安全系统工程

•考试题型：一、判断题〔每题2分，共20分〕
•二、简答题〔每题5分，共30分〕
•三、案例分析题〔共20分〕
•四、计算题〔10+20=30分〕
•Unit1—Unit 2
•系统
•定义：由相互作用和相互依赖的假设干组成部分结合而成的具有特定功能和明确目
的的有机整体
•属性：整体性、相关性、目的性、环境适应性
•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，根据其结果调整工艺、设备、操作、管理、生产周期和费用等因素，以使系统可能发生的事故得到控制，从而到达最正确安全状态一整套管理程序和方法体系。

•事故
•概念：是人们在实现其目的的行动过程中，突然发生的、迫使其原有目的的行动暂时或永远终止的一种意外事件。

•特征：〔1〕因果性。

事故是由相互联系、相互制约的多种因素共同造成的。

总体上包括人的不安全行为和物的不安全状态。

•〔2〕偶然性。

事故是一种突然发生的、出乎意料的意外事件。

这是由于导致事
故发生的原因非常复杂，往往是由许多偶然因素引起的，因而事故的发生具有随机性质。

•〔3〕必然性。

事故是一系列因素互为因果，连续发生的结果。

事故因素及其因果关系的存在决定事故或迟或早必然要发生。

•〔4〕规律性。

必然性中包含规律性。

•〔5〕潜在性。

事故的发生具有突变性，但在事故发生之前存在一个量变的过程，亦即系统内部相关参数的渐变过程。

•〔6〕再现性。

如果没有真正地了解事故发生的原因，并采取有效措施去消除这些原因，就会再次出现类似的事故。

•〔7〕预测性。

使用科学的方法和手段，可以对未来可能发生的事故进行预测。

•生产事故：是指企业在生产过程中突然发生的、伤害人体、损坏财物、影响生产正常进行的意外事件。

•根据造成的后果不同：设备事故、人身伤亡事故、险肇事故。

•工伤事故(因工伤亡)
•概念：企业的职工为了生产和工作，在生产时间和生产活动区域内，由于受生产过
程中存在的危险因素的影响，或虽然不在生产和工作岗位上，但由于企业的环境、设备或劳动条件等不良，致使身体受到伤害，暂时地或长期地丧失劳动能力的事故。

•分类：〔1〕死亡：是指其损失工作日为6000日及以上，这是根据我国职工的平均退休年龄之和计算出来的。

•〔2〕重伤：是指其损失工作日为105个工作日以上〔含105个工作日〕，6000工作日以下的失能伤害。

•〔3〕轻伤：是指其损失工作日为1个工作日以上〔含1个工作日〕，105个工作日以下的失能伤害。

受伤者暂时不能从事原岗位工作。

•根据国家统计局和劳动部发出的通知，按照伤害原因和状况，可将事故分为20类
•
•事故模式理论：是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象，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。

•系统理论——瑟利模型核心思想
•人的因素模式-----针对具体危险而言
•人的决策：感觉危险、认识危险、响应危险〔假设处理正确，则可以防止事故和损•失，否则就会造成事故和损失。

〕
•内容：危险构成〔形成潜在危险〕和危险输出
•图P20
•
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•多米诺骨牌理论〔应用与作用〕
•内容：认为伤亡事故的发生是一连串事件按一定顺序互为因果依次发生的结果。

这
些事件犹如五块平行放置的骨牌。

如一块骨牌倒下，则将发生连锁反应，使后面的骨牌依次倒下。

这5块骨牌依次是：〔1〕M——人体本身〔受社会环境和管理因素影响〕〔2〕P ——人为过失〔3〕H ——人的不安全行为和物的不安全状态〔4〕D ——事故〔5〕A ——伤害
•图P18
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•不足之处：把事故致因的事件链过于绝对化。

事实上，各块骨牌之间的连锁不是绝对的，而是随机的。

•轨迹交叉论〔应用与作用〕
•基本思想：伤害事故是许多相互关联的事件顺序发展的结果。

概括起来无外乎人和
物两个发展系列。

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“逆流”于人体时，伤害事故就会发生，其本质原因是管理的缺陷。

•直接原因——物的不安全状态和人的不安全行为。

•间接原因、本质原因——管理缺陷
•图P23
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•事故三角形〔事故法则、海因里希法则〕图P28
•事故法则：即事故的统计规律，又称1∶29∶300法则。

即在每330次事故中，会造
成死亡重伤事故1 次，轻伤、微伤事故29 次，无伤事故300次。

•启示：要消除1次死亡重伤事故以及29次轻伤事故，必须首先消除300次无伤事
故。

安全工作必须从基础抓起，如果基础安全工作做得不好，小事故不断，就很难防止大事故发生。

•事故的预防原则——3E原则
•1、安全技术对策---着重解决物的不安全状态问题
•〔1〕消除潜在危险原则
•〔2〕降低潜在危险严重度的原则
•〔3〕闭锁原则
•〔4〕能量屏蔽原则
•〔5〕距离保护原则〔爆破距离〕
•〔6〕个体保护原则
•〔7〕警告、禁止信息原则
2、安全教育对策---着眼于人的不安全行为问题
安全教育的内容：安全态度教育、安全知识教育、安全技能教育
按对象分：A、对管理人员的安全教育、
B、对生产岗位职工的安全教育
〔1〕三级安全教育〔厂级、车间、岗位〕
〔2〕特种作业人员安全教育
〔3〕经常性安全教育
〔4〕“五新”作业安全教育〔新技术、新工艺、新材料、新产品、新设备〕
〔5〕复工、调岗安全教育
3、安全管理对策---注重人的不安全行为和物的不安全状态两方面〔即用各项规章制度、奖惩条例约束人的行为和自由，到达控制人的不安全行为，减少事故的目的。

〕
•〔1〕系统整体性原则
•〔2〕计划性原则
•〔3〕效果性原则
•〔4〕坚持合理的安全管理体制的原则
•〔5〕责任制原则
•事故统计指标
•1〕伤亡事故频率生产中的伤亡事故次数与参加生产的职工人数、时间及企业的安全状况有关。

可以用伤亡事故频率作为表示企业安全状况的指标。

• a——伤亡事故频率；
•A——伤亡事故发生次数，次；
•N——参加生产的职工人数，人；
•T——统计期间。

•我国《企业伤亡事故分类》〔GB6441-1986〕规定，按千人死亡率、千人重伤率和伤害频率计算伤亡事故频率。

•〔1〕千人死亡率：某时期内平均每千名职工中因工伤事故造成死亡的人数。

•〔2〕千人重伤率：某时期内平均每千名职工中因工伤事故造成重伤的人数。

•〔3〕伤害频率：某时期内平均每百万工时由于工伤事故造成的伤害人数。

目前我国仍然沿用劳动部门规定的工伤事故频率作为统计指标，习惯又称千人负伤率•
•
•2〕事故严重率
•国标GB6441-1986规定计算事故严重率的指标有：
•〔1〕伤害严重率：某时期内平均每百万工时由于事故造成的损失工作日数。

•〔2〕伤害平均严重率：受伤害的每人次平均损失工作日数。

•〔3〕按产品产量计算的死亡率：适用于以吨、立方米为产量计算单位的企业、部门。

•
•
Unit3
安全检查中的三同时、四不放过、五同时
1、三同时：在新建、改扩建工程项目〔主体工程〕：在新建、改扩建工程项目〔主体工程〕与安全卫生设施同时设计、同时施工、同时投产。

2、四不放过：事故原因分析不清不放过；事故责任者和广阔职工未受教育不放过；未制定防范措施不放过；事故责任者未处理不放过。

3、五同时：计划、布置、检查、总结、评比：计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作。

事件树、事故树分析计算
最小割集：导致顶上事件发生的最低限度的基本领件的集合
最小径集：使顶上事件不发生的最低限度的基本领件的集合
作用：〔1〕最小割集在事故树分析中的作用
①表示系统的危险性：最小割集越多，说明系统的危险性就越大。

②表示顶上事件的原因组合：调查掌握最小割集，对于掌握事故发生规律、调查事故发
生的原因有很大帮助。

③为降低系统危险性提出控制方向和预防措施：由最小割集可直观地判断哪种事故模式
最危险、哪种次之、哪种可以忽略、以及如何采取措施使发生的概率下降
④可以判定事故中基本领件的结构重要度和计算顶上事件发生的概率。

〔2〕最小径集在事故树分析中的应用
①表示系统的安全性：每一个最小径集都是保证事故树顶上事件不发生的每一个最小径集都是保证事故树顶上事件不发生的条件，是采取预防措施，防止事故发生的一种途径。

②选择确保系统安全的最正确方案：可以根据最小径集所含的基本领件个数的多少，技术、时间及资金等方面来选择最经济、有效的控制事故的方案。

③利用最小径集同样可以判定事故树中基本领件的结构重要度和计算顶上事件发生的概率。

可靠度：系统、设备或元件等在预期的使用周期〔规定的时间〕内和规定的条件下，完成其特定功能的概率
维修度：是指系统发生故障后在维修容许时间内完成维修的概率。

有效度：是指对于可修复系统在规定的使用条件和时间内能够保持正常使用状态的概率。

提高有效度的途径：提高系统的可靠度、提高系统的维修度
故障率λ(t)：某一时刻系统单位时间发生故障的概率。

量纲为时间的倒数。

设故障率为常数时，
变化规律：图P66
冗余设计法——以增加费用为代价来提高系统的安全性和可靠性
1、热贮备系统〔冗余系统〕：是指贮备的单元也参与工作，即参与工作的数量大于实际所必须的数量，这种系统又称冗余系统。

冗余技术一般是采用其他方法不能满意地解决系统安全问题，或当改良产品所需的费用比采用冗余单元更多时采用的方法。

热贮备系统的可靠度大于等于各并联单元可靠度的最大值。

2、冷贮备系统〔待机冗余、后备冗余〕：是指贮备的单元不参加工作，并且假定在贮备中不会是指贮备的单元不参加工作，并且假定在贮备中不会出现失效，贮备时间的长短不影响以后使用的寿命。

冷储备系统的平均寿命是各单元平均寿命的总和。

冗余系统设计时需注意的问题
1〕冗余度的选择：系统的可靠度随冗余度的提高而提高，但提高的效率越来越低；低可靠度的单元构成冗余系统的可靠度增长效率较高。

2〕冗余级别的选择：部件冗余优于系统冗余
系统可靠度计算
1、串联系统〔提高串联系统可靠度的途径：提高各子系统的可靠度、减少串联级数、
缩短任务时间〕
2、并联系统
预先危险性分析PHA：是指在一个系统或子系统〔包括设计、施工、生产〕运转活动之前，对系统存在的危险类别、出现条件及可能造成的结果，进行宏观概略分析的一
种方法。

危险等级划分为四级：
I级：安全的，暂时不发生事故，可以省略；
II级：临界的，有导致事故的可能可能造成人员伤亡和财产损失，应该采取措施予以控制；
III级：危险的，可能导致事故发生，造成人员伤亡或财产损失，必须采取措施予与控制；
IV级：灾难的，会导致事故发生，造成人员严重伤亡和财产巨大损失，必须立即设法消除
故障类型影响分析：是安全系统工程中重要分析方法之一。

采取系统分割的概念，根据实际需要分析的水平，把系统分割成子系统子系统或进一步分割成元件，然后逐个分析元件可能的故障和故障呈现的状态〔即故障类型〕，进一步分析故障类型对子系统〔系统〕的影响，最后采取措施解决。

一个系统或一个元件往往有多种故障类型：意外运行；运行不准时；停止不及时；停止不及时；运行期间故障。

Unit5
系统安全评价
概念：又称风险评价，是对系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做出定量的表示。

任务：对系统中存在的危险因素进行定性和定量分析，通过与评价标准的比较得出系统的危险程度，并提出改良措施。

程序： 1 成立评价组织；2 做好各项评价前的准备工作〔制定评价计划；收集资料；
对职工进行安全教育，并提出要求；制定安全评价的危险等级划分表、评价表、检查表，统一检查方法〕； 3 试点；4 全面铺开检测和评价；〔从管理部门的安全概念、职责、规章制度等检查入手，按检查表中的内容逐个检查；抓住主要矛盾，对事故多发或易发生区域进行全面检查；以专家组为单位，分头对各车间进行检查〕；5 资料汇总、分析，划定安全级别、制定整改措施，写出评价报告。

常用安全评价方法：1、指数评价方法〔道式法/火灾指数评价法、蒙德法〕
2、概率风险评价方法
3、综合评价法〔日本六步式评价方法〕
〔1〕一般综合评价
A、累计加分法：将评价各项所得的分值，采用加法累计，然后按其分值将评价各项所
得的分值，采用加法累计，然后按其分值大小，决定名次排序。

该法简单易行，但无视了主要项大小，决定名次排序。

该法简单易行，但无视了主要项目的决定作用。

B、算术平均法：将评价各项所得的分值，累加并用项目数去除，得平均分数，按大小
决定名次排序。

该法也较简单，也无视了主要项目的决定作用。

C、加权和法：对各评价项目按其重要程度分配权数乘各项目得分求和，按得分多少决
定名次排序，得分最高者为优。

D、连乘法：将评价各项所得的分数连乘，按连乘积大小决定名次排序，值最大为优。

优点：当某评价指标得分为零时，则该评价对象的总分为零，立即被否认；不同指标得分高低的差距大小，在该评价对象的总分中得到明显反应。

缺点：仍然不能突出主要项目的决定作用。

E、连乘开方法：将n 个项目的得分连乘积再开n次方，评价效果和缺点均同连乘法。

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，降低危险因素的感度：水泡泥湿式打眼喷雾降尘
3．提高系统抗灾能力
4．减少人为失误
5．加强监督检查
提高设备的可靠性：〔1)提高元件的可靠性。

(2)增加备用系统。

(3)利用平行冗余系统。

(4)恶劣环境下设备——安保措施。

(5)加强预防性维修
降低事故严重度的措施
1．限制能量或分散风险的措施：独立回风
2．防止能量逸散的措施：密闭墙、防爆外壳
3．加装缓冲能量的装置：缓冲阻车器
4．防止人身伤亡的措施：防止急救
重大危险源：长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或储存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。

重大危险源单元定级——半数致死半径
方法的原理：主要依据重大危险源可能导致的事故后果模拟分析结果进行评估，即通过选择适宜的数学模型计算重大危险源事故的死亡或重伤半径〔R〕，预测死亡或重伤，半径内可能造成的人员伤亡或财产损失，从而进行重大危险源的分级。

假设条件：伤害效应各向同性，且无障碍物；伤害区域是以单元的中心为圆心、以伤害半径为半径的圆形区域。

Unit6
危险控制的原则
1.闭环控制原则：系统包括输入、输出，通过信息反馈进行决策，并控制输入。

2.动态控制原则：系统是运动、变化的，而非静止不变的，只有正确、适时地控制，
才能收到预期的效果
3.分级控制原则：系统中的子系统、分系统，其规模、范围互不相同，危险的性质、
特点亦不相同。

因此必须分级控制，各子系统可以自己调整和实现控制。

4.多层次控制原则〔可增加其可靠度〕：根本的预防性控制；补充性控制；防止事故
扩大的预防性控制；维护性能的控制；经常性控制；紧急性控制。

决策
概念：是人们在求生存和发展过程中，以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据，寻求并实现某种最正确准则和行动方案而进行的活动。

要素：决策单元和决策者(决策者&决策分析者&信息处理设备)
准则体系〔准则常具有层次结构，包含有目标和属性。

可分为总准则层、准则层、子层次、方案层，包含有目标和属性。

设定准则体系是为了评价、选择备用方案〕决策结构和环境〔它属于决策的客观态势〔情况〕。

为阐明决策态势，必须尽量清楚地识别决策问题〔系统〕的组成、结构和边界，以及所处的环境条件。

决策的环境
条件可分为确定性、非确定性。

〕
决策规则〔在做出最终选择的过程中，要按照多准则问题方案的全部属性值的大小进行排序，从而依序择优。

这种促使方案完全序列化的规则便称为决策规则。

A最优规则：只有在单准则决策问题中，方案集才是完全有序的，才能选择最优方案；B满意规则：多准则决策问题中，方案集不是完全有序的，准则之间往往存在，各准则的最优方案一般是不存在的，〕
安全决策：人们在生产、生活过程中，为寻求并实现安全最正确准则和行动方案而进行的活动。

安全决策方法：评分法、决策树法
固有危险源
概念：指生产中的事故隐患，即生产中存在的可能导致事故和损失的不安全条件，它包括能导致事故和损失的不安全条件，它包括物质因素和部分环境因素。

分类〔按性质分〕：A化学危险源〔火灾爆炸危险源；工业毒害源；大气污染源；水质污染源〕、B电气危险源〔触电、电气火灾、电击〕、C机械〔含土木〕危险源、D辐射危险源、E其它危险源〔高温、高湿、高压、噪声等〕
控制方法——工艺安全化：
1．消除危险〔熔断器、限速器〕
2．控制危险〔安全阀、闭锁〕
3．防护危险〔联锁防护、安全带、安全帽、呼吸护具〕
4．隔离防护
5．保留危险
6．转移危险
人为失误的原因：1〕人的生理原因；2〕人的素质原因；3〕机械设备的原因；4〕工作环境的原因；5〕管理的原因；6〕教育的原因
安全目标管理：在一定时期内〔通常为1年〕，根据企业经营管理的总目标，从上到下地确定安全工作目标，并为到达这一目标制订一系列对策措施，开展一系列的组织、协调、指导、激励和控制活动。