安全与危险关系

安全与危险关系
☐安全，是指免遭不可接受危险的伤害，是一种使伤害或者损害的风险限制在可以接受的水平的状态。

☐危险也是一种状态，指存在引起人身伤亡、设备破坏或者降低完成预定功能能力的状态。

☐没有绝对的安全，安全是相当的。

☐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危险。

☐可接受危险是来自某种危险源的实际危险，但是它不能危险有知识而谨慎的人。

☐被社会公众所接受的危险称为“社会允许危险”。

☐事故；一种不希望有的意外事件。

☐个人或集体在生产、生活过程中，突然发生的、违反人意志的，迫使活动暂时或永久地停止的事件。

系统安全的基本观点
☐没有绝对安全
☐安全工作贯穿于系统的整个全寿命期间
☐危险源及危险性
☐不可靠是不安全的原因
没有绝对安全
☐世界上没有绝对安全的事物，任何事物中都包含有不安全的因素，具有一定的危险性，安全只是一个相对的概念。

☐不发生事故不代表安全。

☐“事故为零”只能是安全工作的奋斗目标。

☐系统安全所追求的目标也就不是“事故为零”为那样的极端理想的情况情而是达到“最佳的安全程度”，一种实际可能的、相对的安全目标。

安全工作贯穿于系统的整个寿命期间
☐这是系统安全的一个基本原则，即早在一个新系统的构思阶段就必须考虑其安全性问题，制定并开始执行安全工作规划，进行系统安全工作，并把系统安全工作贯穿于整个系统寿命期间，直到系统报废为止。

危险源是事故发生的原因
☐危险源（Hazard）是可能导致事故的潜在的不安全因素。

☐危险性（Risk）是指某种危险源导致事故、造成人员伤亡或财物损失的可能性。

一般地，危险性包括危险源导致事故的可能性和一旦发生事故造成人员伤亡或财物损失的后果严重程度两个方面的问题。

危险源是事故发生的原因
道格拉斯系统安全三命题：
☐不可能彻底消除一切危险源和危险性；
☐可以采取措施控制危险源，减少现有危险源的危险性；
☐宁可降低系统整体的危险性，而不是只彻底地消除几种选定的危险源及其危险性。

不可靠是不安全的原因
☐可靠性:系统在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的性能。

☐安全性:系统在规定的条件下，在规定的时间内不发生事故、不造成人员
伤害或财物损失的情况下，完成规定功能的性能。

☐可靠性、安全性是判断、评价系统性能的重要指标。

安全系统工程定义和内容
☐安全系统工程是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。

T
☐内容：1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）2系统安全评价（其目的是为决策提供依据）3安全决策与控制（从系统的完整性，相关性有序性出发，对系统实施全面全过程的管理，实现对系统的安全目标控制）
安全检查表
☐定义：运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机械装置和操作管理、工艺、组织措施各种不安全因素，列成表格进行分析。

☐优缺点：简单方便、易于掌握，编制难度及工作量大。

☐安全检查表不仅可以用于系统安全设计的审查,也可以用于生产工艺过程中的危险因素辨识、评价和控制,以及用于行业标准化作业和安全教育等方面。

☐安全检查的内容主要是查领导、查思想、查管理、查隐患、查整改理。

预先危险性分析
☐预先危险性分析是指在每项工程活动之前，如设计、施工、生产之前或技术改造之后，即制定操作规程和使用新工艺等情况之后，对系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事件的后果以及有关措施等，作一概略分析。

☐预先危险性分析的目的：辨识系统中存在的潜在危险，确定其等级，防止这些危险发展成事故。

☐防止能量的破坏性作用
(1)限制能量的集中与蓄积 (2)控制能量的释放(3)隔离能量(4)其他措施
☐降低损失程度的措施
☐防止人的失误
系统可靠性分析
☐可靠性：系统或系统元素在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的功能的能力。

☐可靠度：系统或元素在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的功能的概率
☐故障：系统、设备、元件等在运行过程中因为性能低下而不能实现预定的功能的现象。

☐故障类型：系统中相同的组成部分和元素所发生故障的不同形式，一般分5类 1运行过程中的故障 2过早起动 3规定时间内不能起动，停车 4运行能力降级 5超量或受阻
故障率：正常工作到某时点的客体，在此后单位时间里发生故障的比率。

故障分为初期故障、随机故障和磨损故障。

串联系统的可靠性
☐只要一个元素发生了故障系统就故障的系统
☐可靠性最差的单元对串联系统的可靠性影响最大
☐系统故障时间等于最先发生故障的元素的故障时间。

☐串联系统的平均故障时间小于其中任一元素的平均故障时间
☐串联系统中包含的元素越多，越易发生故障
并联系统可靠性
☐并联元素与原元素同时工作，只要一个元素不发生故障系统就正常运行。

☐系统故障时间等于最后发生故障的元素的故障时间。

安全监控系统
☐漏报在监控对象出现故障或异常时，安全监控系统没有做出恰当的反应（例如报警或紧急停车等）
☐漏报属于“危险故障”型故障。

☐误报在监控对象没有出现故障或异常的情况下，安全监控系统误动作（例如误报警或误停车等）。

☐属于“安全故障”型故障。

故障类型及影响分析(FMEA)
☐定义：采用系统分割的概念，根据实际需要把系统分割成子系统，或进一步分割成元件，然后对系统的各个组成部分进行逐个分析，寻求各组成部分中可能发生的故障、故障因素，以及可能出现的事故，可能造成的人员伤亡的事故后果，查明各种故障类型对整个系统的影响，并提出防止或消除事故的措施。

☐应用：
☐广泛应用于系统、子系统、组件、程序和交接面分析中。

分析时要用一定的表格排列各种故障类型并准备足够的资料。

☐故障类型指系统中相同的组成部分和元素所发生故障的不同形式。

☐一般可从五个方面来考虑：
运行过程中的故障；过早地启动；规定的时间内不能起动；规定的时间内不能停车；运行能力降级、超量或受阻。

危险与可操作性研究（HAZOP）
☐危险性与可操作性研究以关键词为引导，找出系统中工艺过程的状态参数（如温度、压力、流量等）的变化（即偏差），然后再继续分析造成偏差的原因、后果及可以采取的对策
适用范围
它通过系统分析新设计或已有工厂的生产工艺流程和工艺功能，来评价设备、装置的个别部位因误操作或机械故障而引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。

特别适合于化学工业系统的风险评价。

事件树分析（ ETA ）
☐定义：从事件的起始状态出发，用逻辑推理的方法，设想事故发展过程；
进而根据这一过程了解事故发生的原因和条件。

☐应用：
☐广泛应用于各种系统，能够分析出各种事件发展的可能结果。

☐优点：
☐简单易懂，启发性强；逻辑严密，判断准确，能找出事故发展规律；
事件树分析的基本原理
☐事故树是按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进
行危险源辨识。

☐其基本原理是：任何事物从初始原因到最终结果所经历的每一个中间环节都有成功（或正常）或失败（或失效）两种可能或分支。

如果将成功记为1，并作为上分支，将失败记为0，作为下分支；然后再分别从这两种状态开始，仍按成功（记为1）或失败（记为0）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。

、、事故树分析（ FTA ）
定义：就是从结果到原因描绘事件发生发展过程的有向逻辑树，对这种树进行演绎分析，寻求防止结果发生的对策，构图的元素是事件和逻辑门。

⏹是一种自上而下的图形演绎方法；
⏹有很大的灵活性；
⏹全面、简洁、形象直观
⏹定性评价和定量评价
⏹综合性：硬件、软件、环境、人等因素；
⏹主要用于安全性分析；
⏹最小割集和最小径集的求法
⏹（布尔代数变换法）最小割集合：交集的并----连乘的加
⏹（1）求最小割集合：
⏹就是将布尔表达式变换成几项相加，每项就是最小割集合中的一组。

⏹这种方法类似于利用布尔代数化简事故树求解，实践表明，事故树化简后
所得的若干交集的并就是该事故树的最小割集合的集合，其中每一个交集实际就是一个最小割集合。

⏹最小径集求法
⏹最小径集的求法是利用最小径集合与最小割集合的对偶性，首先画事故
树的对偶树，即成功树，求成功树的最小割集合，就是原事故树的最小
径集合。

⏹成功树的画法是将事故树的“与门”全部换成“或门”，“或门”全部换
成“与门”，并把全部事件发生变成不发生，就是在所有事件上都加“-”，使之变成原事件补的形式。

经过这样变换后得到的树形就是原事故树的
成功树。

最小割集合和最小径集合的对比
☐最小割集合表示系统的危险性
☐最小径集合表示系统的安全性
☐从最小割集合能直观地、概略地看出：哪种事故发生的可能最危险，哪种稍次，哪种可以忽略，以及如何采取措施使事故发生概率迅速下降。

☐从最小径集合可以选择控制事故的最佳方案，并掌握系统的安全性如何，为控制事故提供依据。

☐最小割集合越多，系统越危险。

☐事故树中最小径集合越多，系统越安全
☐利用最小割集合和最小径集合进行结构重要度分析
☐利用最小割集合和最小径集合计算顶上事件的发生概率和定量分析
顶上事件发生的概率
1．直接计算法
➢直接分步算法适于事故树规模不大，而且事故树中无重复事件时使用。

它
是从底部的门事件算起，逐次向上推移，直算到顶上事件为止。

➢当事故树规模不大，无需布尔代数化简时可直接计算求顶上事件发生概率基本事件的概率重要度
☐基本事件的重要度：一个基本事件对顶上事件发生的影响大小。

☐基本事件的结构重要度分析只是按事故树的结构分析各基本事件对顶事件的影响程度，所以，还应考虑各基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响，即对事故树进行概率重要度分析。

基本事件的临界重要度
☐当各基本事件发生概率不等时，一般情况下，改变概率大的基本事件比改变概率小的基本事件容易，但基本事件的概率重要度系数并未反映这一事实，因而它不能从本质上反映各基本事件在事故树中的重要程度。

☐临界重要度分析，它表示第i个基本事件发生概率的变化率引起顶事件概
安全评价也称风险评价或危险性评价，是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，辨识与分析工程、系统、生产经营活动中存在的危险、危害因素，预测事故发生造成职业危害的可能性及其严重程度，提出科学、合理、可行的安全对策建议，做出评价结论的活动。

安全评价的分类
☐安全评价方法的分类很多，
☐ 1.按照实施阶段不同分为：
——安全预评价在系统开发、设计阶段，即系统构建前进行。

根据建设项目可行性研究报告的内容，分析和预测该建设项目存在的危险、危害因素的种类和程度，提出合理可行的安全技术设计和安全管理建议的过程。

——安全验收评价是在建设项目竣工、试生产运行正常后，通过对建设项目的设施、设备、装置实际运行状况的检测、考察，查找该建设项目投产后可能存在的危险、危害因素，提出合理可行的安全技术调整方案和安全管理对策的过程。

☐ 1.按照实施阶段不同分为：
——安全现状评价是针对系统、工程（某一生产经营单位总体或局部的生产经营活动）的安全现状进行的安全评价，通过评价查找其存在的危险有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。

——专项安全评价是针对某一项活动或场所，以及一个特定的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等存在的危险、危害因素进行的专项安全评价。

英国帝国化学公司蒙德法（ICI Mond）
英国帝国化学公司 ,在美国道化学公司安全评价法的基础上,提出了一个更加全面、更加系统的安全评价法,称为ICI Mond 法 ,或英国帝国化学公司蒙特法。

☐改进部分：
☐（1）增加了毒性的概念和计算
☐（2）发展了某些补偿系数
☐（3）增加了几个特殊工程类型的危险性
☐（4）能对较大范围内的工程及储存设备进行研究
定量安全评价方法
☐ 2.概率风险评价法
✓此法是以某种伤亡事故或财产损失事故发生概率为依据的评价法。

采用事件树定量分析、事故树定量分析等方法，计算系统事故发生的概率，确定安全目标，然后将所计算的事故发生概率与所确定的目标值比较，从而评
价系统的危险性。

✓这种评价方法许耗费大量的人力、物力和时间，所以较适合于那些不允许事故发生的系统、安全性受世人瞩目的系统、会造成多人死亡的系统以及
严重污染环境的系统。

☐ 2.概率风险评价法
✓安全目标的确定
1.根据可接收的个人危险或集体危险来确定安全目标
1）过度的危险：必须采取措施降低该危险2）正常的危险：只要在经济上合理、技术上可能，就可以采取措施降低该危险3）可接收危险：如采取措施降低该危险，则相当于浪费金钱。

在考虑可接受危险时，往往以疾病或其他灾害的死亡率作为参考值：低于疾病死亡率而高于自然灾害死亡率。

2根据经济性来确定安全目标
系统安全的目标是使系统在规定的功能、成本、时间范围内危险性最小。

在系统的危险性和经济性间有个最协调、最优化的数值,当把危险性用于个人或企业从事某项有危险的活动获得的效益表示，确定安全目标的方法称为“危险—效益”法；当把降低危险性的成本用所期望获得的效益表示，确定安全目标的方法称作为“成本——效益”法
3.根据事故统计结果来确定安全目标根据以往的事故统计资料，依据经济上合理、技术上可行的原则来确定安全目标。

我国确定安全评价的目标，是以本地区、本行业前三年到前五年的事故统计平均值为基准，然后遵照国家和上
级的要求，参照其他地区和行业的状况制定。

安全预测的含义
☐安全预测
——是在分析、研究系统过去和现在安全资料的基础上，利用各种知识和科学方法，对系统未来的安全状况进行预测，以便对事故进行预报和预防。

☐安全预测由预测信息、预测分析、预测技术和预测结果四部分组成
2.2回归分析法预测
回归分析法是从事故变化的因果关系出发的预测方法。

它利用数理统计原理，在大量统计数据的基础上，通过寻求数据变化规律来推测、判断和描述事故未来的发展趋势。

通过观察，应用统计方法大致地或平均地说明自变量与因变量之间的统计关系。

回归分析法就是根据这种相互关系建立回归方程的。

马尔柯夫链预测法
☐如果事物的发展过程只与事物当时的状态有关，而与以前状态无关（无后效性）时，则此事物的发展变化称为马尔柯夫链。

☐如果系统的安全状况具有马尔柯夫性质，且一种状态转变为另一种的规律又是可知的，那么可以利用马尔科夫链的概念进行计算和分析，来预测未
来特定时刻的系统安全状态
什么是安全决策？
安全决策是通过对系统过去、现在发生的事故进行分析的基础上，运用预测技术手段，对系统未来事故变化规律做出合理判断的过程
安全决策的方法
决策树是决策过程的一种有序的概率图解表示， 因此，决策树分析决策方法又称概率分析决策方法，是风险型决策中的基本方法之一。

决策树法是一种演绎性方法，它将决策对象按其因果关系分解成连续的层次与单元，以图的形式进行决策分析，由于这种决策图形似树枝 , 故俗称 “决策树”。

☐ “三同时”体现了系统安全的什么原则？
☐ “三同时”体现了安全工作贯穿于系统的整个寿命期间 。

这是系统安全的一个基本原则，即早在一个新系统的构思阶段就必须考虑其安全性问题，制定并开始执行安全工作规划，进行系统安全工作，并把系统安全工作贯穿于整个系统寿命期间，直到系统报废为止。

☐ 三同时：生产经营单位新建、改建、扩建项目的安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。

☐ 四不放过：事故原因未查清不放过；事故责任人未收到处理不放过；事故责任人和周围群众没有受到教育不放过；事故整改措施未落实不放过。

☐ 按照致伤原因，化工、煤矿、建筑、冶金行业的主要事故类型。

化工：灼烫、火灾、爆炸、中毒窒息、物体打击、机械伤害、高处坠落 煤矿：冒顶片帮、透水、放炮、瓦斯爆炸、火药爆炸、火灾
建筑：高处坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌
冶金：火灾、爆炸、起重伤害、车辆伤害、机械伤害、中毒和窒息
简述一元线性回归分析的主要步骤
进行一元线性回归，应首先收集事故数据，并在图中画出相应的点，根据各点的变化情况，就可以大致看出事故变化的某种趋
势。

回归系数a 、b 是根据统计的事故数据通过解方
程组来决定的。

根据得到的a 、b 确定一元线性
回归线，画在坐标图中，与事故变化趋势进行对比，求出相关系数
☐ 1.某单位平均每年发生伤亡事故15次，求一个月内事故次数超过2次的概率。

解：每月事故发生频率
在一个月内事故次数超过2次的概率为
1315
.0)225.125.1(1)2(1!1)2(1)2(25.1225.125.1220=++-=++-=-=≤-=>------=-∑
e e e e e e e k X F X F k k λλλλλλλ
☐ 2.某设备故障率为10-4/h ，求可靠度分别为0.90和0.95时的工作时间。

解：由已经条件得：
由可靠度公式 得： 所以可靠度为0.90时工作时间 可靠度为0.95时工作时间
☐ 3.某元件的故障率为0.003次/时，
现用6个该元件构成三三并联后再串联的系统，试画出示意图，并计算系统投入运行200小时后的可靠度及发
生故障的概率？ 解：每个元件投入使用200小时后的可靠度:
发生故障的概率： ☐
☐ 由串联、并联系统可靠度求法
☐ A 、B 、C 并联后
发生故障的概率
可靠度：
同理，D 、E 、F 串联后可靠度、故障发生概率分别为
进行串联，其可靠度 进行串联，其故障发生概率
☐ 4.如图所示系统由一
个水泵和三个阀门串并联而成，且已知A 、B 、C 、D 的可靠度分别为qA ＝0.95, qB ＝qC ＝qD ＝0.9,试绘制出该系统的事件树图； 求出成功和失败的概率；
解：由题意,画出事件树如图:
h /104-=λt e t R λ-=)(λ
)(ln t R t -=小时6.10531090.0ln 4=-=-t 小时9.5121095.0ln 4=-=-t 549.0)200(200003.0===⨯--e e R t λ451.0549.01)200(1)200(=-=-=R F 092.0451.031==⋅⋅=C B A F F F F 908.0092.01111=-=-=F R 092.0,908.022==F R 824.0908.0908.021=⨯=⋅=R R R 176
.0824.011=-=-=R F
☐ 由事件树图可知，成功的概率
☐ 失败的概率
5.事故树如图所示：
（1）写出结构函数，求出最小割集合和最小径集合
（2）各基本事件的结构重要度顺序
（3）各基本事件发生概率均为0.01，计算顶事件发生概率。

95.0=A P 1.09.01=-='B P 9.0=B P 启动 泵A 正常
泵A 故障
阀门B 正常
阀门B 故障
05.095.01=-='
A P 阀门C 故障 阀门C 正常
阀门D 故障
阀门D 正常
9.0=C P 9.0=D P 1.09.01=-='C P 1.09.01=-='D P S 1成功
S 2′失败
S 3成功 S 4′失败
S 6′失败 阀门D 正常 9
.0=D P 阀门D 故障 1.09.01=-='D P S 5′失败
847.09.09.0)9.01(95.09.09.095.0)()()()()()()()
()()(31=⨯⨯-⨯+⨯⨯='+=+=D P C P B P A P D P B P A P S P S P S P 153.08465.01)(1)(=-=-='S P S P 153.005.0)9.01(9.0)9.01(95.09
.09.0)9.01(95.09.09.095.0)()()()()()()()()()()()()()()()(6542=+-⨯⨯-⨯++⨯⨯-⨯+⨯⨯='+''+''+'='+'+'+'=A P C P B P A P D P C P B P A P D P B P A P S P S P S P S P S P
解：事故树结构函数
事故树的四个最小割集合为
求事故树的最小径集合 成功树表达式：
542435131513152345315344
1342
1)()()(X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X M X X M X M X M M T +++=+++=+++=⋅+⋅=+=}
,,{},{},{},{542435131X X X X X X X X X 、、、3
2153415353153232154341535353153323215434153153324531523453153441342
1)
)(())](([))(())((X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X M X X M X M X M M T ++=+++++=⋅++⋅+++=+++=+++=+⋅+=++=⋅=
事故树表达式：
事故树的三个最小径集合为
☐ （2）由最小割集合法求各基本事件的结构重要度 ☐ 由公式：
所以
（3）由首项近似法计算顶事件发生概率：
))()((3215341X X X X X X X T ++++=
111
()(`,2,3,,)()
k k
r r i r I i i n k m X E
===∈∑)
2()5()4()3()1(φ
φφφφI I I I I >=>=0003
.001.001.001.001.001.001.001.001.001.0)(542435131=⨯⨯+⨯+⨯+⨯=+++=q q q q q q q q q q g。