中科大安全经济学教案02安全经济的基本理论

1学习要点·安全经济的基本概念和术语安全的基本属性与安全有关的各种要素之间的数量关系安全经济三个基本原理第一节安全经济的基本概念和术语安全经济学的研究对象是安全经济关系及其作用和运行状况。概念和术语是人们理解和掌握一门学科理论和技术的基础和前提。经济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一切活动。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。机会成本是做出一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2安全指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、物力和财力的总和。安全投资安全活动是以一定的人力、物力、财力为前提的安全收益。产出)安全收益具有广泛的意义它等于安全安全效益安全效益是安全收益与安全投入的比较第二节安全的基本属性在安全科学上安全是指人、物之间具有和谐并存的关系;安全的三要素是：人、物、人与物的关系。为了进一步认识和讨论安全在安全经济学上的价值和含义下面讨论安全的基本属性。一、安全的不确定性事故是由意外事件引起的危险和紧急的状态它具有意外性。事故是安全管理的对象它的特征决定了安全的特征即不确定性二、安全的相对性安全的相对性是指免除风险(或危险)和损失的相对状态和程三、安全的极向性所谓安全的极向性有如下三层含义：①安全科学的研究对象(事故、危害)是一种"零无穷大②描述安全特征的两个参量安全性与危害性具有互补关系。③人类从事的安全活动总是希望以最小的投入获得最大四、安全实现的有限性安全实现的有限性就是指避免事故或危害有限性五、安全是公共产品是一种特殊商品安全是属于"社会秩序"、"对人、财产、技术功能和环境的保护之类的"无形产品"政府、社会或者企业则是这类无形产品的主要"生产者"。这类产品属于典型的"公共产品"，人们对这种产品也是要进行生产供给和消费的因而它是一种特殊商品。六、安全的人本性人既是实现安全的核心和主体又是事故灾害的受害者和重要的致因方面安全人本性的主要含义可以分别从实现安全、事故致因和事故损伤对象这三个方面说明第三节与安全有关的各种要素之间的数量关系在理解了安全的基本属性之后为了获得最大化的安全利益保证最小化的事故损失就有必要探讨总结与安全有关的各种要素之间的数量关系。一、安全经济的效益规律本章一开始就已说明安全效益与安全的投入与产出有关。这里安全产出用安全功能体现安全投入用安全成本体现(一)安全功能分析第一种功能称为拾遗补缺"可利用损失函数LS来表达：LS=Lexp(l/S+L0(2-1)(l>0L>0L0<0)第二种功能称为本质增益"用增值函数IS表示：IS=Iexp(-iS(2-2)(I>0i>0上两式中LlIiL0均为统计常数其变量之间的变化关系具体见图2-1所示。以上两种基本功能构成安全的总体经济功能可用安全功能函数F(S)来表达：;F2F(S)F2F(S)如图2-2所示反映了安全功能函数的变量间关系。ISIISI(SFL(S0SLS0L(S(二)安全效益规律初步分析安全功能函数反映了安全系统输出状况安全性要求越高需要成本越大从理论上讲要达到100%的安全所需投入趋于无穷大由此可推出安全的成本函数C(S):<0)得最佳安全效益。F(S)函数与C(S)函数之差就是安全效益用安全效益函数E(S)来表达E(S)曲线见图2-4在S0点E(S)取得最大值ES=FS-C(S(2-5)bF1F1F(S)E(S)F(S)S2S0SLS2S0SLS0SS0S1S00aS0+SSS4SS5安全的发展必须以人类科学技术水平和经济能力为基础但人类的这两种能力是有限的因此进行各种安全活动时就必须讲求其经济效益和效率即需要研究安全经济效益规律(三)安全效益规律的类型安全经济效益的类型及其规律性。(1)内部经济效益和外部经济效益;(2)直接经济效益和间接经济效益。(3)社会的经济效益和企业的经济效益。二、安全经济的利益规律经济利益的驱动不仅是当代社会各种现象产生的重要因素是事故灾害发生的重要致因之一而且是未来社会发展的原动力。对安全功能的分析可以得知安全具有增益和减损的双重功能因此如何辩证地认识安全的经济利益对人类安全的驱动以及利益和资源占有对人类安全的驱动和影响规律至关重要下面对益差驱动原理、导向驱动原理和前景原理进行讨论介绍(一)益差驱动原理安全需要是一种人类具有的内在动机和基本需要经济利益是人类自身的生存之本和发展之基尽可能多的获取经济收益和尽可能少的付出代价通常是各种经济组织和社会成员考虑问题、实施行动的基本出发点。(二)价值观导向驱动原理一个国家或一个企业都不能盲目的追求经济利益而忽视安全要树立可持续发展等正确的价值观要认识到安全的经济利益是人类追求的根本目标的重要构成部分是人类生产的驱动力(三)前景原理前景理论表明在面对安全与风险的选择时人们的行为不但受6V到利益的驱动而且还受到多种心理因素(对未来前景期望)的影响因此利用这种在不确定条件下的利益规律可以改变人们对事V故发生几率情况的陈旧的侥幸想法寻求科学、安全的激励方法。(四)安全利益规律的层次关系和利益周期安全经济利益从空间上分析有如下三个层次关系：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(或称投资无利期)微利期Ⅱ持续强利期Ⅲ利益萎缩期IV无利期v(失效期)的层次循环。如图2-5所示。三、安全供给与需求的规律(一)安全的需求分析安全的需求量(用安全度描述)与其价格之间的关系可用安全的需求函数表示。当所有其它影响安全需求的因素不变时安全"产品需求量与其价格之间的关系可用一元需求函数表示式中θd是安全度(安全产品的需求量);λ是安全产品ss的价格;α和φ是参数安全的需求曲线可用图2-6表示(二)安全的供给分析安全的供给量(用安全度描述)与其价格之间的关系也可用安全的供给函数表示安全产品的供给量与其价格之间的关系可用一元供给函数表示θ=β()ϕ(2-7)7λs式中θs是安全度(安全产品的供给量);λ是安全产品的价格;λsssβ和ϕ是参数安全的供给曲线可用图2-7表示。λsλ在安全产品市场上，当θd=θs时，就实现了均衡，即均衡的安ss全产品价格为安全度为θ*在这种情况下，企业的安全投入为ssθ*见图2-8·ssλs*λs**θs1θs*(三)安全需求与供给的弹性分析对不同的企业来说所面临的事故风险程度是不同的。如石油、化工、煤炭等行业属事故高发行业(高风险行业)，而文教、卫生等行业属事故低发行业(低风险行业)。对高风险行业而言高风险行业的安全需求缺乏弹性如图2-对低风险行业而言低风险行业的安全需求富有弹性如图2-的安全度相同时>即高风险行业的安全度与低风险行业高风险行业的均衡价格比低风险行业的均衡价格高高风险行业比低风险行业所需的安全投入大sλλsshslλ*sl1θsθ1θs认知的安全需求的减少与供给的降低将会引起安全水平下降。基于安全的需求与供给分析安全需求的减少与供给的降低见图2-安全需求的减少与安全供给的降低共同作用如图2-13所示新的均衡安全度为θ，θ<θ，均衡价格为λ，λ<λ·这表明认知的安全需求减少则安全投入下降安全水平降低sλλssSSDSD1θs1θsλsθs1θs01θs889四、事故控制的博弈规律(一)博弈论简介“博弈"(game)一词是指某些个人或组织作出相互有影响的决策1928年冯·诺曼首次证明了博弈论的基本定理即每个矩阵博弈都能通过引进混合策略而被严格决定"，从而宣告了现代博弈论的正式诞生博弈论是描述和分析人类理性行为的最恰当工具博弈论的主要目的是建议参与者在冲突情况中采用何种最适宜的行为。博弈论已被用来解决广大领域内的各种问题如经济和商业中的一些问题军事方面的战术和后勤国际和国内政治社会政策等问题。以下则是建立于博弈论之上的事故防治方面的分析和讨论与博弈论传统分析相比表现出发人深省的洞察力和准确明了的特点。(二)事故预防：不安全行为的成本收益数学模化分析为了有效地预防事故提高企业的安全水平必须对事故(即不安全)进行一些经济分析违章人可从违章中得到很多"好处"或称为效用"。违章的成本包括3个方面。①实施成本。是指违章人员实施违章活动所发生的直接成本;②实施违章的机会成本;③惩罚成本。指违章人员违章或产生事故所形成的成本。一般而言违章人员只在"预期总收益大于预期总成本时才会决定实施违章。即预期总收益是违章者在违章中所获得的总效用。故保持安全、防范事故的重点：一是通过教育、培训、宣传、提高收入等方式减少违章的总收益二是加大违章成本。显然预期的惩罚成本是一个概率问题(对违章者而言是风险问题)。则提高惩处率和加大惩罚成本是保证"安全产品供需平衡的关键因素预期的惩罚成本式中IC是违章实施成本;OC是违章机会成本;PC是惩罚成本;p是惩处率。a.如果E(B)=const.且E(C),则E(PB);b.如果E(C)→则E(PB)→0;以上E(PB)是预期违章惩罚;E(B)是预期安全报酬;E(C)是预期违章成本(三)煤矿事故的委托—代理数学模型与分析：企业与政府政府与企业的关系是一种典型的委托人—代理人关系在数学模型化分析中企业领导属于代理人而政府属于委托人通过对代理人和委托人的数学模化分析利用效用函数分析可得出一系列总效用模型从而得出有效地结论说明在政府完善安全监督困难的情况下为保证企业有一定的安全水平一要提高事故赔偿金二要给予企业管理者足够的安全奖金三要提高惩处率。(四)违章的博弈论数学分析模型：企业管理者与员工事实上任何事故预防都是人与自然(或人)之间的"博弈过程。事故预防中充满了博弈现象企业管理者与员工就存在着博弈关系可以得出这样的结论：当维持安全状态的复杂性加大即维持安全的成本上升时最优监督水平亦提高安全奖励报酬下降同时随着违章率的增加最优监督水平随之提高监督成本增加违章产生事故的概率降低(五)事故预防及违章控制的建议与措施事故预防作为人类一项复杂的基本活动其中涉及大量的委托代理关系和博弈现象。从上述分析中我们可以得到了如下结论：(1)要保证企业的必要安全投入(含安全知识、人才等)，提高安全管理水平推行科学的安全激励机制和方法;(2)提高安全监督工作效率加强国家对安全工作与安全管理的监督;(3)通过提高立法和执法水平加大对重大恶性事故责任者的惩罚力度。(4)提高对违章("三违")的惩处率加强安全责任管理落实安全管理措施。(5)加强对员工的安全培训、教育提高其安全意识、安全防护水平。(6)提高员工队伍的文化水平培育其良好的安全价值观改善其安全意识和安全自律意识并合理提高其经济收入水平(7)建立并依靠第三方权威评估认证机构以矿山安全为例可组织全国范围的矿井整体性安全分类评估对不符合安全水平等级要求的矿井限期令其整改仍不符合要求者予以停产关井第四节安全经济的三个基本原理本节将探讨介绍：用于安全投资合理性评价的安全成本的优化分析安全经济投入优化原理和安全的效用原理。一、安全成本的优化分析(一)安全成本准确分析的意义安全的经济特性若用货币来衡量则可以说成是企业生产的某产品之安全成本没有安全成本的概念也就不存在安全经济的概念也就无从深刻理解和揭示煤矿事故的频繁重复发生因而安全成本的细化分析具有重要意义煤矿安全成本是煤矿安全经济分析的基础是理解和认识煤矿安全领域中理性人行为、保障安全的重要概念。煤矿安全成本狭义上是指为了保证或提高生产(作业)的安全水平所消耗的支出;广义上还应有改善作业环境抢险救灾人道赔偿等事故损失。本节以煤矿为例说明提高煤矿经济和社会效益有着重要的现实意义(二)煤矿安全成本构成分析及投资对策在煤矿生产煤炭的同时煤矿的通风安全等技术部门与全体员工一起还在设法生产着另一种无形"产品安全煤矿安全这一"公预防阶段检鉴阶段整改阶段不安全损失1、煤矿安全成本的定义所谓煤矿安全成本是指为了保证或提高煤矿生产的安全水平改善安全作业条件减灾救灾等所支出的一切费用(包含人与物两方面的费用)，包括预防安全成本(A)、检鉴安全成本(B)、危险源整改安全成本(C)和损失安全成本(D)。安全成本也称安全总成本用M·煤矿安全成本构成分析现在来分析安全成本的构成由上述可知：M=A+B+C+D(2-10)(1)预防安全成本占安全总成本的比率即：JA100%，意味着AM即事故造成的损失趋近于零：D→0。 (2)检鉴安全成本占安全总成本的比率即(3)整改安全成本占安全总成本的比率即：JC(4)损失安全成本占安全总成本的比率即：通过比率JX分析并与煤矿历年的同期投资水平、安全效果相比较可以了解煤矿在安全管理及投入方面的薄弱环节找出保障最低安全资源配置降低安全成本提高安全效益的途径同时可有针对性地加强某项安全成本投入以保障或提高煤矿安全生产水平从而实现安全效益。·安全成本构成诸要素之间的相互关系及安全投资对策安全成本构成要素之间有着密切的联系其中任何一个在量上的变化都可能引起其它要素的波动引起安全成本或安全水平的变通过对四者之间关系的分析可以得出，A、B、C是主动预防支出的减函数;就A、B、C相比A、B是主动性支出C是被动性支出注重增加主动的预防性安全投入合理地增加检鉴安全投入和危险源整改安全投入进行完善安全成本的合理构成使之成为最优化的组合对于防止事故发生降低安全总成本提高安全于经济效益有着举足轻重的作用。二、安全经济投入优化原理安全经济投入的优化准则有两种：一是安全经济消耗最低二是安全经济效益最大(一)安全经济投入最低消耗原理安全涉及两种经济消耗：事故损失和安全成本(这里仅包含安全上主动性的支出)。两者之和表明了人类的安全经济负担总量。用安全负担函数BS的规律见图2-15。安全经济最优化的一个目标(二)安全投资最大效益原理安全效益函数E(S)表达了安全效益的规律由图2-4可看出SdE(S)/dS=0(2-15)由此可作如下分析：(1)在a、b两个点处无安全效益说明安全性较低或较高系统总体效益均不高(2)根据"最大效益原理"，可将安全性取值划分为3个范围 (见图2-4)：①S<S1投入小但损失大综合效益差，需要改善安全技术提高效益;②S在S1～S2之间接近S0点有较好的安全综合效益，是优选范围;③S>S2虽然损失小但安全成本高综合效益也较差需要在力求保持安全性的前提下降低成本改善综合效益。(三)安全经济投入的合理评价·机会成本评价法机会成本是做出一项决策时所放弃地其它可供选择的最好用途安全的稀缺性决定了选择选择的原则是最优化而衡量最优化的标准是机会成本为了实现避免或减少事故损失的目标人们就必须付出一定的经济代价但这种代价是否会肯定避免或减少相应的事故损失又取决于多种因素尤其是事故本身在很多情况下我们亟待解决的事情是要进行选择因此可以运用机会成本法进行比较。2."功能(效益)成本评价法基于价值工程原理安全投资项目的合理性和有效性也可用投资方案的"功能成本比或"效益成本比来评价评价模型如下：=PR式中：SIRDj第j种方案安全投资合理度;Pi投资系统中第i种危险的发生概率;Li投资系统中第i种危险的最大损失后果;Ri投资后对第i种危险的消除程度;Cj第j种方案的安全工程总投资式中PiLiRi表示安全投资后的总效果，其中PiLi是系统危险度;分母Cj表示安全投资鉴于不同的投资方案具有不同的安全效果和投资量从而具有不同的投资合理度于是依据SIRD值的大小可选出最优方案实现方案优选三、安全的效用原理(一)效用与安全效用·效用的基本概念效用(Utility)原意是指消费某种物品或劳务时所带来的满足程度。在现代效用理论中效用实质上就是价值的定量表述。·边际效用递减规律效用理论中的一个重要规律边际效用递减。即每增加一个供给(消费)单位它所能给人们(消费者)带来的满足程度会逐步递减。安全的价值或效用是不容置疑的因为安全是人们(企业或国家)的一种需要可以说安全本身就是价值安全是相对的所以安全的价值具有比较特性;