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安全系统工程复习题安全系统工程复习题一、名词解释1.安全系统与安全有关的影响因素构成了安全系统。因为与安全有关的因素纷繁交错,所以安全系统是一个复杂的巨系统。很难找到一个因素数及其相关性如此复杂的能与之相比的系统。由于安全系统中各因素之间，以及因素与目标之间的关系多数有一定灰度，所以安全系统是灰色系统。d5X2Z。安全系统是通过客体的能量流、物流和信息流的流入一流出的非线性变化趋势,确认安全和事故发生的可能性,因此安全系统具有开放性特点。MBseS。2.径集:在事故树中, 当所有基本事件都不发生时, 顶事件肯定不会发生。然而, 顶事件不发生常常并不要求所有基本事件都不发生, 而只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生。这些不发生的基本事件的集合称为径集, 也称通集或路集。在同一事故树中, 不包含其他径集的径集称为最小径集。skhpa。3.割集:在事故树中,我们把引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集,也称截集或截止集。一个事故树中的割集一般不止一个,在这些割集中,凡不包含其他割集的,叫做最小割集。xb22E。4.安全检查表:事故树分析 (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,为确定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。eUiGp。5.决策:决策指人们在求生存与发展过程中,以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据,寻求并实现某种最佳(满意)准则和行动方案而进行的活动。决策通常有广义、一般和狭义的三种解释。决策的广义解释包括抉择准备、方案优选和方案实施等全过程。一般含义的决策解释是人们按照某个(些) 准则在若干备选方案中的选择,它只包括准备和选择两个阶段的活动。狭义的决策就是作决定,就指抉择。cCuAC。6.系统工程:是20世纪50年代发展起来的一门新兴科学,它是以系统为研究对象,以现代科学技术为研究手段,以系统最佳化为研究目标的科学技术。TCiD3。7.最小径集：不发生的基本事件的集合称为径集, 也称通集或路集。在同一事故树中, 不包含其他径集的径集称为最小径集。E46cX。8.最小割集：一个事故树中的割集一般不止一个,在这些割集中,凡不包含其他割集的,叫做最小割集。9.故障和故障类型10.事故树分析事故树分析 (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,为确定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。lqnvK。二、综合题1.道化学指数评价法的原理。美国道化学公司火灾、爆炸危险性指数评价法是以工艺过程中物料的火灾、爆炸潜在危险性为基础,结合工艺条件、物料量等因素求取火灾、爆炸指数,进而可求经济损失的大小,以经济损失评价生产装置的安全性。评价中定量的依据是以往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全措施的状况。m3zgZ。2.安全决策方法有哪些?各有什么特点?根据决策系统的约束性与随机性原理,可分为确定型决策和非确定型决策。确定型决策:在一种已知的完全确定的自然状态下,选择满足目标要求的最优方案。非确定型决策:当决策问题有两种以上自然状态,哪种可能发生是不确定的,在此情况下的决策称为非确定型决策。非确定型决策又可分为两类:当决策问题自然状态的概率能确定,即是在概率基础上做决策,但要冒一定的风险,这种决策称为风险型决策;如果自然状态的概率不能确定,即没有任何有关每一自然状态可能发生的信息,在此情况下的决策就称为完全不确定型决策。安全决策主要应用非确定型决策。ckycn。3.安全评价的基本程序和步骤有哪些?安全评价的基本程序和步骤为:首先是危险性确认:危险的查出(检查),其中要明确新的危险和危险的变化;危险的定量化(确认),其中要使确认发生的概率和损害的程度;其次是危险性的评价:危险排除(措施),其中要使危险变小和消除危险;允许界限(评价标准)社会对危险性的允许界限。如果超出了此界限要进行再评价。yRmmH。4.预先危险性分析的分析结果涉及哪些内容?预先危险性分析的分析结果应包括以下的信息:(1)危险(2)危险的结果(3)危险的原因(4)事故风险评价(5)消除或减缓危险影响的建议措施5.试论述安全的自然属性和社会属性。(1) 自从人类有组织活动以来, 社会安定、有序、进步始终是各社会阶段追求的目标,而这一目标实现的重要标志之一就是安全。这是社会促动安全的主动因素。但是人类的社会活动如政治、军事、文化、社交,有的对安全直接起破坏作用,有的间接影响着安全; 人类的经济活动如生产(职业)、高技术灾害(化学品致灾、核事故隐患、电磁环境公害、航天事故、航空事故) 、交通灾害则是自人类开展经济活动以来就存在的突出的安全问题,如今更加突出的一个安全问题是环境问题。环境恶化(包括自然环境和人为环境)是人类生活、生存安全的重要威胁。所以在15届世界职业安全卫生大会上,与会专家指出: 向21世纪人们提出的挑战性问题是“环境、安全、健康问题”, 即Q.E.&OSH是一个严重影响国民经济可持续发展的大问题。人类的社会活动、经济活动、交通和环境一方面本身在不断制造事故,另一方面也通过技术和管理措施不断消除隐患,减少事故。但由于受政治利益和经济利益的驱使,安全技术管理措施多数是被动的。2T6d9。(2)关于安全的社会属性也有人提出人伦智的观点。人伦是在一个人群(社会性的结合)中发生的。夫妇、父子、兄弟、朋友、同事构成人际关系,人际以诚相待,共谋生命的延续、生活的充实,并以此抵制惟利是图就称为人伦智。在资本主义社会,各个人际关系上的人伦智相当低微、暗弱。然而人伦智却是“职业灾害困局”中惟一的脱困希望之所寄,它的潜在能量是可以信赖的。人伦智也应属安全社会属性中的主动因素。my3ku。如果把安全的自然属性和社会属性合起来考虑,安全代表的是什么? 它可能既是理念的,又是物质的; 既是抽象的概念, 又是客观的、有形的; 既是当前的实实在在的事物,又可能是将来的一个可望又不可及的目标。oZbux。还可看出: 安全的自然属性与社会属性中都存在着很强的促动安全的主动因素,这是安全科学发展的基础。安全问题纷繁复杂的关系正是由于安全问题的自然属性与社会属性的交融,正像人是社会的一样,而社会的复杂性正是安全问题复杂的根本原因之一。ToXFu。6.英国ICI评价法的评价程序与指数法相比较有什么改进?该方法与道化学公司的方法原理相同,都是基于物质系数法。在肯定道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法的同时, 又在其定量评价基础上对道三版作了重要的改进和扩充。其中在考虑对系统安全的影响因素方面更加全面、更注意系统性,而且注意到在采取措施、改进工艺以后根据反馈的信息修正危险性指数,突出了该方法的动态特性。扩充内容主要有以下几点:(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) 能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。lwZ7c。7.什么是安全评价?它包括哪些内容?安全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,对系统中存在的危险因素、有害因素进行辨识与分析,判断系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度,从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。它包括的内容有:1)、危险性识别:危险源辨识(1)新的危险源,(2)危险源变化),计算风险率(1)事故发生的概率,(2)后果严重度);2)、危险度评价:危险性控制(1)消除危险,(2)减低危险);安全指标(公认的安全指标)。8s3nq。8.安全系统工程产生的客观背景与条件是什么?安全系统工程产生的客观背景与条件:事故给人类带来无数灾难,严重地制约了经济发展和社会进步,甚至对人类生存构成巨大威胁;事故的强大负面效应对人类产生巨大的冲击作用,从而激发人类以更大的决心和更大的力量研究事故。通过对事故信息、资料的收集、整理、分析、研究,也就是充分开发利用“事故资源”,一个崭新的自然科学学科就在人们这种不懈努力与坚苦卓绝的斗争中诞生了0lZ6k。9.安全检查表的作用及优点有哪些?(1) 通过预先对检查对象进行详细调查研究和全面分析, 所制定出来的安全检查表比较系统、完整, 能包括控制事故发生的各种因素, 可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) 安全检查表是根据有关法规、安全规程和标准制定的, 因此检查目的明确, 内容具体, 易于实现安全要求;(3) 对所拟定的检查项目进行逐项检查的过程, 也是对系统危险因素辨识、评价和制定出措施的过程, 既能准确地查出隐患, 又能得出确切的结论, 从而保证了有关法规的全面落实;(4) 检查表是与有关责任人紧密相联系的, 所以易于推行安全生产责任制, 检查后能够做到事故清、责任明、整改措施落实快;(5) 安全检查表是通过问答的形式进行检查的过程, 所以使用起来简单易行, 易于安全管理人员和广大职工掌握和接受, 可经常自我检查。5LrY9。10.美国道化学公司第七版评价法有哪些步骤?其简单的基本程序为:(1)、选择工艺单元;(2)、确定物质系数(MF);(3)、工艺单元危险系数;(4)、计算火灾、爆炸危险指数;(5)、安全系数补救措施;(6)计算暴露半径和暴露区域;(7)、暴露区域财产价值;(8)、破坏系数的确定;(9)、计算最大可能财产损失;cwTvG。(10)、实际最大可能财产损失;(11)、最大可能工作损失;(12)、停产损失。11. 论安全评价的目的。安全评价的目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度,提出合理可行的安全对策措施,指导危险源监控和事故预防,以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。安全评价可以达到以下目的。4jFbW。1)提高系统本质安全化程度2)实现全过程安全控制3)建立系统安全的最优方案,为决策提供依据4)为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件12. 试述决策、准则、价值、属性、目标、指标等基本概念。(论述题,16分)一、简答题1.解释下列基本概念(1)系统:系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。(2)可靠性:可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。(3)可靠度: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。(4)安全标准:约定定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的(期盼的)安全程度,需要有一个界限、目标或标准进行比较,这个标准我们就称之为安全标准。7fpab。(5)安全评价:安全评价就是对系统存在的安全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,提出改进措施。BFaXh。(6)径集:在事故树中,当所有基本事件都不发生时,顶事件肯定不会发生。然而,顶事件不发生常常并不要求所有基本事件都不发生,而只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生;这些不发生的基本事件的集合称为径集,也称通集或路集。LlSn3。(7)安全系统:安全系统是由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。rDRSH。(8)风险率:风险发生的概率与事故后果之间的乘积。(9)权重:权重是表征子准则或因素对总准则或总目标影响或作用大小的量化值。(10)稀少事件:稀少事件是指那些发生的概率非常小的事件,对它们很难用直接观测的方法进行研究,因为它们不但“百年不遇”,而且“不重复”。f72Yu。(11)最小割集:在事故树中,我们把引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集,也称截集或截止集。一个事故树中的割集一般不止一个,在这些割集中,凡不包含其他割集的,叫做最小割集。换言之,如果割集中任意去掉一个基本事件后就不是割集,那么这样的割集就是最小割集。(12)故障:故障就是指元件、子系统或系统在运行时达不到规定的功能。omYhR。2. FMECA主要包括哪两个方面?(1)故障类型和影响分析;2)危险度分析。3.为什么要进行危险度分析?评价每种故障类型的危险程度。4. 安全系统工程的研究对象和研究内容是什么?(1)研究对象:人子系统,机器子系统,环境子系统这三个子系统相互影响、相互作用的结果就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种“人-机-环境”系统。(2)研究内容:安全系统工程是专门研究如何用系统工程的原理和方法确保实现系统安全功能的Ob6sa。科学技术。其主要技术手段有系统安全分析、系统安全评价和安全决策与事故控制。5. Mond法的评价步骤是什么?其评价步骤可以归纳为如下五个方面:(1)确定需要评价的单元。(2)计算道氏综合指数D。(3)计算综合危险性指数R。(4)采取安全措施后对综合危险性重新进行评价。(5)改进工艺,对危险性项目采取适当的保护和预防措施。6. 何谓决策?简述决策的一般过程。决策指人们在求生存与发展过程中,以对事物发展规律及主客观条件的认识为依据,寻求并实现某种最佳(满意)准则和行动方案而进行的活动。Gz7Xp。决策的一般过程:提出问题,明确目标,构造模型,分析评价,然后实施。7. “灰”的主要含义是什么?举出三个灰现象的例子。信息不完全和非惟一性是“灰”的主要含义。灰现象:傍晚天黑的程度,人年老的程度,天气的舒适程度等。8. 危险性一般可分为几个等级?各级的含义如何?(1)I级:安全的,暂时不能发生事故,可以忽略;(2)级:临界的,有导致事故的可能性,事故处干临界状态,可能造成人员伤亡和财产损失,应该采取措施予以控制;y2Tml。(3)级:危险的,可能导致事故发生,造成人员伤亡或财产损失,必须采取指施进行控制;(4)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。9.何谓模糊决策(评价)?利用模糊数学的办法将模糊的安全信息定量化,从而对多因素进行定量评价与决策,就是模糊决策(评价)。10.为什么说安全系统具有典型的灰色特征?(1)表征系统安全的参数是灰数。(2)影响系统安全的因素是灰元。(3)构成系统安全的各种关系是灰关系。因此,安全系统是信息部分己知、部分未知的不具有物理原型的本征性灰色系统。11. 人的工效与其承受应力的关系如何?何谓人为差错?人为差错是指人员未能实现规定的任务(或实现了禁止的动作),可能导致中断计划运行或引起人员伤亡和财产损失。0Qna5。12. 失效率“浴盆曲线”的含义如何?适用于什么场合?浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内,失效率随时间变化有三个时期,即早期失效期,随机失效期和耗损失效期。早期失效期因使用了不合格的原材料或原器件,加工或装配精度低等原因,失效率较高;耗损失效期由于长期运行的大部分器件均已经发生严重磨损或老化而趋于报废,系统的故障率逐步增大;随机失效期为系统的主要工作期,故障率通常趣味常数。2tx09。失效率“浴盆曲线”主要适用于求取设备、元器件等的可靠度函数和故障概率密度函数。113. 事故树分析和事件树分析有何异同?事故树分析是一种演绎推理法,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,为确定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。hjlbn。事件树分析法是一种时序逻辑的事故分析方法,从一个初始事件开始,按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程和结果。通过事件树分析,可以把事故发生发展的过程直观地展现出来,如果在事件(隐患)发展的不同阶段采取恰当措施阻断其向前发展,就可达到预防事故的目的。R43Pr。利用事故树和事件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依据。14. 安全检查的主要内容是什么?安全检查的内容主要是杳思想、查管理、查隐患、查事故处理。15.FMEA与HAZOP的适用场合有何区别?故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。故障类型和影响分析FMEA是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障,而且往往可能发生不同类型的故障。不同类型的故障对系统的影响是不同的。这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型,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,以及提出消除或控制这些影响的措施。6mGq0。危险性与可操作性研究是英国帝国化学工业公司于1974年开发的,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。危险性与可操作性研究,尤其适合于类似化学工业系统的安全分析。uuAtR。两种方法均适用于样机、详细设计、日常运行和改建扩建的安全分析中。提示性答案:教材中均有,希望能记住。二、计算题1、一仓库设有火灾检测系统和喷淋系统组成的自动灭火系统。设火灾检测系统可靠度和喷淋系统可靠度皆为0.99,应用事件树分析计算一旦失火时自动灭火失败的概率。若灭火失败所造成的事故损失为95万元,计算其风险率。zPPmw。答案:风险率为:8905.10199.095=P S R 万元。 起始事件 火灾检测报警正常 自动灭火正常 结果yKWTG。灭火成功概率:9801.099.099.0=灭火失败概率:1-0.9801=0.0199风险率:8905.10199.095=P S R2、有一辆汽车共有6只轮胎,串并联关系如下图所示。已知每一轮胎的可靠度为0.99,求该汽车轮胎系统的可靠度。若系统失效后的损失为5万元,试计算该系统的风险率。iYJpw。P33=P44=1-0.01*0.01=0.9999P=P1*P2*P33*P44=0.99*0.99*0.9999*0.9999=0.9799R=S*(1-P )=5*(1-0.9799)=0.1005答案:风险率为:1005.00201.05=P S R 万元。四、综合题1、若某一稀少事件服从二项分布,试导出其风险度的近似公式:)(101a nP R =。式中n 为试验次数,a 为年的单位,P 为事故发生的概率。RIPdd。证明:在n 次试验中,有m 次成功(发生)的概率P(m)为:m n m m n P P C m P -=)1()( 其均值(期望值):E(x)=nP方差: D 2(x)=nP(1-P)风险度:R=x /E(x)= nP P nP )1(-= nP 1而根据稀少事件的概念,得 nP=2、已知01.01=q ;08.02=q ;5.03=q ;01.04=q ,对图3-24(参考教材P78)事故树中基本事件1X 进行重要度分析。包括:(1)画出1X 状态变化的真值表,求结构重要度系数)1(I ;LXrbi。(2)根据最小割集,求割集重要度系数)1(k I ;(3)给出顶事件概率计算的表达式,求概率重要度)1(g I ;(4)计算关键重要度)1(c g I 。tjLxW。