安全系统工程

1、系统：定义：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。特征：整体性、目的性、有序性、相关性、环境适应性、动态性。安全与危险：安全与危险互为存在前提的的术语。安全，是指免遭不可接受危险的伤害。安全程度用安全性指标来衡量。危险，是人们所不愿意见到的可以造成人身伤害、环境破坏、财产损失的威胁。通常人们采用危险性大小来衡量危险程度，用危险概论和危险严重度表示危险可能导致的后果。安全即为没有超过允许限度的危险，这种没有超过允许限度的危险被称作可接受的危险。安全也存在危险，世上没有绝对的安全，只不过其危险性很小，人们可以接受它。被社会公众所接受的危险称为“社会允许危险”，在安全评

2、价中，社会允许的危险是判别安全与危险的标准。危险与事故：危险是导致人员伤亡或疾病，或导致系统、设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的任何真实或潜在的条件。事故是导致人员伤亡或职业病，设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的不希望发生的单个或一系列事件。危险事故。在危险三个属性（危险因素、触发机理、威胁目标）中触发事件F，危险转变为事故。安全系统工程：指应用系统工程的基本原理和方法，辨识、分析、评价、排除和控制系统中的各种危险，对工艺过程、设备、生产周期和资金等因素进行分析评价和综合处理，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最佳状态的一门综合性技术科学。任务：危险源辨识。分析、预测危险源由

3、触发因素作用而引发事故的类型及后果。设计和选用安全措施方案，进行安全决策。安全措施和对策的实施。对措施效果作出总体评价。不断改进，以求最佳措施效果，使系统达到最佳安全状态。步骤：收集资料，掌握情况。建立系统模型（结构、数学、逻辑模型）。危险源辨识与分析。危险性评价。控制方案与方案比较。最优化决策。决策计划的执行与检查。研究对象：人-机-环境系统。人-机-环境系统构成：人子系统：从事生产活动的操作人员和管理人员。机器子系统：生产必须的机器、设备、厂房等物质条件。环境子系统：生产活动所处的环境。内容：系统安全分析（预先发现系统可能存在的危险因素，全面掌握其基本特点，明确其对系统安全性影响的程度。为

4、安全评价提供条件。）系统安全评价（根据分析的结果对系统进行定性和定量评价，为决策提供依据。）安全决策与控制（根据评价的结果，对系统进行调整，对薄弱环节加以修正，以最少的消耗，达到最优的安全水平。）安全分析应该遵循的基本原则：初步分析详细分析；根据分析对象的不同选择分析方法；连续工艺操作单元间有联系的分析方法；关键的危险性设备从零部件开始的故障分析；新建、改建的设计或限定目标静态的分析方法；运行状态动态的分析方法；反复调整替换分析和逻辑分析；各种分析方法互为补充；并不需要使用所有的分析方法；安全系统：以人为中心，由安全工程、卫生工程技术、安全管理、人机工程等几部分组成，以消除伤害、疾病、损失，实

5、现安全生产为目的的有机整体，它是生产系统的一个重要组成部分。系统安全分析方法的简称：安全检查表（SCL）预先危险性分析(PHA)故障类型和影响分析(FMEA)危险性和可操作性研究(HAZOP)鱼刺图法；作业危害分析(JHA)事件树分析(ETA)事故树分析(FTA)，都可进行定性分析，后两者可进行定量分析。致命度分析（CA）故障类型和影响、危险度分析（FMECA定量）安全检查表：运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。优点：系统化、科学化；容易得出正确评估；充分认识各种危险程度；通俗易懂；易于分清责任；简单易学，易于掌握；

6、缺点：只能作定性的评价；只能对已经存在的对象评价。安全检查的内容：查领导、查思想、查管理、查隐患、查事故处理。编制程序：系统的功能分解；人、机、物、管理和环境因素；潜在危险因素的探求。预先危险性分析：优点：是一种简便易行的分析方法，通过它可以提供系统、子系统、某项设备或某项操作的已经存在的或可预见的危险清单。通常在产品生命周期早期阶段进行，分析时花费不大，所识别的危险及其风险控制措施的提出有助于进一步的设计，同时也为管理决策提供有意义的分析结果。可以辨识系统中的大多数危险，也能提供系统的风险指数。采用商用的软件更有助于加快分析过程。缺点：不能识别出系统中的所有的危险，其风险评估也不可能是绝对正

7、确的。采用头脑风暴法，分析人员的相关知识、智力或能力方面并不绝对权威。多个元素互相作用、多个风险相互关联时，很难对其作出全面的评价。方法：首要问题：识别危险性；造成事故的因素：引起伤害的能量；遭受伤害的对象(人或物)；两者缺一不可。找出危险源的手段：丰富的理论基础和实践知识；能量的转换：正常运行：输入能=有用功+正常耗损能。非正常运行：输入能=有用功+正常耗损能+逸散能。能量失控模式：物理模式(占多数)：物理爆炸；锅炉爆炸；机械失控；电气失控；其他。化学模式：直接火灾；间接火灾；自动反应。其他危险源：有害因素；外力因素；人的因素；环境因素。程序：确定系统调查收集资料系统功能分解分析识别危险源确

8、定危险等级制定措施措施实施故障类型及影响分析：是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。故障：是指系统或元素在运行过程中，不能达到设计规定的要求，因而不能实现预定功能的状态。故障类型：是指系统中相同的组成部分和元素所发生故障的不同形式。危险度：用不同故障类型发生的概率来衡量危险程度（危险度）。危险度分析是对系统中组成部分和元素的不同故障类型危险程度（危险度）的分析。故障发生：系统、子系统或元件在运行过程中，由于性能低劣而不能完成规定的功能时，则称为故障发生。危险性和可操作性研究：研究的基本过程是以关键词为引导，找出系统中工艺过程的状态参数的变化（偏差），然后再继续分析造成偏差的原因、后果及可

9、以采取的对策。常用术语：意图、偏离、原因、后果、引导词、工艺参数。关键词：空白、过量、减量、部分、伴随、相逆、异常、否、多、少、而且、部分、相反、其他、以及。鱼刺图法：针对结果，分析原因；先主后次，层层深入。作业危害分析：划分作业步骤不能太笼统，也不宜太细。一项作业活动的步骤一般不超过10项。如果作业活动划分的步骤实在太多，可先将该作业活动分为两个部分，分别进行危害分析。 保持各个步骤正确的顺序。相应的对策：从工程控制、管理措施和个体防护三个方面加以考虑，消除危害；控制危害；修改作业程序；减少暴露。事件树分析：事件树是一种从原因到结果的过程分析。基本原理：任何事物从初始原因到最终结果所经历的每

10、一个环节都有成功（或正常）或失败（或失效）两种可能分支。将成功记为1，并作为上分支，将失败记为0，作为下分支；然后再分别从这两个状态开始，仍按成功或失败两种可能分析；这样一直分析下去，直到最后结果为止，最后即形成一个水平放置的树状图。分析步骤：确定初始事件；找出与初始事件有关的环节事件；画事件树；说明分析结果；定量计算。 结果一 P1结果二 P2 结果三 P3结果四 P4结果五 P5事故树分析：事故树是从结果到原因描述事故发生的有向逻辑树。对这种树进行演绎分析，寻求防止结果发生的对策，这种方法就称为事故书分析法。不足之处：花费大量的人力、物力和时间；建树过程复杂；会产生较大的误差；人的失误很难

11、量化。与门：或门：条件与门符号： 条件或门符号：限制门符号： 非门： 转移符号：编制程序：确定顶上事件调查分析原因绘制事故树审定事故树方法：人工编制：演绎法。计算机辅助编制：合成法、判定表法。用字母和数字代替各种状态：（高，正常，零）=（+1，0，-1） （正常，故障，停转）=（N，F，B）布尔代数：1+1=1，1+0=1，0+1=1，0+0=0，11=1，10=0，01=0，00=0，A+A=A，AA=A，A+AB=A, A(A+B)=A 化简程序：代数式若有括号应先去括号将函数展开；利用等幂法则，归纳相同的项；充分利用吸收法则直接化简。最小割集：是指能够引起顶上事件发生的最低数量的基本事件

12、的集合。求解方法：行列法、结构法、布尔代数化简法。（详细见书P107）在事故树分析中的作用：表示系统的危险性。表示顶事件发生的原因组合。为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施。可以排出基本事件的结构重要度顺序。可以方便地计算顶事件发生的概率并进行定量分析。最小径集: 是指能够使得顶上事件不发生的最低数量的基本事件的集合。求解方法：做出与事故树对偶的成功树与门或门；或门与门；各类事件发生换成不发生，成功树的最小割集就是事故树的最小径集。在事故树分析中的作用：表示系统的安全性。可以经济、有效地选取确保系统安全的方案。可以排出基本事件的结构重要度顺序。可以方便地计算顶事件发生的概率并进行定量分析。

13、判别割（径）集数目的方法：与门多、或门少，最小割集数目较少；或门多、与门少，最小径集数目较少。怎么判别最小割集和最小径集的个数?结构重要度求法?利用最小割集求顶上事件发生概率的公式?利用最小径集求顶上事件发生概率的公式?顶上事件发生概率的近似求法?概率重要度和临界重要度求法？怎么利用概率重要度求结构重要度？改善系统的安全性的途径：减少最小割集数；增加割集中的基本事件数；增加新的最小径集；减少径集中的基本事件数。最小割集可以预示出系统发生事故的途径；最小径集可以提供消灭顶上事件最经济、最省事的方案；或门多，最小割集多，越不安全，从求最小径集入手；与门多，最小割集少，越安全，从求最小割集入手。一个

14、基本事件的概率重要度如何，并不取决于它本身的概率值大小，而取决于它所在最小割集中其他基本事件的概率积的大小及它在各个最小割集中重复出现的次数。安全评价：定义：以实现安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，辨识与分析工程、系统、生产经营活动中的危险、有害因素，预测发生事故造成职业危害的可能性及其严重程度，提出科学、合理、可行的安全对策措施建议，作出评价结论的活动。基本原理：相关性原理、类推原理、惯性原理、量变到质变原理。 内容：程序：主要包括：准备阶段，危险、有害因素识别与分析，定性定量评价，提出安全对策措施，形成安全评价结论及建议，编制安全评价报告。LEC：D=LEC式中：D作业条件的危险性；

15、L事故或危险事件发生的可能性；E暴露于危险环境的频率；C发生事故或危险事件的可能结果。MES：R=MES式中：R生产作业条件的危险程度计算分值;M控制设备状态的分值;E人员暴露情况分值; S事故严重程度分值.MLS：RMiLi(Si1+Si2+Si3+Si4) R生产作业条件的危险程度计算分值; n危险因素的个数; Mi对第i个危险因素的控制与监控措施Mi=Mi1+Mi2； Li作业区域的第i种危险因素发生事故的频率； Si1第i种危险因素发生事故可能造成的一次性人员伤亡损失； Si2第i种危险因素存在带来的职业病损失； Si3第i种危险因素诱发的事故造成的财产损失； Si4第i种危险因素诱发

16、的环境累计污染及一次性事故的环境破坏造成的损失。美国道（DOW）化学公司火灾爆炸指数（F&EI）评价法与英国帝国化学公司火灾爆炸毒性指数评价法(ICI蒙德法)的区别：该方法与道化学公司的方法原理相同，都是基于物质系数法。在肯定道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法的同时，又在其定量评价基础上对道化学公司的方法作了重要的改进和扩充。在考虑对系统安全的影响因素方面更加全面、更注意系统性，而且注意到在采取措施、改进工艺以后根据反馈的信息修正危险性指数，突出了该方法的动态特征。后者增加了毒性的概念和计算；发展了某些补偿系数；增加了几个特殊工程类型的危险性；能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。火灾爆炸

17、指数评价方法的评价程序:火灾爆炸毒性指数评价法安全评价程序：概率危险性安全评价的程序：安全目标的确定方法：根据可接受的个人危险或集体危险来确定安全目标.；根据经济性确定安全目标；根据事故统计结果确定安全目标。预测：运用各种知识和科学手段,分析研究历史资料,对安全生产发展的趋势或可能的结果进行实现的推测和估计。系统安全预测：系统安全预测就要预测造成事故后果的许多前级事件，包括起因事件、过程事件和情况变化；随着生产的发展以及新工艺、新技术的应用，预测会产生什么样的新危险、新的不安全因素；随着科学技术的发展，预测未来的安全生产面貌及应采取的安全对策。安全预测的基本原理：系统原则、类推和概率推断原则、

18、惯性原理。回归预测分析法：利用数理统计原理，在大量统计数据的基础上，通过寻求数据变化规律来推测、判断和描述事物未来的发展趋势。灰色预测法计算？系统安全决策：安全决策时通过对系统过去、现在发生的事故进行分析的基础上，运用预测技术的手段，对系统未来事故变化规律作出合理判断的过程。确定性多属性决策方法：连接法：若Pc=0.79，表示对每个属性所设定的切除值应保证至少79%的方案数对应的属性值超过该切除值。分离法：并不要求每个属性值都超过这个值，只要求方案中至少有一个属性值超过切除值就被保留。决策树形：方块：决策点；圆：方案节点/自然状态点；三角：结果节点 期望值公式: E（v）= PiVi 式中：Vi事件i的条件值; Pi特定事件i发生概率; n事件总数.技术价Wt越高，方案的技术性能越好。理想方案的技术价为1，Wt0.6表示方案不可取。经济价Ww值越大，经济效果越好。理想方案的经济价为1，表示实际生产成本等于理想成本。Ww的许用值为0.7，此时，实际生产成本等于允许成本。相对价W