《安全科学基础》PPT课件.ppt

1、吉林化工学院,安全工程技术,授课课件,安全第一，预防为主,2020/10/17,2,课程教学简介,一、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工业领域。 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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,3,二、课程教学内容 本课程主要讲授安全科学的基

2、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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,4,三、课程教学的基本要求 1主要以课堂讲授为主，并安排一定的课堂讨论。 2课后布置适当的作业，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30%，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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,5,四、建议教材与教学参考书 1 何学秋等，安全工程学

3、，中国矿业大学出版社，2000 2 赵云胜等译，安全科学导论，中国地质大学出版社，1991 3 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，1991,安全第一，预防为主,2020/10/17,6,6 中国安全科学学报杂志 7 安全与环境学报杂志 8 工业安全与环保杂志 9 安全杂志 10 工业安全与除尘杂志 11 现代职业安全杂志,第一章 安全科学基础,主讲教师：刘 辉 吉林化工学院环境与生物工程学院 E-mail: Tel小号:610582）,安全第一，预防为主,2020/10/17,8,本章主要内容,第一节 安全问题与安全科学发展历程 第二节 安全科学

4、的哲学基础 第三节 安全科学定义、性质、对象分类 第四节 安全科学数理基础 第五节 安全科学的流变突变规律,安全第一，预防为主,2020/10/17,9,第一节 安全问题与安全科学发展历程,一、安全问题的提出 1.在古石器时代，人类的祖先挖穴而居，栖树而息，完全依附于自然。人类处于被动适应地位，面临的威胁主要来自雷、电、风等自然灾害及野兽的侵袭。 2.跨入农业社会后，人类逐渐摆脱大自然的束缚，开始改造自然，人为灾害开始越来越多，这一时期主要的安全问题来自自然灾害和人为灾害。 3.到了工业时代，人类开始利用技术创造文明，但技术的发展也给人类带来了灾难，具体包括以下几个方面：,安全第一，预防为主,

5、2020/10/17,10,工业时代后人类面临的安全问题,（一）大气污染问题 （二）核灾害 （三） 化学污染问题 （四） 航空航天工业灾害 （五）交通运输事故 （六）工业、矿山灾害,安全第一，预防为主,2020/10/17,11,（一）大气污染问题,随着地球上人口的急剧增加，人类经济增长的急速增大，地球上的大气污染日趋严重，其影响也日趋加深，出现所谓的全球环境问题。目前，全球性大气污染问题三个方面： 温室效应： 大气中某些痕量气体含量增加，而引起的地球平均气温上升的情况，则称温室效应。这类痕量气体，即叫温室气体，主要包括CO2、CH4、O3、N2O和氯氟烃（氟利昂）等，其中尤以CO2的温室作用

6、最明显。 酸雨： 酸雨是指pH56的雨雪或其它方式形成的大气降水（如雾、露、霜），是一种大气污染现象。酸雨的危害主要是破坏森林生态系统，改变土壤性质与结构，破坏水生生态系统，腐蚀建筑物和损害人体的呼吸道系统和皮肤。臭氧层耗竭 臭氧是大气中的微量气体之一，其主要浓集在平流层中20-25km的高空，即大气的臭氧层。臭氧层对保护地球上的生命界以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。然而，近些年来，由于在平流层内运行的飞行器日益增多，人类活动产生的一些痕量气体如N0。和氯氟烃等进入平流层，使臭氧层遭到破坏，以致于在南极上空出现了“臭氧空洞”。,安全第一，预防为主,2020/10/17,12,安全第一，

7、预防为主,2020/10/17,13,（二）核灾害,核的可怕之处在于 其放射性物质的辐射物，可以杀伤动植物的细胞分子，破坏人体的DNA分子并诱发癌症。核事故虽然很少但在历史上并不少见： 1） 年月日，大火烧毁了英国温斯克尔核综合设施的一座生产钚的反应堆的堆芯，向大气中放出放射性云雾。这次辐射泄漏导致数十人患癌症而死亡。 2）年冬季，在苏联乌拉尔地区克什特姆城附近发生了一次严重事故。据首次披露这次事故情况的一位俄罗斯科学家估计，这次事故使数以百计的人因核辐射而患病死亡。 3）1年月日，美国的爱达荷福尔斯的一个核电站的一座实验反应堆发生事故，造成三名技术人员死亡。 4)年月日，苏联的第一艘核动力潜

8、艇辐射泄漏，造成艇长和名乘员死亡。辐射泄漏的原因是潜艇的两座反应堆之一的控制系统中的一条管道破裂。,安全第一，预防为主,2020/10/17,14,5）年月日，在宾夕法尼亚州的哈里斯堡附近的三英里岛发生了美国最严重的核电站事故。反应堆之一部分熔化，使放射性气体泄入大气中，居民被迫撤离。 6） 年月。英国塞拉菲尔德核电站意外地把放射性废料排入爱尔兰海，导致环境保护主义者们要求关闭这座核电站。 7） 1986年4月26日，世界上最严重的核事故在苏联切尔诺贝利核电站发生。使辐射泄漏到欧洲很大一部分地区。爆炸的直接后果是人死亡，数十万人从这个地区撤离。 8） 年月日，一次爆炸摧毁了为苏联海军核动力舰艇

9、服务的什科托沃舰船修理设施。这次事故造成人死亡，许多人因为遭受核辐射而在事后死亡。 9） 年月日，在美国俄克拉何马州的一座核电站，由于对核材料筒加热不当引起爆炸，造成一名工人死亡，人受伤。 10）近期，轰动世界的：2001年8月12日，俄国库尔斯克号核潜艇沉没事件。,安全第一，预防为主,2020/10/17,15,(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”。 如：备受关注的2005年11月13日吉林石化公司双苯厂爆炸事故引起的松花江水环境污染问题,安全第一，预防为主,2020/10/17,16,（四） 航空航天工业灾害,

10、航空航天的发展不仅把地球变得更小，还是我们探索太空的手段，但是由于其对技术要求的精确性和稳定性，事故不断： 1）前苏联宇航员科马洛夫，1967年4月24日乘联盟1号飞船返回地面时，因降落伞未打开，成为第一位为航天殉难的宇航员。 2）1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机起飞时发生爆炸，7位宇航员全部遇难，成为迄今最大的一次航天灾难。 3）美国当地时间2003年2月1日上午(北京时间1日晚)，载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的太空任务之后，返回地球，但在着陆前发生意外，航天飞机解体坠毁，7名宇航员全部遇难。,安全第一，预防为主,2020/10/17,17,（五） 交通

11、运输事故,山西沁源特大交通事故：2005年日时左右，沁源县第二中学的学生在公路上跑操，一辆带挂车的大货车撞向学生队伍酿成事故。共造成名学生和名教师遇难。 2005年12月24日15时40分，内蒙古自治区巴彦淖尔市运通运输有限公司驾驶人王云驾驶蒙L07963号大客车，由巴彦淖尔市临河区驶往鄂尔多斯市杭锦旗吉日嘎朗图镇渡口村，当车辆驶过吉日嘎朗图镇境内黄河浮桥驶上河滩后，在通过其中部分结冰河滩（正常状态为土路河滩，黄河涨水结冰形成冰面）时，车辆压破冰层沉入水中。经初步调查，该车乘载37人（核载29人），目前9人生还，25人死亡，其余3人下落不。,安全第一，预防为主,2020/10/17,18,摘自

12、公安部统计结果：2005年，全国共发生道路交通事故450254起，比2004年减少67635起，下降13.1；造成98738人死亡，同比减少8339人，下降7.8；造成469911人受伤，同比减少10953人，下降2.3；直接财产损失18.8亿元，同比减少5.1亿元，下降21.2。万车死亡率为7.6，比2004年减少2.3。 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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,19

13、,汽车连环相撞,安全第一，预防为主,2020/10/17,20,（六） 工业、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安全科学。,安全第一，预防为主,2020/10/17,21,摘自2005年全国煤矿安全生产状况

14、简要分析及对策措施：2005年，全国煤矿共发生死亡事故3341起，死亡5986人。 2005年煤矿仅百人以上的矿难就发生了4起： 一是2月14日辽宁阜新孙家湾瓦斯爆炸；死亡214人。 二是8月7日广东梅州大兴煤矿透水；死亡123人。 三是11月27日黑龙江七台河东风煤矿煤尘爆炸；169人死亡 四是12月7日河北唐山刘官屯煤矿瓦斯爆炸。,安全第一，预防为主,2020/10/17,22,非煤矿山行业也事故多发。 如，11月6日河北邢台石膏矿事故，死亡34人； 11月13日中石油吉化双笨厂爆炸，还造成了水体污染； 12月15日吉林辽源医院发生火灾，死亡40人； 12月22日，四川都江堰修公路打隧道打

15、出瓦斯来，发生瓦斯爆炸，死亡44人。,安全第一，预防为主,2020/10/17,23,安全现状（摘自文献数据）,全球每年约有3 2 0 万人死于技术失控和失策导致的灾难，占死亡总人数的5.2% ；每死亡一人就有4人留下残疾，每年造成的直接经济损失高达国民生产总值的2.5% （损失指数）；每年要拿出国民生产总值3.5%用于应急救援。,安全第一，预防为主,2020/10/17,24,我国是世界上灾害和安全问题最为严重的国家之一。 2000年全国共发生各类事故81.6万起，死亡11万多人。按照国际通常使用的计算方法，造成经济损失约1600亿元，占当年G D P 的2左右。王政 (2001年03月13

16、日:人民日报第十版 )， 我国每年因各类事故造成的经济损失在1500亿元（约占GDP的2%）以上。-国家安全生产监督管理局国家安全生产科技发展规划（20042010）M北京：中国劳动社会保障出版社，2004,安全第一，预防为主,2020/10/17,25,二、安全科学的发展历程,（一）我国安全科学的发展历程 （二）国外安全科学的发展历程,安全第一，预防为主,2020/10/17,26,（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，从中央到地方都设立了专门机构并配备了相当数量的专职人员。安全

17、科学研究和专业人才培养教育工作开始起步，科研机构仅有：劳动部劳动保护科学院研究所，卫生部劳动卫生研究所、冶金部安全技术研究所及煤炭科学院下设的部分研究室，研发人员仅1000余人。 第二阶段从70年代末到现在 1、劳动保护的行政管理和宣传教育工作得到加强。 2、 到1983年全国建成安全类科研机构31所，研发人员达到4000余人； 3、高等安全专业教育发展速度加快，1984年7月高等学校工科专业目录下达后，全国已有设置安全工程专业类高校30 余所；分布遍及煤炭、地质、石油、机械、化工、兵器行业。 4、并形成了本科、硕士、博士、博士后学历教育。,安全第一，预防为主,2020/10/17,27,5、

18、近年来安全工程专业发展迅猛，在1998年国家教育部高校本科专业目录中，安全工程专业（代号：081002）与环境工程专业（代号：081001）同属环境与安全类（代号：0810）一级学科。 1）全国开办安全工程本科专业的高校已经达到75所， 2）目前我国已有11所高校有安全技术及工程博士学位授予权，有33所高校有硕士学位授予权（不含科研院所），大多数开办安全工程专业的高校为普通院校； 3）开办安全工程专业的高等院校的类型很多，有军工、化工、石油、矿业、土木、交通、能源、环境、经济等，也证明了安全学科是一个涉及面极广的综合交叉科学； 4）2005年全国安全工程专业本科生招生人数接近3900名。,安全

19、第一，预防为主,2020/10/17,28,安全第一，预防为主,2020/10/17,29,安全第一，预防为主,2020/10/17,30,安全第一，预防为主,2020/10/17,31,（二）国外安全科学的发展历程,随着西方工业革命的发展，安全科学也逐步发展： 1）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； 2）后来不得不拿出一定资金改善工人的劳动条件； 3）再来发展到系列的安全科学有关的组织和科研机构。 到70年代末，安全教育已经在美国发展起来,设立了卫生工 程、安全工程、毒物学和安全教育方面的硕士和博士位。 日本在研究安全方面虽起步较晚，但

20、发展却较快。 综上所述，安全科学的发展分为三个阶段：,安全第一，预防为主,2020/10/17,32,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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,33,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，这基本属于一种纯反应式的。安全科学缺乏理性，人们仅仅在各种产业的局部领域发

21、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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,34,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，在这一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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,35,第二节 安全科学的哲学基础,一、安全与危险的统一性与矛盾

22、性; 二、安全科学的联系观和系统观; 三、安全中的质变与量变; 四、安全问题的简单性、精确性和模糊性； 五、安全事件的必然性和偶然性。,安全第一，预防为主,2020/10/17,36,一、安全与危险的统一性与矛盾性,（一）安全的相对性 1绝对安全状态不存在 2安全标准是相对的 3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） 安全与危险的矛盾统一性 1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。 2统一性：互相依存，共处统一体中 存在着向对方转化的趋势,安全第一，预防为主,2020/10/17,37,二、安全科学的联系观和系统观,客观

23、世界普遍联系的是唯物辩证法观点之一。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。分析中要注意区分主要原因和次要原因，内因和外因、直接原因和间接原因等，在全面分析的基础上又要集中力量抓主要矛盾。 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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,3

24、8,三、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。-来自恩格斯在自然辩证法中的话。 统一性表现在三个方面： 1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。 2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。 3流变与突变的相互转化,安全第一，预防为主,2020/10/17,39,四、安全问题的简单性、精确性和模糊性,（一）简单性和复杂性 1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。 2复杂性： 安全系统中包含无穷多层次的矛盾，形成极为

25、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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,40,（二）精确性和模糊性 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一的。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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,41,五、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

26、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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,42,安全科学在分析认识问题上要做到,马克思哲学是世界观又是认识世界、改造世界的方法论，搞安全要以它为指导，做到： 1 一切从实际出发 2 在普遍联系中把握事物的本质 3 在动态中把握安全规律 4 矛盾分析法,安全第一，预防为主,2020/10/17,43,一、安全的科学概念 1）“安”字指不受威胁，没有危险等，可谓无危则安；“全”字指完满、完整、齐备或指没

27、有伤害、无残缺、无损坏、无损失等，可谓无损则全。显然，“安全”通常是指免受人员伤害、疾病或死亡，或引起设备、财产破坏或损失的状态。 2）The condition of being safe; freedom from danger, risk, or injury.-美国传统词典（双解）定义 3）科学定义：人的身心免受外界（不利）因素影响的存在状态（包括健康状况）及其保障条件。,第三节 安全科学的定义、性质、对象及分类,安全第一，预防为主,2020/10/17,44,美国心理学家（A.B Maslow)认为安全是人类基本需求之一,自我实现 丰富知识，取得成就 尊 重 需 求自尊、自信、取得承

28、认 社交需求 希望成为集团或成员 安全 需求 希望无伤、不受伤 生理 需求 衣、食、住、行,安全第一，预防为主,2020/10/17,45,二、安全科学(safety science)的定义 正如管理学虽然有100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，也不统一。 -库尔曼阐述：安全科学的主要目的是保持所使用的技术危害作用绝对的最小化，或至少使这种危害作用限制在允许的范围内。,安全第一，预防为主,2020/10/17,46,安全科学的最终目的是将应用现代技术所产生的任何损害后果(damage effects)控制在绝对的最低

29、限度内，或者至少使其保持在可容许的限度内这里所指的损害(damage)可以是技术引起的事故(accident）也可以是其他破坏(destruction)或损失(loss），例如，技术装备(technical installation)导致的环境污染所带来的破坏或损失。-安全科学导论中的原话。 他把安全科学的研究对象定义在技术应用中的可能危险产生的安全问题。要求技术必须有一定的安全度（degree of safety）。,安全第一，预防为主,2020/10/17,47,-J.格森定义：安全科学研究人及技术和环境之间的关系，以建立这三者的平衡共生态（equilibrated sysbiosis）为

30、目的。 -刘潜定义：安全科学是专门研究人们在生产及其活动中的身心安全（含健康、舒适、愉快乃至享受），以达到保护劳动者及其活动能力，保障其活动效率的跨门类、综合性的横断学科。,安全第一，预防为主,2020/10/17,48,-有学者认为：研究生产中人-机-环境系统，实现本质安全化及进行随机安全控制的技术和管理方法的工程学特指安全科学。 -现今定义：安全科学是研究事物的安全与危险矛盾运动规律的科学。研究事物安全的本质规律，揭示事物安全相对应的客观因素及转化条件；研究预测、清除或控制事物安全与危险影响因素和转化条件的理论与技术；研究安全的思维方法和知识体系。,安全第一，预防为主,2020/10/17

31、,49,从以上的定义可以看出，随着安全工作的不断深入，安全的定义在内涵和外延都在不断的发展，目前，安全定义的本质特征体现如下： （1） 体现本质安全 从本质上达到事物或系统的安全最适化。 现今的安全科学要区别于传统的安全学问，要做到：变局部分散为整体综合，变事后归纳整理为事前演绎预测，变被动静态受制为主动动态控制。 （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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,50,（3） 体现学科交叉性 把相关学科的理论和方法综合起来，形成系统的理论。要求注意吸收

32、各个学科的成果。 （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一切负效应。 （5）体现人、经济、环境和技术功能最优化。,安全第一，预防为主,2020/10/17,51,三、安全科学的研究对象,（1）安全科学的哲学基础 研究安全科学的哲学观，以确立正确安全观和方法论。 （2）安全科学的基本理论 在马克思主义的指导下，应用现阶段各基础学科的成就，建立事务共有的安全本质规律 （3）安全工程与技术 研究安全的工程技术问题，如安全系统工程、安全管理工程，人机环境工程等 （4）安全科学的经济规律,安全第一，预防为主,2020/10/17,52,四、安全科学的学科体系（重点）,

33、安全系统是人（men）技术(Technology)环 境（Environment）构成的复合系统MET(图1-1)。,安全第一，预防为主,2020/10/17,53,构成安全整体的组成部分,安全三要素：人、物、人与物关系 (man, substance, relation between man and substance) 人安全人体 物安全物质 人与物的关系安全社会：表示了安全人与物在时间和空间上的联系,安全第一，预防为主,2020/10/17,54,安全四因素： 安全人体：人体能对危害因素具有绝对的抵抗能力 安全物质：物质对人绝无危害 安全人与物关系（安全社会）：在时间、空间和能量上，人

34、与物的关系呈和谐状态 安全系统：在现有三要素基础上，通过信息的反馈、协调和控制，达到整体上的安全状态。,安全第一，预防为主,2020/10/17,55,MET系统概括了安全科学的研究领域，包含7个基本 子系统，各个子系统提出各个的安全命题： M（人子系统）：安全心理、安全生理、安全教育、安全行为。 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、社会经济、体制与管理等） T（技术子系统）：可靠性理论、安全技术（防火、防爆、机电安全、机械安全、运输安全等）,安全第一，预防为主,2020/10/17,56,MT（人机子系统）：人机关系、人机设计 ME（人环境

35、子系统）：人环境关系，职业病理，环境标 T（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。,安全第一，预防为主,2020/10/17,57,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,安全第一，预防为主,2020/10/17,58,安全科学,哲学,医学,管理学,环境学,经济学,社会学,数理

36、科学,混沌理论,系统论,控制论,信息论,耗散结构,流变论,突变论,协同学,安全学,安全技术科学,安全工程科学,安全工程学,图1-2 安全科学技术的学科体系,安全第一，预防为主,2020/10/17,59,安全工程学涵盖了上述安全学、安全技术科学和安全工程科学三个层次。 由于安全科学是一门新兴学科，具有跨学科、交叉性、横断性、跨行业的特点，所以安全工程学的研究的问题也就具有广泛性。其研究对象如下所示：,安全第一，预防为主,2020/10/17,60,五、安全科学的学科分类,（1）国务院学位委员会、国家教委（1997年6月颁布，重新调整后）国务院学位办，教育部研究生工作办公室授予博士、硕士学位和培

37、养研究生的学科、专业目录 教育部研究生工作办公室 一级学科：矿业工程 (Mineral Engineering )（0819） 二级学科： 采矿工程 (Mining Engineering ) （081901 ） 矿物加工工程 (Mineral Processing Engineering) （ 081902） 安全技术及工程 (safety technology and engineering ) （081903） 无三级学科（科学研究方向）,安全第一，预防为主,2020/10/17,61,(2) 教育部1998年发布的中国普通高等学校本科专业设置大全 教育部高等教育司（1998年发布专业目

38、录，2001年发布专业设置大全） 11个学科门类：哲学、经济学、法律、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学（下设71个一级类，249个专业） 一工学门类 (Category of Discipline: Engineering)（08） 一级：环境与安全类 (Environment and Safety)（0810） 环境工程 (Environmental Engineering)（081001） 安全工程 (Safety Engineering)（081002）,安全第一，预防为主,2020/10/17,62,（3）国家技术监管局（1992年11月1日）正式颁布的国标GB/T1374

39、5-92,即学科分类与代码 ，将“安全科学与技术” 列为一级学科，由5个二级学科和27个三级学科组成,安全第一，预防为主,2020/10/17,63,六、安全科学基本原理（补充内容）,搞好安全工作，必须依靠科学，依靠技术，在实际工作中灵活运用以下基本原理： 事故可预防原理 安全有限性原理 安全相对性原理 安全极向性原理,安全第一，预防为主,2020/10/17,64,事故可预防原理,安全科学的立足之点就是事故的发生是有规律性和可预防性 安全科学就是防止事故灾害发生，尽可能减少事故灾害的损失，损失降低到最低限度。 安全策略：安全第一，预防为主,安全第一，预防为主,2020/10/17,65,安全

40、有限性原理1 -事故、危险绝对论,技术发展和进步是有限的（逐步的）；安全的投入是有限的； 事故和危害虽然是可预防的，是难以完全避免的。,安全第一，预防为主,2020/10/17,66,安全有限性原理2 -事故、危险绝对论,人类在认识自然、改造自然的活动中受到许多社会和技术条件的限制，永远不可能穷尽地对客观世界的认识、完全掌握不断变化的客观世界的发展规律，因而认识总是存在盲区和无知，其实践活动难免有盲目性和冒险性；,安全第一，预防为主,2020/10/17,67,安全有限性原理3,人们会因为社会、心理、教育等因素的影响而不自觉地制造各种危险。,安全第一，预防为主,2020/10/17,68,安全

41、有限性原理3,事故发生的概率可以趋于零，但不能绝对等于零。重要地是将事故控制在合理的范围之内。即预定的期望值，或社会认可的目标值。,安全第一，预防为主,2020/10/17,69,安全有限性原理3,煤炭企业百万吨死亡率1； 核反应堆事故率： 反应堆附近居民的死亡概率为3109人年，负伤为 6109人年，即1500万居民生活在100个反应堆附近，25年中可能死亡1人，负伤2人。,安全第一，预防为主,2020/10/17,70,安全相对性原理,安全具有相对性。与具有的环境、技术条件有关，在一定条件下认为是安全的，而在另一条件下则可能不安全，甚至是危险了。在实践中，绝对安全是不存在的，人们习惯把在某

42、一条件安全水平作为可以接受的安全界限，在这界限以下则认为是危险的。,安全第一，预防为主,2020/10/17,71,安全极向性原理,安全性1危险性 危险性趋于无穷小，则安全性趋于100%； 人们的安全活动总是希望以最小的投入获得最大的安全性；,安全第一，预防为主,2020/10/17,72,经济负担函数B(S),安全投入函数C（S）,安全投入最低消耗原理,事故损失函数L（S）,安全性100%,价值和费用,B0,S0,安全第一，预防为主,2020/10/17,73,安全效益函数E(S) =F(S)-C(S),安全投入函数C（S）,安全投入的最大效益原理,安全功能函数F（S）,价值和费用,S0,S

43、b,S2,S1,Sa,安全性(S)%,安全性为Sa,Sb时均无安全效益,安全投入的最大效益原理图,安全第一，预防为主,2020/10/17,74,七、安全名言（补充内容）,Safety at first.（安全第一!） Second thoughts are best for safety. （为了安全需三思而后行） There is no smoke without fire.（无火不起烟） Running the hazard is the friend of accident. （冒险是事故之友）,安全第一，预防为主,2020/10/17,75,国外安全名言,Caution is the

44、 parent of safety.（谨慎为安全之本） Check in the bud. （防患于未然） Mindful of possible danger in time of peace.（安不忘危） Safety first,everything will be all right . （安全第一，万事如意）,安全第一，预防为主,2020/10/17,76,国外安全名言,Making-safe operation is major event.（安全工作是头等大事） Labour pretection with special care,to prevent accident .（加

45、强劳动保护，预防事故发生） Production must be safe and civilized.（生产必须安全、文明） MIND GAS! MIND FALL! MIND FIRE! MIND ELECTRICITY! PAY ATTENTION TO SAFETY,安全第一，预防为主,2020/10/17,77,国内安全名言,安全、舒适、长寿是当代人民的追求。 安全：生产与生命的保证。 安全：生命的源泉。 安全伴着幸福，安全创造财富。 安全保健康，千金及不上。 安全出效益，安全出速度， 安全出美满，安全出甜蜜。 安全创造人类幸福，劳动创造社会财富。 安全的承诺：幸福永远伴随着你。 安

46、全等于生命。 安全第一是经济运行的命脉。 安全二字千斤重，息息相关万人命。,安全第一，预防为主,2020/10/17,78,安全记心中，效益不断升。 安全就是节约，安全就是生命。 安全就是效益，安全就是幸福。 安全是个宝，人身最重要。 安全是个宝，生命离不了。 安全是个宝，时刻莫忘了。 安全是劳动者生命的保护神。 安全是美好生活的前提。 安全是你一生幸福的可靠保障。 安全是人生的支柱。,安全第一，预防为主,2020/10/17,79,安全是生命的保证，安全是幸福的保障。 安全是生命的基石，安全是欢乐的阶梯。 安全是所有工作的基础。 安全是稳定的基础，胜利的源泉。 安全是我们的命根。 安全是幸福

47、，事故是痛苦。 安全是一流的基础。 安全是一切的保证。 安全是一切工作的开始。,安全第一，预防为主,2020/10/17,80,安全为是谁，为了你，为了他，为了国家为了大家。 安全我们永恒的旋律。 安全幸福的方舟。 安全幸福的支柱。 安全意味着幸福生活的开始。 安全与减灾关系到全怕幸福和安宁。 安全责任为天，生命到高无上。 安全至上，生命无价。,安全第一，预防为主,2020/10/17,81,第四节 安全科学的数理基础,一、逻辑运算和逻辑函数 二、随机事件概率计算 三、可靠性理论的基本概念,安全第一，预防为主,2020/10/17,82,一、逻辑运算和逻辑函数,1、逻辑运算 逻辑运算又称为布尔

48、代数，19世纪中叶英国数学家布尔（George Boole）创立. 布尔是英国数理逻辑学家，逻辑代数的创始人。1815年11月2日生于英格兰的林肯,1864年12月8日卒于爱尔兰的科克。 变量的值仅有0和1两个。,安全第一，预防为主,2020/10/17,83,基本逻辑运算,包括三种： 1、与运算 只有参加逻辑运算的两个变量全为1时结果才为1 2、 或运算 参加逻辑运算的两个变量任何一个为1时结果都为1 3、非运算 取参加运算逻辑变量的反。,安全第一，预防为主,2020/10/17,84,基本逻辑运算表示方法,a,b,c,Z,a,b,c,a,Z,Z,与运算：Z=abc 只有a,b,c都为1，

49、Z才为1。,或运算：Z=a+b+c 只要a,b,c有一个为1，Z就为1。,非运算,安全第一，预防为主,2020/10/17,85,布尔代数的运算法则与化简,布尔代数与一般代数运算不同，有其独特的运算法则： 1、幂等法则 2、交换法则 3、结合法则 4、分配法则 5、吸收法则 布尔化简在安全评价和安全分析中有广泛的应用,安全第一，预防为主,2020/10/17,86,用布尔代数化简下面2式：（5分） A、（X1+X2）（X1+X1X2） B、（X1+X2X4）（X3+X4）,安全第一，预防为主,2020/10/17,87,二、随机事件概率计算,B,B,B,A,B,子事件,和事件,积事件,互斥事件

50、,安全第一，预防为主,2020/10/17,88,二、随机事件概率计算,区分两个概念： 频率： 概率： 频率与试验的次数有关，而概率是客观的,A,A,A,S,A,B,对立事件,差事件,安全第一，预防为主,2020/10/17,89,独立事件概率计算公式,1、逻辑积的概率计算公式,2、逻辑和的概率计算,安全第一，预防为主,2020/10/17,90,应用举例,2005年安全评价人员考试案例分析题：（40分） 轮式汽车起重吊车，在吊物时，吊装物坠落伤人是一种经常发生的起重伤人事故，起重钢丝绳断裂是造成吊装物坠落的主要原因，吊装物坠落与钢丝绳断脱、吊勾冲顶和吊装物超载有直接关系。钢丝绳断脱的主要原因

51、是钢丝绳强度下降和未及时发现钢丝绳强度下降，钢丝绳强度下降是由于钢丝绳腐蚀断股、变形和.，而未及时发现钢丝绳强度下降主要原因是日常检查不够和未定期对钢丝绳进行检测；吊勾冲顶是由于吊装工操作失误和未安装限速器造成的；吊装物超载则是由于吊装物超重和起重限制器失灵造成的。请用故障树分析法对该案例进行分析，做出故障树，求出最小割集和最小径集。假如每个基本事件都是独立发生的，且发生概率均为0.1，即q1=q2=q3=qn=0.1，试求钢丝绳裂事故发生的概率。,安全第一，预防为主,2020/10/17,91,安全第一，预防为主,2020/10/17,92,三、可靠性理论的基本概念,1可靠性 研究对象在规定

52、条件下、规定时间内，完成规定功 能的能力。 2可靠度与不可靠度 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=1或R=1-F,安全第一，预防为主,2020/10/17,93,可靠度公式推导,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。 则不可靠度F为： N0/Nfm,安全第一，预防为主,2020/10/17,94,现在我们把工作时间按t分为一段，每个单位时间t内失效的研究对象数为Nfi,则有 在tm时间内发生失效的概率为

53、Fm： 当t 0时，,安全第一，预防为主,2020/10/17,95,t越小，分得越细，则左图中的折线就越趋近于一条曲线，该曲线就是失效率和时间的曲线F（t）：,安全第一，预防为主,2020/10/17,96,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。 根据事物的发展规律有：,安全第一，预防为主,2020/10/17,97,设在t时间内残存的未失效研究对象数为Ns(t)，则,安全第一，预防为主,2020/10/17,98,3、故障率与维修度,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：,

54、安全第一，预防为主,2020/10/17,99,此时研究对象的可靠度是按照指数分布的 。 但是故障率一般情况下不是恒为常数的，仅在一定时期才可以看作常熟。,安全第一，预防为主,2020/10/17,100,典型的失效率曲线浴盆曲线,安全第一，预防为主,2020/10/17,101,安全第一，预防为主,2020/10/17,102,2）维修度,定义：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)，越容易维修，其值越大。而且是停工时间tD的分布函数，根据定义有：,安全第一，预防为主,2020/10/17,103,维修率是指在修理时间达到t时，尚未修复的产品在以

55、后的t单位时间内完成修复的概率。,安全第一，预防为主,2020/10/17,104,安全第一，预防为主,2020/10/17,105,4、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（Mean Time To Failure） 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（Mean Time Between Failure） MTTR（Mean Time To Repair ）系统的平均修复时间。 MTTF， MTBF，MTTR表达了系统的寿命过程。 对于可修复系统， MTBF是系统平均工作时间，MTTR是系统平

56、均修理时间。 对于不可修复系统， MTTF是系统的平均寿命，MTTR是系统平均更换时间。,安全第一，预防为主,2020/10/17,106,设产品寿命x的分布函数和分布密度分别为 F(t)=P(xt)，f(t)=dF(t)/dt (t0) 在时刻t的可靠度 R(t)=P(xt)=1-F(t) R(t)=-f(t) , dF(t)=-dR(t),安全第一，预防为主,2020/10/17,107,称随机变量x的数学期望为产品的平均寿命，记为，则有,安全第一，预防为主,2020/10/17,108,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)= 0 其平均寿

57、命为：,安全第一，预防为主,2020/10/17,109,（二）基本事件发生概率计算,在系统安全分析及进行定量计算时，必须要首先知道基本事件的发生概率。 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。对于一般可修复系统，,安全第一，预防为主,2020/10/17,110,1.设备的故障率可以通过故障试验统计分析得到，但是在实验条件下得到的数据，在实际应用中，设备由于受到温度、湿度、振动、冲击、压力及人为操作的影响，故障率应为： 为实验条件下得到的故障率， k为严重系数，一般取值为110。 2 人的失误率 通常，人的失误率在0.010.001之间，可乘一修正系数k(k=110)。,安全

58、第一，预防为主,2020/10/17,111,对于不可修复系统，设备的单元故障概率为 q=1-e-tt 式中 t设备运行时间 例2：某风门200d需修理一次，每次修理时间8h，则有： MTBF=200（d）=20024=4800（h） MTTR=8(h) 风门故障率为 q=8/4808=0.0017,安全第一，预防为主,2020/10/17,112,安全科学的基本术语（补充）,1）安全 安全是指免受不可接受的风险的伤害。 不可接受(承受)风险的发生，通常会带来人员伤害或物的损失，避免此类事件发生的过程和结果可称为安全。 2） 危害 危害是指可能带来人员伤害、疾病、财产损失或作业环境破坏的根源或

59、状态。 危害也可理解为危险源或事故隐患。从本质上讲，就是存在能量、有害物质和能量、有害物质失去控制而导致的意外释放或有害物质的泄漏、散发这两方面危害因素。 对于危害因素的分类方法有多种，如按事故的直接原因进行分类，则可根据GBT1381692生产过程中的危险、危害因素分为六类：物理性、化学性、生物性、心理生理性、行为性及其他危害因素。此外，也可根据事故类别、职业病类别进行分类。,安全第一，预防为主,2020/10/17,113,3）事故 事故是指造成主观上不希望出现的结果意外发生的事件。 分为死亡、疾病、伤害、财产损失或其他损失共五大类。这里所说的疾病包括职业病和与工作有关的疾病。 4）风险 特定危害性事件发生的可能性与后果的结合就称为风险。风险可认为是潜在的伤害，可能致伤、致命、中毒、设备或财产等损害。 风险具有两个特性，即可能性和严重性，如果其中任一个不存在，则认为这种风险不存在。 如电击风险，如果能保证在有电击可能性的地