成立伦敦安全第一协会1917加拿大成立工业事故预防协会日本成立“安全第一”协会并发行《安全第一》杂志1919格林伍德(Greenwood)和伍兹(Woods)研究了“事故倾向”问题

1926贝尔德(Beld)、1939年法默(Fame)等人提出事故倾向性理论1931海因里希(Heinrich，H.W)出版《工业事故预防》1938纽约大学成立安全教育中心1943美国的布莱克和罗兰德(BlakeRoland)出版《工业安全》专著1949葛登(Gelden)提出事故的流行病学理论1962美国成立系统安全学会1964美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第一版1966美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第二版1967日本国立横滨大学设立安全工程系并开设反应安全工程学、燃烧安全工程学、材料安全工程学及环境安全工程学讲座1969美国国防部正式颁布《系统、相关子系统和设备的系统安全程序要求》标准1972美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第三版1974美国原子能委员会发表关于核电站的危险性评价报告书1977美国修改后重新颁布《系统安全程序要求》1975美国出版《安全科学文摘》，日本欧姆出版社出版青岛贤司的《安全工程学》、《安全教育学》、《安全管理学》著作1976美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第四版1980美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第五版1981德国安全专家库赫曼《安全科学导论》专著(德文版)出版1982日本桥本邦卫出版《安全人机工程学》1983日本井上威恭发表《新的安全科学》，福山郁生等出版《安全工程学实验方法》1985中国劳动保护科学技术学会刘潜提出在我国建立安全科学学科的建议以及安全科学技术体系结构和专业设置方案的设想1986意大利安德烈奥尼出版《职业事故与疾病的经济损失》1987美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第六版1990在德国科隆市举行第一次世界安全科学大会1991中国劳动保护科学技术学会创办《中国安全科学学报》1991在荷兰出版的《职业事故》期刊更名为《安全科学》1992我国国家标准《学科分类与代码》(GB/T-13745-92)将安全科学技术列为一级学科；高等院校三级学位学科、专业教育确立1994美国道化学公司发表火灾、爆炸指数法第七版我国确立安全工程师职称制度我国确立注册安全工程师执业资格我国工程硕士培养领域增设安全工程专业2009我国国家标准《学科分类与代码》GB/T13745-20092011我国将“安全科学与工程”列为研究生教育一级学科

第三节安全科学技术学科分类及体系一、安全科学技术学科的分类

《学科分类与代码》(GB/T-13745-92)，将安全科学技术列为一级学科，由5个二级学科，27个三级学科所组成。1.安全科学技术(一级学科代码)(620)2.安全科学技术基础学科(620.10)(1)灾害物理学(620.1010)(2)灾害化学(620.1020)(3)灾害学(620.1030)(4)灾害毒理学(620.1040)3.安全学(620·20)(1)安全系统学(620.2010)(2)安全心理学(620.2020)(3)安全模拟与仿真学(620.2030)(4)安全人机学(620.2040)(5)安全法学(620.2050)(6)安全经济学(620.2060)(7)安全管理学(620.2070)(8)安全教育学(620.2080)4.安全工程(620.30)(1)消防工程(620.3010)(2)爆炸安全工程(620.3020)(3)安全设备工程(620.3030)(4)安全电气工程(620.3040)(5)部门安全工程(620.3050)①机械安全工程(620.3050)②航空安全工程(620.3050)③交通安全工程(620.3050)④矿山安全工程(620.3050)

除此之外，还有其他有关的部门安全(6)通风与空调工程(560.5530)5.职业卫生工程(620.40)(1)防尘工程(620.4010)(2)防毒工程(620.4020);(3)生产噪声与振动控制(620.4030)(4)辐射防护技术(490.75)(5)个体防护(620.4040)6.安全管理工程(620.50)(1)安全信息工程(620.5010)(2)风险评价与失效分析(620.5020)(3)工业灾害控制(620.5030)(4)安全检测与监控技术(620.5040)《学科分类与代码》GB/T13745-2009620安全科学技术

62010安全科学技术基础学科

安全哲学；安全史；安全科学学；灾害学（包括灾害物理、灾害化学、灾害毒理等）；安全学；安全科学技术基础学科其他学科62021安全社会科学

安全社会学；安全法学（归入82030，包括安全法规体系研究）；安全经济学；安全管理学；安全教育学；安全伦理学；安全文化学；安全社会科学其他学科62023安全物质学62025安全人体学

安全生理学；安全心理学；安全人机学；安全人体学其他学科62027安全系统学

从原62020中分离出来。包括安全运筹学；安全信息论；安全控制论；安全模拟与安全仿真学；安全系统学其他学科62030安全工程技术科学

原名为“安全工程”。包括安全工程理论；火灾科学与消防工程（原名为“消防工程”）；爆炸安全工程；安全设备工程（含安全特种设备工程）；安全机械工程；安全电气工程；安全人机工程；安全系统工程（含安全运筹工程、安全控制工程、安全信息工程）；安全工程技术科学其他学科62040安全卫生工程技术

原名为“职业卫生工程”。包括防尘工程技术；防毒工程技术；通风与空调工程（归入56055）；噪声与振动控制；辐射防护技术（归入49075）；个体防护工程；安全卫生工程技术其他学科（原名为“职业卫生工程其他学科”）62060安全社会工程

安全管理工程（代码原为62050）；安全经济工程；安全教育工程；安全社会工程其他学科62070部门安全工程理论

62080公共安全

公共安全信息工程；公共安全风险评估与规划（原名称为“风险评价与失效分析”）；公共安全检测检验；公共安全监测监控；公共安全预测预警；应急决策指挥；应急救援；公共安全其他学科62099安全科学技术其他学科

二、安全科学的学科体系1．哲学层次2．基础科学层次3．技术科学层次4．工程技术层次三、安全科学的研究领域及研究对象研究领域研究对象

机

人

环境

第四节我国安全学科现状与展望一、基本状况1、科学技术研究2、人才培养3、安全教育方式4、学科建设5、重要事件二、安全学科的新进展三、安全学科发展措施

第二章安全原理第一节事故成因理论一、事故及其特征事故事故分类事故的基本特征安全与事故的关系

二、事故成因理论(一)早期事故成因理论1919年，英国的格林伍德(M·Greenwood)和伍兹(H·H·Woods)对许多工厂的事故进行了统计分析，发现工人中的某些人更容易发生事故。美国的法默(Farmer)等人在进一步研究的基础上，提出了事故频发倾向理论。海因里希(W·H·Heinrich)《工业事故与预防(IndustrialAccidentPrevention)》因果连锁理论5个互为因果的因素遗传与社会环境人的缺点人的不安全行为或物的不安全状态事故伤害MPHDAM—遗传及社会环境P—人的缺点H—人的不安全行为和物的不安全状态D—事故A—伤害

博德（F.Bid）管理失误个人原因与工作条件人的不安全行为与物的不安全状态事故伤亡

(二)第二次世界大战后的事故成因理论斯奇巴(Skiba)等人轨迹交叉理论人的因素：遗传、环境、管理缺陷→不安全行为↘

事故→伤害物的因素：设计、制造缺陷→不安全状态↗

吉布森(Gibson)、哈登(Hadden)

能量意外释放理论(三)现代系统安全理论瑟利(J.Surry)、安德森(Aderson)系统安全理论瑟利模型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YYYYYYNNNNNNNNNNNNYYYYYY瑟利模型

第二节安全系统工程一、概述1、安全系统工程的产生与发展2、安全系统工程的定义安全(Safety)系统(System)

由人、设备等相互作用、相互依赖的两个或两个以上要素所组成的具有一定结构和独立功能的有机整体。系统的属性：（1）整体性（2）相关性（3）目的性（4）环境适应性工程(Engineering)：服务于特定目的的各项工作的总体。系统工程：以系统为研究对象的工程。系统工程的目的：最合理地确定目标和任务最好地完成任务最有效地运用

安全系统工程：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，使事故的发生减少到最低程度，从而达到最佳安全状态。用系统工程的知识、方法和手段解决生产中的安全问题。3、安全系统工程的内容（1）系统安全原理（2）系统安全分析（3）系统安全评价（4）安全预测和决策（5）安全措施4、安全系统工程的方法论及应用二、安全分析方法按逻辑思维方法分：归纳法

“顺向追踪法”演绎法

“逆向追溯法”按量化程度不同分：定性安全分析定量安全分析(一)预先危险性分析预先危险性分析(PreliminaryHazardAnalysis，PHA)定性归纳分析评价系统内部危险、有害因素和危险程度。在一项建设项目、工程的各项活动(设计、施工、生产)之前，对系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事故的后果，以及有关的措施等作一概略分析。(二)安全检查表安全检查表(SafetyCheckList，SCL)将系统中的设备、贮运、操作、管理等一系列分析项目列出检查表，分析其危险有害因素，确定系统的安全性。定性分析方法。可用于系统、工程项目的各个发展阶段。

安全检查表的类型根据用途和内容，分为几种类型：(1)审查设计安全检查表(2)局、厂（矿）级安全检查表(3)车间安全检查表(4)工段及岗位的安全检查表(5)专业性安全检查表安全检查表编制步骤：熟悉系统收集资料划分单元编制检查表编制安全检查表应注意的问题：检查内容尽可能做到系统、完整；重点突出，定义明确，便于操作；检查责任人明确检查结果明确(三)故障类型及影响分析故障类型及影响分析(FailureModeandEffectAnalysis，FMEA)由可靠性工程发展起来主要分析系统、产品的可靠性和安全性基本内容定性分析方法

(四)事故树分析事故树分析(FaultTreeAnalysis，FTA)故障树分析20世纪60年代初提出应用广泛既可做定性分析，又可做定量分析。

(五)事件树分析事件树分析(EventTreeAnalysis，ETA)理论基础是运筹学中的决策论归纳方法既可作定性分析，也可作定量分析。三、安全评价(一)概述安全评价是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程的原理和方法，在对系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析的基础上，判断系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。安全评价的原则安全评价的目的安全评价技术的起源及发展

(二)安全评价的分类1．根据工程、系统的生命周期分类安全预评价安全验收评价安全现状评价专项安全评价

2.按量化程度分类（1）定性评价安全检查表危险性预先分析

故障类型和影响分析

危险性与可操作性研究事件树分析法

事故树分析法

（2）定量评价事件树分析法

事故树分析法概率评价法危险指数评价法风险矩阵评价法

3.

综合评价方法层次分析综合评价法灰色系统综合评价法模糊数学综合评价法神经网络综合评价法

(三)安全评价指标1风险率

风险率(R)=事故频率(P)×严重度(S)=(事故次数/单位时间)×(损失金额/事故次数)=损失金额/单位时间2事故可能造成的人员伤亡指标3事故可能造成的经济损失指标(四)安全评价程序1评价准备2危险、有害因素辨识与分析3安全评价4提出安全对策措施和建议5编制安全评价报告

四、安全对策措施(一)安全对策措施的基本要求(1)能消除或减弱生产过程中产生的危险、有害因素;(2)处置危险和有害物，并将其降低到国家规定的限值内;(3)预防生产装置失灵和操作失误产生的危险、有害因素;(4)能有效地预防重大事故和职业危害的发生;(5)最大限度地防止事故的蔓延和扩大;(6)发生意外事故时，能为遇险人员提供自救和互救条件。

(二)安全对策措施的制定原则(1)当安全对策措施和经济效益发生矛盾时，应优先考虑安全对策措施上的要求;(2)应根据消除危险、预防危险、个人防护的顺序选择安全对策措施;(3)安全对策措施应符合国家规定和行业标准的有关规定;(4)安全对策措施应具有针对性、可操作性和经济合理性。

(三)安全对策措施的内容1技术对策措施

(1)场址及厂区平面布置的对策措施;(2)防火、防爆对策措施;(3)电气安全对策措施;(4)其他安全对策措施。2职业卫生对策措施

(1)预防中毒的对策措施;(2)预防缺氧、窒息的对策措施;(3)防尘对策措施;(4)噪声控制对策措施;(5)振动控制对策措施;(6)防止电离辐射对策措施;(7)防止非电离辐射对策措施;(8)防止电磁辐射对策措施;(9)高温作业的防护措施;(10)低温作业、冷水作业的防护措施;(11)采暖、通风、照明、采光等方面的对策措施。

3安全管理对策措施

(1)按规定设置健全的安全管理机构;(2)建立、健全安全生产责任制和各项安全生产管理规定、安全操作规程;(3)对各类人员进行必要的安全培训和教育;(4)合理配备和使用劳动防护用品;(5)制定事故应急救援预案。五、安全决策

(一)安全决策的类型

1·系统安全管理决策

2·工程项目建设安全决策

3·企业安全管理决策

4·事故处理决策

(二)安全决策的基本步骤

1·确定并分析目标

2·制定、评价对策方案

3·确定决策方案

4·实施与反馈(三)安全决策的方法

第三节安全人机工程一、概述(一)安全人机工程学的形成与发展（二)安全人机工程学的任务(三)安全人机工程学的研究内容

1·人的安全特性研究

2·机的安全特性研究

3·人机关系研究(四)安全人机工程学的研究方法

1.测量法

2.测试法

3.实验法

4.观察分析法5.系统分析法二、人机关系(一)人机关系(二)人是人机关系中的主体(三)人机关系的最佳匹配

1机宜人

2人适机

3人机关系的最佳匹配

三、人机系统分类根据系统中人和机器所处的地位、作用和出发点不同，人机系统的类型也不同。

(一)按有无反馈控制作用分类

1．闭环人机系统

2．开环人机系统

(二)按人机系统自动化程度分类

1．人工操作系统

2．半自动化系统

3．自动化系统

四、人机系统的安全性分析(一)人机系统的链式分析法(二)人机系统的可靠性分析法可靠性可靠度

人机系统按其部件或单元在系统中的位置关系，可分为串联系统、并联系统和复杂系统。1串联系统指系统中任何一个单元发生故障，就将导致整个系统发生故障的系统。由可靠度分别为R1，R2，……，Rn的n个部件组成的串联系统的可靠度为:R=R1×R2×…×Rn

2并联系统指只有在所有单元发生故障时，系统才会发生故障的系统。由可靠度分别为R1，R2，……，Rn的n个部件组成的并联系统的可靠度为

R=l-(l-R1)(l-R2)…(l-Rn)3复杂系统(三)人机系统的危区、危时分析法危区：能量源的危害作用所能达到的空间范围。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：人机系统中的操作者或系统内的其他人员的肢体在活动过程中达到的某一空间范围;人时：人在人机系统的某一规定空间内活动所需的时间。

（四）人因失误及人因可靠性分析1.人因失误2.人的行为类型技能型行为规则性行为知识性行为3.人因失误分类按信息处理过程分类按执行任务性质分类哈默的人因失误分类4.人因事故统计5.人因可靠性特点6.人因可靠性分析

第三章危险源辨识、控制与评价

第一节能量意外释放论及两类危险源一、能量意外释放论在正常生产过程中，能量受到种种约束和限制，按照人们的意图流动、转换和做功。如果由于某种原因能量失去了控制，超越了人们设置的约束或限制而意外地逸出或释放，则说明发生了事故。如果失去控制、意外释放的能量达及人体，并且能量的作用超过了人体的承受能力，则人员将受到伤害。二、两类危险源危险源是可能导致事故的潜在的不安全因素。辨识系统中的危险源，采取措施消除和控制系统中的危险源，使系统安全运行。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。

1第一类危险源系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质常见的第一类危险源：产生、供给能量的装置、设备使人体或物体具有较高势能的装置、装备、场所能量载体一旦失控可能产生巨大能量的装置、设备、场所一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置、设备、场所危险物质生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所人体一旦与之接触将导致能量意外释放的物体

2、第二类危险源导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素第二类危险源包括人物环境

人人失误：人的行为的结果偏离了预定的标准。人失误可能直接破坏对第一类危险源的控制，造成能量或危险物质的意外释放。人失误也可能造成物的故障，进而导致事故。人的不安全行为也属于人失误。

人的不安全行为操作错误、忽视安全、忽视警告；（16类）造成安全装置失效；（4类）使用不安全设备；（3类）手代替工具操作；（3类）物体（成品、半成品、材料、工具和生产用品等）存放不当；（1类）冒险进入危险场所；（11类）攀、坐不安全位置（如平台护栏、汽车挡板、吊车吊钩）；在起吊物下作业、停留；机器运转时加油、修理、检修、调整、焊接、清扫等工作；有分散注意力行为；在必须使用个人防护用品用具的作业场所或场合中，忽视其使用；（8类）不安全装束；（3类）对易燃、易爆等危险物品处理错误（1类）

物物的故障物的故障可能直接使约束、限制能量或危险物质的措施失效而发生事故。物的故障有时会诱发人失误；人失误会造成物的故障。

物的不安全状态防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷；（19类）其中：无防护；（11类）防护不当；（8类）设备、设施、工具、附件有缺陷；（18类）其中：设计不当，结构不合理；（7类）强度不够；（4类）设备在非正常状态下运行；（3类）维修、调整不良；（4类）个人防护用品用具（防护服、手套、护目镜及面罩、呼吸器官护具、听力护具、安全带、安全帽、安全鞋）等缺少或有缺陷；（2类）

环境环境因素主要指系统运行的环境，包括温度、湿度、照