航空安全工程.doc

一、 绪论
关于安全（P2）：
1. 安全是系统的一种状态，安全是以风险进行界定的；
2. 风险是系统内部矛盾运动及系统与外部环境相互作用的状态表征;
3. 安全和风险是从正方两个方面描述系统运动状态的一对孪生概念，是一个硬币的两个方面；绝对地说，安全就是无风险，有风险就是不安全;
4. 从本质上说，认识安全和认识风险是同一个问题;
5. 安全和风险的性质是相反的。
关于危险（P2):
危险是与安全相对的概念，是指系统中存在导致不期望后果的可能性超过了人们的承受程度.
危险源的构成（P2）：
1. 潜在危害性
2. 存在条件
3.触发因素
安全科学
1. 定义（P3）：
安全科学是研究事物安全与危险矛盾运动规律的科学.
具体包括以下内容：
a) 研究事物安全的本质规律;
b) 揭示事物安全相对应的客观因素及转化条件；
c) 研究预测.消除或控制事物安全与危险影响因素及其转化条件的理论和技术；
d) 研究安全的思维方法和知识体系。
2. 本质特征(P3）：（解释/）
a) 安全科学要体现本质安全；
b) 安全科学要体现理论性。科学性；
c) 安全科学要体现交叉性；
d) 安全科学要体现研究对象的全面性。
3. 学科体系层次（P4）：
包括：
1. 哲学层次—安全哲学.安全哲学即安全观，安全认识论,安全方法论，它是安全科学最高理论概括，是认识，揭示安全本质的思维方法。
2. 科学层次—安全科学。安全科学研究安全的范畴，基本概念，定义及其与其他科学体系的关系,确立安全科学的内涵与外延。
3. 基础科学层次—安全学。安全学包括安全科学的基本原理和研究方法，揭示事物安全运动的基本规律。
4. 工程技术层次—安全工程。安全工程是运用安全学和安全技术科学直接服务于安全工程的技术方法，包括安全的预测,设计，施工，运转和监控等工程技术。
4. 安全科学的核心理论(P4~5）：
1. 安全系统论
2. 安全控制论
3. 安全信息论
4. 事故预测与预防原理
5.事故突变原理
从安全系统的静态性考虑安全控制，安全科学涉及两个对象系统：事故系统和安全系统。
安全系统（P9）
1.定义：
安全系统是以人为中心，由与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。安全系统由安全工程。卫生与健康。安全管理.人机工程.预测技术和控制技术等组成.
2.独特的结构特点：
a) 安全分析的系统性
b) 安全信息的反馈性
c) 安全控制的相关性
d) 安全事故的随机性
e) 事故识别的模糊性
安全系统工程的研究内容：（P13）
1. 危险源辨识和控制
2. 系统安全分析
3. 系统安全评价
4. 系统安全预测
5. 安全决策
系统安全(P15）
系统安全的概念：
系统安全是指在系统生命周期内，应用系统安全工程和系统安全管理方法，辨识系统中的危险源，并采取有效的控制措施使其危险性最小，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度.
系统安全理论的主要观点（P17）
没有任何一种事物是绝对安全的，任何事物中都潜伏者危险因素，通常所说的危险或安全只不过是一种主观的判断。
适航标准
是一类特殊的技术性标准，它是为保证实现民用航空器的适航性而制定的最低安全标准。
航空安全（P19-20了解内容）
1. 事故
2. 空难
3. 事故征候
4. 其他不安全事件
航空安全系统的特点（P20）
1. 航空系统的复杂性(飞机结构复杂、管理设计复杂、人员复杂)
2. 基于全寿命周期的航空系统安全
航空系统作为典型的复杂可修系统,有必要通过维修、保持和维持其可靠性与安全性水平。
3. 涉及人的不安全行为
在航空领域,70%以上的事故都是由人为因素造成的,人的因素成为构成航空事故的重要原因。解决人的不安全因素，不仅要考虑人的个人行为，更要结合飞机及环境等各项因素,进行综合考虑。
适航管理（P23)
适航管理是民用航空器特有的管理体制，归根结底，是为航空安全提供保障。
民用航空器的适航管理是以保障民用航空器的安全性为目标的技术管理，是政府适航部门在制定了各种最低安全标准的基础上，对民用航空器的设计、制造、使用和维修等环节进行科学统一的审查、鉴定、监督和管理.
适航管理的分类:
1. 初始适航管理
2. 持续适航管理
适航管理的特点：(P24)
1. 权威性
2. 国际性
3. 完整性和统一性
4. 动态发展性
5. 独立性
世界民航安全发展历程
1. 机器安全时期,即技术改进时期
2. 人素安全时期，即人本安全时期
3. 组织安全时期，即系统安全时期
二、 航空灾害理论
航空灾害的影响因素:
1. 以航空器本身为主要因素的机械系统因素
2. 以飞行机组为主要因素的人为因素
3. 以天气为主的环境因素
航空灾害的特点
1. 生成的突发性
2. 事故的因果性
3. 成因的综合性
4. 后果的双重性
5. 一定的可预防性
航空灾害的形成机制（P41）
1. 突发形成
2. 积累形成（纵向积累、横向积累）
3. 波及形成
航空事故致因理论（P41）
作用:
用于揭示事故的成因、过程和结果,它抽象掉各种隐患或风险源的具体特点和各种不安全事件的具体内容与具体形式，抽象概括地考虑构成系统的人、设备和环境等因素，因而更能揭示事故及其致因的本质，更具普遍意义。
是进行不安全事件调查、安全分析、风险评估、安全监管和审计以及安全决策的重要理论工具。
包括:
1. 能量转移致因论
2. 因果关系致因论
包含1)并发型，也称集中型;2）顺序型，也称连锁型;3）复合型.
3. 事故因果链理论
4. 变化规律论
5. 人的失误致因论
6. 综合致因论
注：掌握各自的作用
三、 航空安全系统分析方法
系统安全分析的内容
1. 对可能出现的、初始的、诱发的及其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方法进行分析;
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。
选择分析方法考虑因素
1. 分析的目的
2. 资料的影响
3. 系统的特点
4. 系统的危险性
功能危险分析
定义：是通过对系统或分系统级（包括软件）可能出现的功能状态的分析,识别并评价系统中潜在危险的一种分析方法.
功能故障状态识别（见P78）
预先危险性分析(P86）
概念：
是指在一项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等)之前对系统存在的各种危险因素、出现的条件及导致事故的后果进行宏观的概略的分析。这是一种定性分析方法。
优点：
1. 分析工作在行动之前,可及早采取措施排除、降低或控制危害,避免由于考虑不周而造成损失.
2. 对系统开发、初步设计、制造、安装、检修等分析结果，可以提供应遵循的注意事项和指导方针。
3. 分析结果可为制定标准、规范和技术文献提供必要的资料.
4. 根据分析结果可编制安全检查表以保证实施安全，并可作为安全教育的资料。
故障模式及影响分析FMEA(p91）概念:FMEA是对系统或产品的各个组成部分,按一定的顺序进行系统分析和考察,查出系统中各子系统或元件可能发生的各种故障模式,并分析它们对单元或产品的功能造成的影响，提出可能采取的改进措施，以提高系统和产品的可靠性和安全性的方法.
FMECA法优点：
1. 通过每个元件的每个故障模式及影响的一一分析,能够提供一个精确、细致的分析结果；
2. 分析结果可用来优化设计、优化系统，在系统采用“故障安全”设计时可得到较为满意的操作；
3. 对于高风险的系统或子系统采用这种分析方法可以得到比PHA更为精确的结果；由于对每一个元器件的每一个故障模式进行评估，这种方法比事故树分析更为细致；
4. 对分析的部件可进行可靠度预测。
事件树分析概念112页：事故树分析的实质是利用逻辑思维的规律分析事故形成过程，以人机系统为对象,分析其成功与失败两种情况，对事物发展的各个环节事件给与肯定或否定的判断，从而得出不同的结果.
分析步骤：（P113)
1. 确定初始事件
2. 找出与初始事件有关的环节事件。
3. 绘制事件树
4. 说明分析结果
四 事故树分析(P137）
事故树的基本概念
事故树分析(Fault Tree Analysis, FTA）,又称为故障树分析,是安全系统工程中广泛应用的重要安全分析方法之一。事故树的理论依据是图论和布尔代数的逻辑关系.
作用
事故树分析方法可以形象地反映事故发生的因果关系，既可以用于事故后的原因分析,又可以用于系统危险性评价与辨识；既可以定性分析，也可以定量分析.
事故树的优点
1. FTA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。围绕事故作层层分析，便于找出系统的薄弱环节，因此，可以清晰地反映事故之间的因果连锁关系，便于进行危险源的控制；
2. FTA具有很大的灵活性，不仅可以分析某些单元故障树对系统的影响，还可以对人为因素、环境因素等进行分析,应用领域广泛；
3. FTA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定量依据.
了解事故树的构成
(表5-1，事故树分析事件符号及意义)
最小割集
概念:是能够引起顶上事件发生的最低数量的基本事件的组合。
作用：（P150)指明了哪些基本事件同时发生，就可以使顶上事件发生的事故模式。
结构重要度：了解概念与算法（P152 例5。3）
概率重要度和临界重要度（P160)看概念
四、 飞机安全监控
运行状态监控的主要作用：
1. 避免因发生事故和意外事件造成的损失。
2. 改进飞行程序
3. 改善燃油消耗
4. 减少不必要的维修和修理
5. 进行飞行员的飞行品质监控
6. 提高飞机派遣率
运行状态监控系统与可靠性监控系统间的主要区别：
1. 运行状态监控系统侧重于对飞机个体的分析，而可靠性监控系统主要侧重于对飞机机群的分析。
2. 运行状态监控系统侧重于实时或及时处理问题，而可靠性监控系统侧重于事后的纠正措施.
3. 运行状态监控系统主要通过机载设备、航线等获得第一手数据，而可靠性监控系统则对从运行监控系统获得的数据作归纳整理。
发动机状态监控的功能
1. 及时发现发动机异常现象,采取积极措施防止、排除发动机的故障和潜在故障。
2. 根据发动机的性能状态情况对发动机排序,加强航空公司发动机的机队管理，尽量减少非计划换发。
部附件监控方式
1. 针对时控件采用时限监控方式.
2. 针对非时控件采用状态监控的方式.
飞行品质监控获取超限信息的主要环节
1. 数据译码
2. 监控标准体系的建立与完善
3. 飞行事件分析程序的开发与改进
4. 超限事件的人工分析与过滤
监控标准体系的建立步骤P173
1. 研究机型可记录的飞行参数，根据记录的参数及可以导出的参数确定可以实施的监控项目;
2. 研究飞机的飞行手册、性能手册及其他相关资料，分析飞行技术对飞行安全的影响，从而选择出合理可靠的监控项目并确定监控标准;
3. 用理论计算的方法来分析关键飞行阶段、关键参数变化对飞行安全和性能的影响，给出定量或定性的分析结果，为监控项目标准值的确定提供依据和指导；
4. 通过对监控结果的反复验证与分析，对监控项目和标准进行考核、修改和完善，最终成为符合公司要求,能够得到实际应用的标准体系.
品质监控的参数
1. 到站和离站、机场和跑道记录信息
2. 结构记录信息
3. 飞行路径信息
4. 各系统的操纵信息
5. 燃油消耗信息
飞机可靠性监控功能P180
1. 可以在飞机系统或部件发生故障或失效之前及时发现其恶化的征候，保证飞机飞行安全性.
2. 进行可靠性趋势分析发现飞机、系统的固有安全性和可靠性较低的项目，提前制定预防或纠正措施，并且为飞机的设计改进和制造工艺水平的提高提供信息，提高飞机、系统或部件的固有可靠度。
3. 保证机群的可靠性性能指标在可以接受的范围内。
4. 为航空公司改进维修方案和维修管理提供依据,以持续保持其维修方案和维修工作的有效性。
5. 降低航空公司的运营成本和提高经济效益，达到监控直接维修成本的目的。
6. 在增加老龄化维修方案后通过可靠性监控进行闭环管理还可以延长飞机的经济寿命。
7. 对供应商提供的零部件质量和可靠性进行监控，促进其改进质量并提高服务水平。
飞机可靠性监控系统工作流程
1. 可靠性数据采集
2. 可靠性数据分析
3. 纠正措施
4. 性能标准
5. 数据显示和报告
6. 维修方案
运行可靠性监控包括：重要事件分析、故障统计分析、使用统计分析
可靠性监控项目，可靠性性能参数表（P184)
五、 航空安全风险评价
定义：安全评价就是利用系统工程方法对拟建成或已有工程、系统存在的安全因素进行定性和定量的分析，通过与评价标准的比较得出系统的危险程度,提出改进措施以打到工程、系统安全的目的.
安全评价的原理
1. 安全评价是系统工程;
2. 类推和概率推断原则;
3. 惯性原理；
4. 量变到质变原理.
安全评价的程序（含内容）
1. 准备阶段
2. 辨识与分析危险有害因素
3. 划分评价单元
4. 定性、定量评价
5. 提出安全对策措施建议
6. 作出评价结论
7. 编制系统安全评价报告
安全评价方法选择原则P237
1. 充分性原则
2. 适应性原则
3. 系统性原则
4. 针对性原则
5. 合理性原则
选择安全评价方法应注意的问题:
1. 被评价系统的特点
2. 安全评价的具体目标或要求的最终结果
3. 安全评价资料占有情况
4. 安全评价人员
安全检查表
定义：
安全检查表是进行安全检查，发现潜在隐患,督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。该方法至今仍然是安全系统工程中最基础也是使用最为广泛的一种定性分析方法。安全检查表实际上是一份实施安全检查和诊断的项目明细表，安全检查结果的备忘录还可以作为检查的依据。
故障风险评价
故障：所谓故障就是指部件、子系统或系统在运行时达不到规定的功能。
危险物质风险评价方法：
1. 道化学法
2. 蒙特法
作业条件风险评价:作业条件风险评价是评价人们从事某种作业时的危险性的评价方法,该方法简便可行，适用于危险点普查，进行危险点分级管理，是控制重大事故的有效途径。
概率风险评价的作用
1. 实现风险评价结果的定量化,为风险决策提供定量的依据；
2. 从总体角度衡量风险的大小，把握系统整体的安全性水平;
3. 找出关键事故序列，发现可能的薄弱环节，提出改进措施，以进一步提高系统的安全性；
4. 明确对系统带来重大影响的设备故障和人为失误，以便完善设备使用的标准和管理规定，并制定对运行人员的培训重点；
5. 通过不确定性分析和灵敏度分析，评价安全保护措施的必要程度,建立相关规程,明确设防的重点，以提高装备的安全性；
6. 在实现计算机自动化分析的基础上，以打到实时评价事故风险,以及部件性能的改进或降低对系统的整体影响。
概率风险评价的核心工作是建立事故场景（Accident Secnaio）以描述事故发展过程，再计算事故过程中每个中间环节的概率，从而得到发生最终事故的概率。
初因事件：是指可能引发系统危险或事故的系统内部的故障或外部的事件。
系统的事故链通常采用事件树进行描述。当事故场景过程比较复杂，难以直接建立事件树时，也可以先建立事故过程的事件序列图(Event Sequence Diagram, ESD）,再对ESD进行简化得到事件树.
功能事件序列图(FESD）：
是按照功能描绘系统对初因事件的象印，根据对“下一步可能发生什么”的问与答来展开。
FESD和事件树包含相同的信息，但对于大型复杂系统，FESD更适合于操作人员的分析和理解。
概率评价方法（PRA）的注意事项
1. PRA分析应充分利用前期的定性分析结果，明确分析的重点范围或部位,提高工作效率。
2. 确定初因事件时,应重点考虑PHA或FMEA分析结果，特别是当系统结构比较复杂，建立主逻辑图比较困难的情况下。
3. 当故事场景过程比较复杂时，可先利用事件序列图建立定性的过程模型，然后转化为定量的事件树模型.
4. 应充分利用可靠性分析工作中的FTA分析结果,以减少定量计算的工作量。
5. 分析人员不仅要掌控系统的功能结构原理,还应掌握系统的使用运行过程，特别是人员操作和应急过程，以建立全面的事故场景过程模型。
6. PRA计算需要大量的底层设备可靠性数据，可能与工程实际存在差距,因此计算结果的相对值往往比绝对值更有意义。