第3章 系统安全分析

第三章安全分析本章学习目标1. 掌握系统安全分析的定义、内容和系统安全分析方法选择的基本原则。

2. 熟悉几种常用的定性和定量的系统安全分析方法的基本功能、特点和原理。

3. 掌握几种系统安全分析方法的分析过程、格式、计算方法。

4. 了解各种定性和定量方法之间的区别和联系。

系统安全分析方法是安全系统工程的重要组成部分，是对系统存在的危险性进行定性和定量分析的基本方法。

系统安全分析的方法有数十种之多，应根据实际的条件和需求选择相应的分析类型和分析方法。

本章的主要内容是掌握各种系统安全分析的方法以及各种分析方法的概念、内容、应用范围和适用性。

每一种分析方法都将从基本概念、特点、格式、分析程序以及应用实例等几个方面入手，进行系统地学习，学习思路如图3-1所示。

图3-1 系统安全分析学习思路和内容3.1 概述系统安全分析（system safety analysis）是从安全角度对系统进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。

系统安全分析是系统安全评价的基础，定性的系统安全分析是定量的系统安全评价的基础。

系统安全分析的目的是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障和事故。

一、系统安全分析的内容系统安全分析从安全角度对系统中的危险因素进行分析，分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系。

主要包括以下6个方面的内容。

（1）对可能出现的、初始的、诱发的以及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行分析。

（2）对系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行分析。

（3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。

（4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最佳办法进行分析。

（5）对不能根除的危险因素，失去或减少控制措施可能出现的后果进行分析。

（6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损伤的安全防护措施进行分析。

二、系统安全分析的方法系统安全分析的方法可运用于不同的系统安全分析过程，常用的有以下几种方法。

（1）安全检查表法（Safety Check List，简称SCL）（2）预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，简称PHA)（3）故障类型和影响分析（Failure Modes and Effects Analysis，简称FMEA）（4）危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP）（5）事件树分析（Event Tree Analysis，简称ETA）（6）事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）（7）因果分析（Cause-Consequence Analysis，简称CCA）这些方法可以按分析过程的相对时间进行分类；也可以按分析的对象和分析的内容进行分类。

为了使大家有比较清晰的认识，我们将按照数理方法、逻辑方法和分析过程进行分类。

1. 按数理方法分类按照数理方法进行分类，可以分为定性分析和定量分析2种。

（1）定性分析法定性分析是对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。

安全检查表、预先危险性、危险性和可操作性分析等属于定性分析方法。

（2）定量分析法定量分析是在定性分析的基础上，运用数学方法分析系统事故及影响因素之间的数量关系，对事故的危险作出数量化的描述和判断。

故障类型与影响分析（危险度）、事件树分析、事故树分析、因果分析等属于定量分析方法。

2. 按逻辑方法分类按照逻辑方法分类，可以分为归纳法和演绎法2类。

（1）归纳法归纳法是从事故发生的原因推论事故结果的方法，通过对基本事件的分析，来总结和确定系统的安全状态。

安全检查表、预先危险性、故障类型与影响分析、危险性和可操作性分析、事件树分析等，都属于归纳法。

这种方法从故障或失误出发，探讨可能导致的事故或系统故障，从而确定危险源。

归纳法的优点是可以无遗漏的考察、辨识系统中的所有危险源。

缺点是对于复杂的系统或危险源很多的系统，分析工作量大，没有重点。

（2）演绎法演绎法是从事故结果推论事故原因的方法，通过系统发生的事故类型和性质，去探寻导致系统发生事故的原因。

事故树分析、因果分析等属于演绎法。

这种方法从事故或系统故障出发，即从危险源出发，查找与事故（或故障）有关的危险因素。

演绎法的优点是可以把注意力集中在有限的范围内，提高工作效率。

缺点是对于遗漏的危险源（或未知危险源）可能造成的事故无法分析。

3. 按事件的过程分类按照事故的过程和环境的变化进行分类，可以分为静态分析方法和动态分析方法2类。

（1）静态分析法静态分析是对系统事故危险的分析不能反映出事故过程和环境变化的特点。

安全检查表、预先危险性分析、故障类型及影响分析、危险性和可操作性分析、事故树分析等属于静态分析法。

（2）动态分析法动态分析是指对系统事故危险的分析能够反映出事故过程和环境变化的特点。

事件树分析、因果分析等属于动态分析法。

综上所述，表3-1给出了各种系统安全分析方法的归属。

表3-1 危险性分析方法分类危险分析方法安全检查表预先危险性分析故障类型和影响分析危险性和可操作性研究事件树分析事故树分析因果分析归纳法√√√√√演绎法√√定性法√√√√√√√定量法√√√√静态法√√√√√动态法√√三、系统安全分析方法的选择首先，要考虑系统所处的寿命阶段。

在系统寿命不同阶段的危险因素辨识中，选择相应的方法。

例如，在系统的开发设计初期，应优先选择预先危险性分析方法，对系统中可能出现的安全问题进行分析。

在系统的运行阶段，选择危险性和可操作性方法、故障模型和影响分析等进行较为详细的分析。

还可以选择事件树分析、事故树分析、因果分析等对系统的安全性进行进一步的定量分析。

表3-2给出了系统寿命期间各阶段可供参考的系统安全分析方法。

表3-2 系统安全分析方法的适用情况分析方法开发研究方案设计样机详细设计建造投产日常运行改建扩建事故调查拆除检查表√√√√√√√预先危险性分析√√√√√危险性与可操作性研究√√√√√故障类型和影响分析√√√√√事故树分析√√√√√√事件树分析√√√√因果分析√√√√√其次，针对系统的复杂程度、规模、工艺类型、操作类型来选择具体的系统安全分析方法。

例如，对于化工工艺过程，可以选择危险性与可操作性分析。

对于机械和电气过程的危险性分析，可以选择故障类型和影响分析。

由单一故障引起的事故，选择危险性与可操作性分析。

由许多因素共同引起的事故，选择事故树、事件树分析。

危险性高的系统，选择危险性与可操作性分析、故障类型与影响分析、事件树、事故树等方法。

危险性较低的系统，选择安全检查表法进行分析。

3.2 安全检查表一、基本概念安全检查表是根据有关安全规范、标准、制度以及其它系统安全分析方法分析的结果，对一个系统或设备进行安全检查和安全诊断，找出各种不安全因素，以提问的方式把这些不安全因素按照其重要程度编制成表格，这种安全检查的专用表格称之为安全检查表。

安全检查表是实施安全检查和安全诊断的项目明细表，是安全检查结果的备忘录。

安全检查表的优点是完整、直观、清楚、简单、易控制，为事故后果模拟提供统计依据。

其缺点是对于复杂系统工作量大，不能定量分析。

二、安全检查表的格式安全检查表必须包括系统的全部主要检查部位，不能忽略主要的和潜在的不安全因素，应从检查部位中引申和发掘与之有关的其它潜在危险因素。

检查表格式包括分类、项目、检查要点、检查情况与处理、检查日期以及检查者等。

检查要点以提问方式列出，检查情况用“是”和“否”或用“ ”和“ ”表示。

安全检查表的格式如表3-3所示。

表3-3 安全检查表基本格式四、安全检查表的编制程序安全检查表的编制流程示意图如图3-2所示。

图3-2 安全检查表的编制流程示意图编制安全检查表的过程，也是对系统进行安全分析的过程.因此，在安全检查表的制定过程中，要根据有关规程或标准，并总结本单位和外单位的经验。

同时，可以借鉴其它系统安全分析方法的分析结果，使得安全检查表能够真正地用于事故预防与控制，成为一种科学化管理简单易行的基本方法。

六、应用实例例1 某型飞机前轮转弯系统的安全检查表表3-4给出了某型飞机前轮转弯系统的安全检查表。

表3-4 某型飞机前轮转弯系统的安全检查表序号检查部位及内容标准要求依据标准检查结果（是/否）改进措施负责人1 限流器完好，可靠设计标准××条2 减压器完好，可靠设计标准××条3 电磁开关完好，可靠设计标准××条4 摩擦离合器完好，可靠设计标准××条5 前轮转弯活门滑轮完好，可靠设计标准××条6 换向滑轮完好，可靠设计标准××条7 左操纵滑轮完好，可靠设计标准××条8 微动开关完好，可靠设计标准××条9 控制开关完好，可靠设计标准××条10 自动保护开关完好，可靠设计标准××条11 右操纵滑轮完好，可靠设计标准××条12 右操纵手轮完好，可靠设计标准××条13 同轴转接滑轮完好，可靠设计标准××条14 新增换向滑轮完好，可靠设计标准××条15 左操纵手轮完好，可靠设计标准××条检查日期：××××年××月××日××时检查者：×××3.3 预先危险性分析一、基本概念预先危险性分析又称初步危险性分析，是指在没有掌握详细的资料的时候，用来辨识和分析系统中潜在的危险和有害因素，确定危险等级，并制定相应的安全对策措施，防止事故的发生。

尽可能在付诸实践时找出错误，控制或消除危险。

预先危险性分析是在系统开发初期阶段和设计阶段对系统中存在的危险类别、形成条件、事故后果等进行安全分析识别，常用于新系统设计、已有系统改造之前的方案设计以及选址阶段的方案设计等。

二、预先危险性分析的特点（1）预先危险性分析在系统开发的初期就可以识别、控制危险因素，用最小的代价和成本消除或减少系统中的危险因素。

（2）该分析方法简单、经济、有效。

（3）能为项目开发组分析和设计提供指南。

三、预先危险性分析的步骤预先危险性分析包括准备、审查和结果汇总3个阶段。

（1）准备阶段对系统进行分析之前，要收集资料，借鉴类似系统的安全检查表和相关资料。

要弄清楚系统的功能、结构、采用的工艺过程、选用的设备、相关物资和材料等。