中国地质大学武汉考研安全系统工程总结.docx

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中国地质大学武汉考研安全系统工程总结

1、系统:

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。

系统的属性:

目的性整体性相关性环境适应性有序性

可靠性是指系统在特定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力

可靠度是衡量系统可靠性的标准，它是指系统在规定的时间内完成规定功能的概率

不可靠度是在系统在规定的时间内不能完成规定功能的概率

可靠性工程就是研究系统的可靠性的工程技术。

要解决的是如何提高系统的可靠度，使系统在寿命周期内正常运行，圆满完成其规定功能的问题。

安全系统的特点：

系统性开放性确定性与非确定性有序和无序的统一体突变性或畸变性

2、系统工程：

系统工程是以系统为研究对象，以达到总体最佳效果为目标，为达到这一目标采取组织、管理、技术等多方面的最新科学成就和知识的一门综合性的科学技术

3、安全系统工程：

采用系统工程的基本原理和方法，识别、分析系统中的危险因素，评价并控制系统风险，使系统的安全性达到预期目标的工程技术。

4、安全系统工程的研究对象：

人子系统机器子系统环境子系统构成的人机环境系统。

三个子系统之间相互影响、相互作用的结果使系统总体安全性处于某种状态。

安全系统工程的研究对象就是这三者各自及其相互之间的关系。

5、安全系统工程的研究内容：

（1）系统安全分析

（2）系统安全评价（3）安全决策与事故控制

6、安全系统工程的研究方法：

从系统整体出发的研究方法本质安全方法人机匹配法安全经济方法系统安全管理方法

7、安全系统工程的应用特点：

系统性预测性层序性择优性技术与管理的融合性

8、安全系统工程的产生:

事故具有鲜明的反面教育作用；事故是一种特殊的科学实验；事故是诞生新的科学技术的催化剂安全系统工程的产生时间：

安全系统工程诞生于20世纪60年代初地点：

美英等工业发达国家背景：

军事领域、核工厂、化工企业民品.我国：

20世纪70年代末。

危险因素失控下采取的安全防范措施

9、系统安全分析的内容：

对可能出现的初始的诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系经行调查与分析

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经行分析

对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法经行调查与分析

对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果经行调查与分析

对危险因素一旦失控，为防止伤害和损失的安全防护措施经行调查与分析

10、系统安全分析的方法：

常用的8种方法

安全检查表法（SafetyChecklist）

预先危险性分析（PreliminaryHazardAnalysis）

故障类型和影响分析（FailureModelandEffectsAnalysis）

危险性和可操作性研究（HazardandOperabilityAnalysis）

事件树分析（EventTreeAnalysis）

事故树分析（FaultTreeAnalysis）

因果分析（Cause-ConsequenceAnalysis）

管理疏忽和风险树（MORTManagementOversightandRiskTree）

12、实际工作中系统安全分析方法的选择主要考虑以下几个方面：

（1）分析的目的

①查明系统中的危险源并列出清单②掌握危险源可能导致的事故，列出潜在的事故隐患清单③列出降低危险性的措施和需要深入研究部位的清单④将所有危险源按危险大小排序⑤为定量的危险评价提供依据

（2）资料的影响

（3）系统的特点

（4）危险性大小

13、安全检查

安全检查是运用常规、例行的安全管理工作及时发现不安全状态及不安全行为的有效途径，也是消除事故隐患，防止伤亡事故发生的重要手段

（1）性质——普遍检查、专业检查和季节性检查

（2）内容——查思想，查管理，查隐患，查事故处理

企业主要负责人在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时是否将安全同时计划、布置检查、总结和评比

14、安全检查表法

安全检查表：

用系统工程的方法发现系统以及设备及其装置和操作管理、工艺组织措施中的不安全因素，并列成表格进行分析。

安全检查表的分类：

•审查设计的安全检查表

•厂级的安全检查表

•车间的安全检查表

•工段及岗位安全检查表

•专业性检查表

安全检查表的特点：

•

（1）通过预先对检查对象进行详细调查研究和全面分析使检查表比较系统完整，能避免检查过程中的走过场和盲目性，从而提高安全检查工作的效果和质量。

•

（2）根据有关法律安全规程和标准制定的，所以检查目的明确，内容具体，易于实现安全要求。

•（3）检查的过程亦是对危险因素辨识、评价和制定出措施的过程，既能准确查处隐患，又能得到确切的结论，从而保证了有关法规的全面落实。

•（4）与有关责任人紧密联系的，易于推行安全责任制的落实。

•（5）通过问答的形式进行调查，简单易行。

15、预先危险性分析

预先性危险分析主要用于新系统的设计、已有系统改造之前的方案设计、选址阶段，在人们还未掌握该系统的详细资料的时候。

用来分析肯能出现或已经存在的危险因素，并尽可能在付诸实施之前找到预防、改正、补救措施，消除和控制危险因素。

预先危险性分析的特点：

①在系统开发的初期就可以识别、控制危险因素，②用最小的代价消除或减少系统中的危险因素，③为制定整个系统寿命期间的安全操作规程提出依据。

预先危险性分析程序：

1、准备阶段：

对系统经行分析之前，要收集有关资料和其他类似系统以及使用类似设备、工艺物质的系统的资料。

2、审查阶段：

①通过对方案设计、主要工艺和设备的安全审查，辨识其中主要的危险因素，也包括审查设计规范和采取的消除、控制危险源的措施。

②按照预先编制的安全检查表进行审查

审查内容：

㈠危险设备、场所、物质

㈡有关安全设备、物质间的交接面。

如物质的相互反应火灾爆炸的发生及传播，控制系统等。

㈢对物质、设备有影响的环境因素。

如地震、洪水、高低温、潮湿、振动等

㈣运行、试验、维修、应急程序。

如人失误后果的严重性，操作者的任务。

设备布置及通道情况，人员防护等。

㈤辅助设施。

如物质产品储存，试验设备人员训练动力供应等

㈥有关安全装备。

如安全防护设施，冗余系统及设备消防系统安全监控系统个人防护设备。

③根据审查结果确定系统中的危险因素，研究其产生原因和可能发生的事故。

根据事故原因的重要性和事故后果的严重程度，确定危险因素的危险等级。

危险因素的危险等级划分为4级：

Ⅰ级安全的，暂时不可能发生事故，可以忽略

Ⅱ级临界的，有导致事故的可能性，事故处于临界状态，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，必须采取措施予以控制

Ⅳ级灾难的会导致事故发生，造成人员严重伤亡或财产巨大损失，必须立即设法消除

3、结果汇总阶段：

按照检查表格汇总分析结果。

包括主要事故及产生原因、可能的后果危险性级别采取的相应措施

16、故障类型和影响分析：

是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。

这种分析方法首先找出系统中各子系统或元件可能发生的故障及类型查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除控制这些影响的措施。

故障发生：

系统、子系统、元件在运行过程中由于性能低劣不能完成规定的功能称为故障发生。

分析程序：

故障类型和影响分析包括四个方面：

㈠掌握和了解对象系统:

⑴了解作为分析对象的系统、装置、设备

⑵确定分析系统的物理边界，划清对象系统、装置、设备与子系统、设备的界线，圈定所属的元素

⑶确定系统的边界，明确两方面的问题

1分析时不需要考虑的故障类型、运行结果、原因或防护装置

2最初的运行条件或元素状态

⑷收集元素的最新资料，包括其功能、与其他元素之间的功能关系等

㈡对系统元件的故障类型和产生原因进行分析

对系统元素的故障类型进行分析时，要将其看做是故障原因产生的结果。

⑴若分析对象是已有元素，则可根据以往运行经验或试验情况确定元素的故障类型

⑵若分析的对象是设计中的新元素，则可以参考其他类似元素的故障类型，或者对元素进行可靠性分析来确定故障类型

一般来说一个元素至少有4种可能的故障类型：

1意外运行

2运行不准时

3停止不及时

4运行期间故障

元素的故障是故障原因对元素功能影响的结果。

故障原因从内部原因和外部原因两个方面来分析

外部原因

㈢分析故障类型对系统和元件的影响

故障类型的影响是指系统正常运行的状态下，详细的分析一个元素各种故障类型对系统的影响

1、通过研究系统主要参数及其变化来确定故障类型对系统功能的影响

2、根据故障后果的物理模型或经验来研究故障类型的影响

故障类型的影响从三个方面来分析：

元素故障类型对相邻元素的影响，该元素可能是其他元素故障的原因。

元素故障类型对整个系统的影响，该元素可能是导致重大故障或事故的原因

元素故障类型对子系统及周边环境的影响

㈣汇总结果和提出整改措施，列出故障类型和影响分析表

17、故障类型和影响、危险度分析

把故障类型和影响分析从定性分析发展到定量分析，则则形成了故障类型和影响、危险度分析

包括两个方面的分析：

1、故障类型和影响分析

2、危险度分析

危险度分析的目的在于评价每种故障类型的危险程度。

同场采用概率——严重度来评价故障类型的危险度。

概率是指故障类型发生的概率，严重度是指故障类型后果的严重程度，同场把概率和严重度划分为若干等级。

故障类型：

故障类型和影响分析：

18、危险性和可操作性研究

危险性和可操作性研究是ICI开发的，用于热力——水力系统安全分析的方法。

它应用系统的审查方法来审查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图，以评价因装置、设备的个别部分的误操作或机械故障引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。

尤其适合于化学工业系统的安全分析。

采用危险性与可操作性研究时，应全面系统的审查工艺过程，不放过任何偏离设计意图的情况，分析其产生原因及其后果，以便有效采取控制措施。

基本概念和术语：

⑴意图：

工艺某部分完成的功能，一般情况下用流程图表示

⑵偏离：

与设计意图的情况不一致，在分析中运用引导词系统地审查工艺参数来发现偏离

⑶原因：

产生偏离的原因，通常是物的故障，人失误，意外的工艺状态（如成分的变化）或外界破换等原因引起。

⑷后果：

偏离设计意图所造成的后果

⑸引导词。

在危险源辨识的过程中，为了启发人的思维，对设计意图定性或定量描述的简单词语。

⑹工艺参数。

生产工艺的物理或化学特性，一般性能如反应、混合、浓度、ph值等特殊性能如温度、压力、相态、流量等。

研究步骤：

1、研究准备：

⑴研究的目的、对象和范围。

进行危险性与可操作性研究时，对所研究的对象要有明确的目的，其目的是查找危险源，保证系统的安全运行，或审查现行的指令、规程是否完善等，防止操作失误，同时要明确研究对象的边界，研究的深入程度等

⑵建立研究小组。

研究的小组成员一般由5到7人组成包括有关领域专家对象系统的设计者等

⑶资料收集。

包括各种设计图纸、流程图、工厂平面图、等比例图和装备图以及操作指令涉笔控制顺序图、逻辑图或计算机程序

⑷制定研究计划。

在狂翻收集资料的基础上，组织者要制定研究计划，对每个生产工艺进行分析时要计划好所花费的时间和研究的内容。

2、进行审查：

如下图

研究现有的安全措施

19、事件树分析：

事件偏离树分析（ETA：

EventTreeAnalysis）是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各环节成功与失败的过程和结果。

事件树分析源于系统工程决策论，它是以归纳法为基础的系统安全分析方法。

用于事前预防和事后的分析。

步骤：

1.确定初始事件事件树在一定条件下造成事故后果的最初原因事件。

2.找出与初始事件有关的环节事件。

环节事件是指出现在初始事件之后的一系列可能造成事故的原因事件

3.画事件树

4.说明分析结果

事件树编制的基本程序

•

（1）确定系统及其构成因素；

•

（2）分析各要素的因果关系及成功与失败的两种状态；

•（3）从系统的初始事件开始，按照系统构成要素的排列次序，从左到右逐步编制与展开事件树；

事件树的定性分析：

采取预防措施

事件树的定量分析

所研究系统发生事故的概率为：

P=P（S2）+P（S3）+P（S5）

所研究系统不发生事故的概率为：

P=P（S1）+P（S4）

16、事故树分析:

事故树分析（FTA）是安全系统工程的重要方法，事故树分析也称故障树分析。

FTA是一种演绎推理法，这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为确保安全对策提供可靠依据，以达到预测与预防事故发生的目的。

FTA法的特点：

㈠事故树分析是一种图形演绎方法，是事故事件在一定条件下的逻辑推理方法。

它可以围绕某特定的事故作出层层深入的分析，因而在清晰的事故树图形下，表达了系统内各事件间的内在联系，并指出单元故障与系统故障之间的逻辑关系，便于找出系统的薄弱环节。

㈡FTA具有很大的灵活性。

不仅可以分析某些单元故障对系统的影响，还可以对导致系统事故的特殊原因如人为因素、环境影响经行分析。

㈢进行FTA的过程，是一个对系统更深入认识的过程，它要求系统分析人员把握内各要素的内在联系，弄清各种潜在因素对事故发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统的安全性

㈣利用事故树模型可以定量计算复杂系统发生事故的概率，为改善和评价系统安全性提供了定量的依据

事故树分析步骤：

事故树分析时根据系统可能发生的事故或已经发生的事故所提供的信息，去寻找同事故发生有关的原因，从而采取有效的防范措施，防止事故发生。

㈠准备阶段

1确定所要分析的系统的边界，明确影响系统安全的主要因素

2熟悉系统，对已尽确定的系统进行深入的调查研究，收集系统的有关资料与数据，包括系统的结构、性能、工艺流程、运行条件、事故类型、维修情况、环境因素

3收集和调查系统已经发生的事故和将来有可能发生的事故，同时还要收集、调查本单位与外单位、国内国外同类系统曾发生的所有事故。

㈡事故树的编制

1确定事故树的顶事件

2调查与顶事件有关的所有原因事件

3编制事故树

㈢事故树定性分析

㈣事故树定量分析

㈤事故树分析的结果与总结

结果事件基本原因事件省略事件开关事件条件事件

事故树的符号及其意义

事件符号、逻辑门符号、转移符号

1、事件及事件符号

在事故树分析中，各种非正常状态或不正常情况称事故事件，各种完好状态或正常状态称成功事件，两者均称为事件，事故树中每一个节点表示一个事件

1结果事件：

是由其他事件或事件组合所导致的事件，总是某个逻辑门的输出端。

分为顶事件和中间事件。

2底事件：

是导致其他事件的原因事件，事故树的底端，总是某个逻辑门的输入事件。

分为基本原因事件和省略事件

3特殊事件：

在事故树分析中需要表明其特殊性或引起注意的事件。

分为开关事件和条件事件

2、逻辑门及其符号

1与门

2或门

3非门：

表示输入事件是输出事件的对立事件

4特殊门

1表决门:

表示仅当输入事件有m或m个以上事件同时发生时，输出事件才发生

2异或门：

表示单个输入事件发生时，输出事件才发生

3禁门：

表示条件事件发生时，输入事件才导致输出事件的发生

4条件与门、条件或门：

条件事件A满足的情况下的与门、或门。

3、转移符号

输入输出

事故树的编制

编制工作一般应由系统设计人员、操作人员和可靠性分析人员组成的编制小组来完成，经过反复研究，不断深入，才能趋于完善。

通过编制过程使小组人员深入了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是编制事故树的首要目的。

一、人工编制

1、编制事故树的规则

1确定顶事件应优先考虑风险大的事故事件，能否正确选择顶事件，直接关系到分析结果，是事故分析的关键。

2合理确定边界条件

3保持门的完整性，不允许门与门直接相连。

4确切描述顶事件，明确顶事件的定义，描述事故的状态，什么时候在何种条件下发生

5编制过程中及编成后，需及时经行简化

2、编制事故树的方法

人工编制事故树常用演绎法，它通过人的思考去分析顶事件是怎样发生的。

直接找出导致顶事件发生的中间事件，在顶事件与其紧连的中间事件之间，根据逻辑关系用逻辑门连接，再对每个中间事件进行类似的分析，找出其直接原因，逐级向下演绎，直到不能分析的基本原因事件，这样得到用基本事件表示的事故树。

二、计算机辅助编制

1合成法（STM）

2判定表（DT）发

事故树的定性和定量分析

最小割集在事故树分析中起着非常重要的作用

1表示系统的危险性，每一个最小割集都表示顶事件发生的一种可能，最小割集越多，系统的危险性越大。

2表示顶事件发生的原因组合。

事故树顶事件发生，必然是某个最小割集中基本事件同时发生的结果，一旦事故发生，就可以方便的知道所有可能发生事故的途径，并可以逐步排除本次事故的最小割集，较快的查处本次事故的最小割集，这就是导致本次事故的基本事件的组合，掌握事故树的最小割集，对于掌握事故发生规律，调查事故发生原因有很大帮助。

3为降低系统危险性提出控制方向和预防措施，每个最小割集都代表一种事故模式，由最小割集可以直观判断哪种事故模式最危险以及如何采取措施使事故发生概率下降。

4利用最小割集可以判定事故树中基本事件的结构重要度和方便的计算顶事件发生的概率

最小径集在事故树分析中起着非常重要的作用

1表示系统的安全性，每一个最小径集的基本事件都不发生保证事故树顶事件不发生，对于采取预防措施防止事故发生有重要意义。

2每一个最小径集都是防止顶事件发生的方案，根据最小径集中包含的基本事件个数的多少、技术上的难易程度、耗费的时间以及投入的资金数量来选择最经济有效的控制事故的方法

3利用最小径集可以判定事故树中基本事件的结构重要度和方便的计算顶事件发生的概率

20、基本事件的重要度分析：

一个基本事件对顶事件发生影响的大小称为该事件的重要度。

重要度分析在系统的事故预防、事故评价和安全性设计等方面有着重要的作用。

事故树中各基本事件的发生对顶时间的发生有着不同程度的影响，取决于两个因素，各基本事件发生的概率的大小以及各基本事件在事故树模型结构中处于何种位置。

一、基本事件的结构重要度

假设各基本事件发生的概率相等，仅从事故树的结构上研究各基本事件对顶事件的影响程度，称为结构重要度分析。

二、基本事件的概率重要度

各基本事件发生的概率对顶时间发生概率的影响，即对事故树经行概率重要度分析。

结构重要度系数与割集重要度系数顺序相同

结构重要度概率重要度关键重要度计算

分析

a、结构重要度可知：

基本事件X、Y对顶事件发生的影响最大，基本事件Z的影响次之，而基本事件B的影响最小

b、从概率重要度分析：

降低基本事件X的发生概率，能迅速有效的降低顶时间的发生概率，其次是基本事件Y，而最不重要的是基本事件Z

c、从关键重要度分析知：

基本事件X不仅敏感性强而本身发生概率较大，所以它的重要度仍然最高，但基本事件Y发生的概率较低，对它作进一步改善有一定困难，而基本事件Z敏感性较强，本身发生概率又大，所以它的重要度提高了

21、系统安全评价的相关概念：

①安全评价（也称风险评价）：

对系统存在的安全因素进行定性定量分析通过与评价标准的比较得出系统的危险程度，并提出改进措施。

②安全：

人的身心免受外界不利因素影响的存在状态及保障条件。

③危险是指易于受到损伤或伤害的一种状态。

系统危险性由系统中的危险因素决定，危险因素与危险具有因果关系

④事故是人们在实现其目的的行动过程中，突然发生的，迫使其有目的的行动暂时或永远终止的一种意外事件。

事故是指造成人员死亡、伤害、职业病、财产损失或其他损失的意外事件

⑤事件的发生可能造成事故，也可能并未造成任何损失。

对于没有造成职业病、死亡、伤害、财产损失或其他损失的事件可称之为“未遂事件”或“未遂过失”“近事故”。

因此，事件包括事故事件和未遂事件。

事故是由危险因素导致的，导致人员死亡、伤害、职业危害及各种财产损失的事件都属于事故。

事故的发生是由于管理失误、人的不安全行为和物的不安全状态及环境因素等造成的。

⑥风险是危险、危害事故发生的可能性与危险、危害事故所造成损失的严重程度的综合度量。

风险大小可以用风险率（R）来衡量，风险率等于事故发生的概率（P）与事故损失严重程度（S）的乘积：

R=PS风险率=事故次数／时间×事故损失／事故次数=事故损失／时间风险=不可靠性*损害风险=危险源/安全防护

本质安全：

通过设计等手段使生产设备、生产系统本身据哟扑安全性即使在误操作或发生故障的情况下也不会发生事故的功能。

风险=P*U

P事项发生的概率

U该事项发生的效用（一般为负）

效用在风险评价中一般考虑三个方面

费用：

安全投资、保险费用

利益：

开展安全工作来带的效益

损害：

事故造成的损失（一般只考虑这一项，即所谓的严重度）

⑦系统安全是指在系统寿命期间内，应用安全系统工程的原理和方法，识别系统中的危险源，定性或定量表征其危险性，并采取控制措施使其危险性最小化，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的可接受安全程度

17、安全评价标准：

经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的安全程度，需要有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准称之为安全标准。

安全标准其实就是一个危害度，这个危害度必须是社会各方面允许接受的。

风险判别指标：

风险判别指标（或判别准则）是判别风险大小的依据，是用来衡量系统风险大小以及危险、危害是否可接受的尺度。

无论是定性评价还是定量评价，一定要有判别指标。

有了判别指标，评价者才能判定系统的危险和危害性是高还是低，是否达到了可接受的程度，系统的安全水平是否在可接受的范围；否则，定性、定量评价也就失去了意义。

•在判别指标中，特别值得说明的是风险的可接受指标。

世界上没有绝对的安全，所谓安全就是事故风险达到了合理可行并尽可能低的程度。

通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上。

•可接受风险是指在规定的性能、时间和成本范围内达到的最佳可接受风险程度。

•可接受风险指标不是一成不变的，它随着人们对危险根源的深入了解，随着技术的进步和经济综合实力的提高而变化。

另外需要指出，风险可接受并非说放弃对这类风险的管理，因为低风险随时间和环境条件的变化有可能升级为高风险。

所以应不断对风险进行控制，使风险始终处于可接受范围内

18、安全评价原理：

㈠相关性原理：

1.系统的基本特征：

相关性阶层性集合性

2.系统的结构

☐系统的结构可用下列公式表达：

☐E＝Maxƒ（X，R，C）

☐式中E——最优结合效果；

☐X——系统组成的要素集，即组成系统的所有元素；

☐R——系统组成要素的相关关系集，即系统各元素之间的所有相关关系；

☐C——系统组成的要素及其相关关系在各阶层上可能的分布形式；

☐ƒ（X，R，C）——X，R，C的结合效果函数。

☐对系统的要素集（X）、关系集（R）和层次分布形式（C）的分析，可阐明系统整体的性质。

要使系统目标达到最佳程度，只有使上述三者达到最优结合，才能产生最优的结合效果E。

3.因果关系

☐有