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安全管理陈全君博士139998305321第一章安全基础管理n安全管理的重要性n管理：管理者为实现组织目标，充分利用组织资源，而实施的计划、组织、领导、协调和控制的活动。n安全管理：管理者为了实现组织安全生产的目标，而对安全生产过程实施的安全决策、计划、组织、领导、协调和控制的活动。达到识别危害，减少和防止事故，保护人民生命和健康安全的目的。n安全管理的分类n按层次分类：宏观安全管理和微观安全管理n按内容分类：狭义安全管理和广义的安全管理2第一章安全基础管理n安全管理的对象和内容n对象：企业系统的各个要素及其协调。n人的系统：核心，反馈管理n物质系统：物质实体或能量和信息的载体：如机械设备、产品、构筑物和原材料等。n能量系统：能量意外释放理论。n信息系统：信号工、信息的获取、传输、存储、分析和反馈。3第一章安全基础管理n安全管理的功能n基础性功能：决策、指令、组织、协调。n治理性功能：整治、防范。n反馈性功能n安全管理的主要任务n辨识危险；评估评价；制定措施；消除危险预防和控制事故。4第一章安全基础管理n安全管理的主要内容n基础工作：建立管理体系和规章制度；开展危险辨识、评估评价和管理；安全技措经费的管理等。n动态的安全管理：企业生产环境和生产工艺过程中的安全保障。如：不安全行为和状态的发现和控制；重大危险员的控制。设计工艺过程的动态性评价和控制；检测监控系统的管理。安全检查和监督。n安全信息化工作：各方面信息的搜集、整理、分析、传输、反馈。5第一章安全基础管理n安全管理的性质与作用n性质：人为性；效益性；强制性；长期性；科学性；层次性；预防性；专业性群众性和社会功能性。n地位：安全管理是企业管业的重要组成部分。主要表现在：安全管理与经营决策、生产管理、其他管理的关系。6第一章安全基础管理n意义和作用n搞好安全管理是防止事故的根本对策n全面落实安全生产方站的基本保证n是安全与卫生技术发挥作用的基础n促进企业经济发展，提高经济效益。7第一章安全基础管理n安全管理的基本原理n系统原理:着眼点在于整个系统。组成系统的各要素之间不是孤立的。把涉及安全生产的各个要素作为一个系统，注重系统的整体性、目的性和层次性。要系统全面地进行安全分析、评价、制定综合新的安全措施，以实现系统安全为目的。n人本原理：以人为中心，充分调动各方面的积极性。8第一章安全基础管理n能级原理：根据管理功能把管理系统分成级别，不同的级别完成不同的管理功能各司其职，各负其责，各尽其能。n整分合原理：在整体规划下分工明确，分工协作。n反馈原理：有灵敏、正确、有力的信息反馈。9第一章安全基础管理n封闭原理：管理过程和手段必须构成一个连续封闭的回路，才能形成有效的管理手段。n弹性原理：由于内部和外界条件变化多端，管理的方法和手段必须具有伸缩性，以保证管理的实用性和灵活性。n动力原理：管理必须具有强大的动力，正确的动力是管理有效持续进行的前提。n物质动力n精神动力n信息动力n三种动力综合运用，灵活组合。10第一章安全基础管理n安全管理的基本原则n1.生产与安全统一的原则：管生产必须管安全；安全促进生产。n2.三同时原则：建设项目的安全卫生设施和措施要与主体及生产设施同时设计，同时施工，同时投产；11第一章安全基础管理n3.五同时原则：企业在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时计划、布置、检查、总结、评比安全；n4.三同步原则：企业在考虑经济发展、进行机制改革、技术改造时，安全生产方面同时规划、同时实施，同时投产；12第一章安全基础管理n5.四不放过原则：发生事故后，要做到事故原因没查清，当事人未受到教育，整改措施示未落实和责任者未受到处理。13第一章安全基础管理n安全管理的基本制度n安全生产责任制是规范企业各级领导、职能部门和职工个人应负责任的有关安全生产责任的制度。n生产经营单位主要负责人的安全生产责任制。生产经营单位的主要负责人或者正职是安全生产第一责任者，对本单位的安全生产工作全面负责。14第一章安全基础管理n生产经营单位负责人或者副职的安全生产责任制。生产经营单位负责人或者副职在各自职责范围内，协助主要负责人或者正职搞好安全生产工作。15第一章安全基础管理n生产经营单位职能管理机构负责人及其工作人员的安全生产责任制。职能管理机构负责人按照本机构的职责，组织有关工作人员做好安全生产工作，对本机构职责范围的安全生产工作负责。职能机构工作人员在本职责范围内做好有关安全生产工作。16第一章安全基础管理n班组长安全生产责任制。班组长是搞好安全生产工作的关键，是法律、法规的直接执行者。安全生产工作搞得好不好，关键在班组长。班组长督促本班组的工人遵守有关安全生产规章制度和安全操作规程，不违章指挥、不违章作业、不强令工人冒险作业，遵守劳动纪律，对本班组的安全生产负责。17第一章安全基础管理n岗位工人的安全生产责任制。每个岗位的工人要接受安全生产教育和培训，遵守有关安全生产规章和安全操作规程，不违章作业，遵守劳动纪律，对本岗位的安全生产负责。特种作业人员必须接受专门的培训，经考试合格取得操作资格证书的，方可上岗作业。18第一章安全基础管理n安全工作制度n为切实做好安全工作，企业必须建立一系列的安全工作制度：安全办公制度；安全检查汇报制度；安全调度制度；事故分析报告制度；班前教育制度；安全职级制度。19第一章安全基础管理n事故预防制度n建立各类事故发生的制度体系。包括“三同时”制度、工程设计审批制度、工程师工检查验收制度、工程质量达标评级制度、矿山设备使用制度、安全教育培训制度、事故防范制度、重大事故隐患排查制度、安全职级制度、安全技措资金提取和使用制度、质量管理制度、入井检查考勤制度等。20第一章安全基础管理n安全生产奖罚制度n惩前毖后治病救人，奖罚分明教育为主。21第一章安全基础管理n思考题n安全生产为什么要坚持“安全第一预防为主“的原则？n安全管理为什么要坚持人本原理？n为什么要坚持安全与生产向同意的原则？22第二章系统安全分析方法n系统安全分析是对生产系统中存在的不安全因素以及这些不安全因素对系统可能造成的损害进行系统的分析，以正确进行安全规划和决策，实施最优化安全技术和管理措施。n安全系统分析是安全管理工作的核心，分析结果的正确性关系到安全工作的成败。n目前，国内外已提出数十种系统安全分析方法。在此仅介绍几种常用的分析方法。23第二章系统安全分析方法n因果图分析法n因果分析法是一种分析各类事故发生原因的有效方法。在分析时一层层地深挖事故原因，然后用简洁的文字和线条箭头表示其因果关系，在图上呈现出各种原因的分支线条，犹如鱼刺，故因果图有叫鱼刺图。24第二章系统安全分析方法n因果图的类型：n离差分析型：机械和自动控制方面。对离差产生的原因进行深入分析，制成因果图。n工艺分析型：采矿工程等连续生产企业按照工艺过程一步一步地寻找工序中的事故因素，制成因果图。n因素总列图把事故发生的原因一一列出做成因果图。研究事故发生的主要原因，寻找控制事故的最优方案。25第二章系统安全分析方法n因果图的形状和内容n因果图的组成：事故原因、类型和后果以及标是因果关系的线条和箭头。如图所示。26第二章系统安全分析方法n因果图的分析步骤和注意事项n分析步骤n全面调查事故、收集资料，确定分析的问题，画出主干。n分析产生问题的原因。n将分析出的原因进行整理、综合、分类n将原因用逻辑关系从大到小画在图上，使之成为完整的鱼刺图。n据因果图提出具体对策，必要时绘制事故预防因果图。27第二章系统安全分析方法n注意事项：n提出事故特征要具体明确，每一事故特征作一个图形，以免影响分析效果。n层层分析，一追到底；原因具体，容易理解，一边采取具体安全措施；不包括处理意见和责任，一面找不出主要原因。n对重要原因要标出符号和次序，一边按照重要程度采取措施。主要原因确定，应深入现场落实主要影响因素项目，然后采取具体的措施。n在因果分析过程中，应广泛听取广大职工的意见，重点听取实际操作人员的意见。n形象作图，引人重视。28第二章系统安全分析方法n安全检查表法及其使用安全检查表种类多、适用面广、使用方便，可根据不同的要求制定不同的检查表进行检查，因此，它作为一种定性安全评价方法有着广泛的应用。29第二章系统安全分析方法n1安全检查表的定义为了系统地识别工厂、车间、工段或装置（矿山、工作面、工艺）、设备以及各种操作管理和组织中的不安全因素，事先将要检查的项目，以提问方式编制成表，以便进行系统检查和避免遗漏，这种表叫做安全检查表。30第二章系统安全分析方法检查表有各种形式，不论何种形式的检查表，总体的要求是第一内容必须全面，以避免遗漏主要的潜在危险。第二要重点突出，简明扼要，否则的话，检查要点太多，容易掩盖主要危险，分散人们的注意力，反而使评价不确切。为此，重要的检查条款可作出标记，以便认真查对。31第二章系统安全分析方法n安全检查表主要有以下优点（作用特点）：（1）系统性和全面性。检查项目系统、完整，可以做到不遗漏任何能导致危险的关键因素，因而能保证安全检查的质量。（2）易实现标准化和规范化。可以根据已有的规章制度、标准、规程等，检查执行情况，得出准确的评价。32第二章系统安全分析方法n（3）直观性。安全检查表采用提问的方式，有问有答，给人的印象深刻，能使人知道如何做才是正确的，因而可起到安全教育的作用。n（4）明了性。编制安全检查表的过程本身就是一个系统安全分析的过程，可使检查人员对系统的认识更深刻，更便于发现危险因素。33第二章系统安全分析方法n2安全检查表的分类安全检查表的分类方法可以有许多种，如可按基本类型分类，可按检查内容分类，也可按使用场合分类。34第二章系统安全分析方法n安全检查表有3种类型：定性检查表、半定量检查表和否决型检查表。n定性安全检查表是列出检查要点逐项检查，检查结果以“对”“否”表示,检查结果不能量化；35第二章系统安全分析方法n半定量检查表是给每个检查要点赋以分值，检查结果以总分表示，有了量的概念，这样，不同的检查对象也可以相互比较，但缺点是检查要点的准确赋值比较困难，而且个别十分突出的危险不能充分地表现出来，我国原化工部1990、1991、1992年安全检查表以及中国石化、天然气总公司安全评价方法中的检查表即为此种类型；36第二章系统安全分析方法n否决型检查是给一些特别重要的检查要点作出标记，这些检查要点如不满足，检查结果视为不合格，即具一票否决的作用，这样可以做到重点突出，我国的GB1354892光气及光气化产品生产装置安全评价通则中的检查表即属此类。37第二章系统安全分析方法n由于安全检查的目的、对象不同，检查的内容也有所区别，因而应根据需要制定不同的检查表，如日本消防厅的检查表侧重于事故发生后的消防活动，对安全措施进行检查；而日本劳动省的检查表则侧重于劳动灾害，对工艺过程的安全管理进行检查。我国原化工部1990-1992年发布的3个检查表侧重于安全管理；而中国石化、天然气总公司安全评价方法中的检查表除包括安全管理的内容外，更多地涉及到各类生产设备的选型、材质、结构及安全附件等。38第二章系统安全分析方法n安全检查表按其使用场合大致可分为以下几种：n（1）设计用安全检查表：主要供设计人员进行安全设计时使用，也以此作为审查设计的依据。其主要内容包括：厂址选择，平面布置，工艺流程的安全性，建筑物、安全装置、操作的安全性，危险物品的性质、储存与运输，消防设施等。39第二章系统安全分析方法n（2）厂级安全检查表：供全厂安全检查时使用，也可供安技、防火部门进行日常巡回检查时使用。其内容主要包括厂区内各种产品的工艺和装置的危险部位，主要安全装置与设施，危险物品的贮存与使用，消防通道与设施，操作管理以及遵章守纪情况等。40第二章系统安全分析方法n（3）车间用安全检查表：供车间进行定期安全检查。其内容主要包括工人安全、设备布置、通道、通风、照明、噪声、振动、安全标志、消防设施及操作管理等。n（4）工段及岗位用安全检查表：主要用作自查、互查及安全教育。其内容应根据岗位的工艺与设备的防灾控制要点确定，要求内容具体易行。41第二章系统安全分析方法n（5）专业性安全检查表：由专业机构或职能部门编制和使用。主要用于定期的专业检查或季节性检查，如对电气、压力容器、特殊装置与设备等的专业检查表。42第二章系统安全分析方法n3安全检查表的编制n编制安全检查表的主要依据是：（1）有关标准、规程、规范及规定。为了保证安全生产，国家及有关部门发布了一些不同的安全标准及文件，这是编制安全检查表的一个主要依据。为了便于工作，有时可将检查条款的出处加以注明，以便能尽快统一不同的意见。43第二章系统安全分析方法（2）国内外事故案例。前事不忘，后事之师，以往的事故教训和研制、生产过程中出现的问题都曾付出了沉重的代价，有关的教训必须记取，因此，要搜集国内外同行业及同类产品行业的事故案例，从中发掘出不安全因素，作为安全检查的内容。国内外及本单位在安全管理及生产中的有关经验，自然也是一项重要内容。44第二章系统安全分析方法n（3）通过系统安全分析确定的危险部位及防范措施，也是制定安全检查表的依据。系统安全分析的方法可以多种多样，如预先危险分析、可操作性研究、故障树，等等。45第二章系统安全分析方法n事件树分析（EventTreeAnalysis,ETA）事件树是判断树在灾害分析上的应用。判断树（DecisionTree）是以元素的可靠性系数表示系统可靠程度的系统分析方法之一。是一种既能定性，又能定量分析的方法。46第二章系统安全分析方法n1分析步骤及应用范围判断树用于灾害分析时，常称为事件树。这时，树形图从作为危险源的初始事件出发，根据后续事件或安全措施是否成功作分支，最后到灾害事件的发生为止。47第二章系统安全分析方法n事件树图的具体作法是将系统内各个事件按完全对立的两种状态（如成功、失败）进行分支，然后把事件依次连接成树形，最后再和表示系统状态的输出连接起来。事件树图的绘制是根据系统简图由左至右进行的。在表示各个事件的节点上，一般表示成功事件的分支向上，表示失败事件的分支向下。每个分支上注明其发生概率，最后分别求出它们的积与和，作为系统的可靠系数。事件树分析中，形成分支的每个事件的概率之和，一般都等于1。48第二章系统安全分析方法n事件树分析主要应用于：（1）搞清楚初期事件到事故的过程，系统地图示出种种故障与系统成功、失败的关系。（2）提供定义故障树顶上事件的手段。（3）可用于事故分析。49第二章系统安全分析方法n2应用举例n例1有一泵和两个串联阀门组成的物料输送系统（如图71所示）。物料沿箭头方向顺序经过泵A、阀门B和阀门C，泵启动后的物料输送系统的事件树如图72所示。设泵A、阀门B和阀门C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9，则系统成功的概率为0.7695，系统失败的概率为0.2305。50第二章系统安全分析方法n图71阀门串联的物料输送系统51第二章系统安全分析方法n图72阀门串联输送系统事件树图52第二章系统安全分析方法n例2有一泵和两个并联阀门组成的物料输送系统，如图73所示。n图73阀门并联的物料输送系统53第二章系统安全分析方法图中A代表泵，阀门C是阀门B的备用阀，只有当阀门B失败时，C才开始工作。同例1一样，假设泵A、阀门B和阀门C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9，则按照它的事件树（图74），可得知这个系统成功的概率为0.9405，系统失败的概率为0.0595。从以上两例可以看出，阀门并联物料系统的可靠度比阀门串联时要大得多。54第二章系统安全分析方法nn图74阀门并联输送系统事件树图55第二章系统安全分析方法n例3某工厂的氯磺酸罐发生爆炸，致使3人死亡，用事件树分析的结果如图75所示。图75氯磺酸贮罐爆炸事故事件树图56第二章系统安全分析方法n该厂有4台氯磺酸贮罐。因其中两台的紧急切断阀失灵而准备检修，一般按如下程序准备：n反罐内的氯磺酸移至其他罐；n将水徐徐注入，使残留的浆状氯磺酸分解；n氯磺酸全部分解且烟雾消失以后，往罐内注水至满罐为止；n静置一段时间后，将水排出；n打开人孔盖，进入罐内检修。57第二章系统安全分析方法n可是在这次检修时，负责人为了争取时间，在上述第3项任务未完成的情况下，连水也没排净就命令维修工人去开人孔盖。由于人孔盖螺栓锈死，两检修工用气割切断螺栓时，突然发生爆炸，负责人和两名检修工当场死亡。58第二章系统安全分析方法n分析这次事故的事件树图可以看出，紧急阀失灵会引起事故，对其修理时，会发生如图所示的16种不同的情况，这次爆炸事故属于图中的第12种情况。59第二章系统安全分析方法n故障树分析（FaultTreeAnalysis,FTA）n故障树分析（FTA）技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。60第二章系统安全分析方法n1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。61第二章系统安全分析方法n1数学基础1.1基本概念(1)集：从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项（事件）的集合。这些共同特点使之能够区别于他类事物。（2）并集把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为AB或AB。62第二章系统安全分析方法n若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。例若A=a、b、c、d；B=c、d、e、f；AB=a、b、c、d、e、f。63第二章系统安全分析方法n（3）交集两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为AB或AB。根据定义，交是可以交换的，即AB=BA例若A=a、b、c、d；B=c、d、e；则AB=c、d。64第二章系统安全分析方法n（4）补集在整个集合（）中集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。补集又称余，记为A或A。65第二章系统安全分析方法n1.2布尔代数规则布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。它可用于故障树分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。将系统失效表达为基本元件失效的组合。演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合（即最小割集），进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。66第二章系统安全分析方法n布尔代数规则如下（X、Y代表两个集合）：（1）交换律XY=YXXY=YX（2）结合律X（YZ）=（XY）ZX（YZ）=（XY）Z（3）分配律X（YZ）=XYXZX（YZ）=（XY）（XZ）（4）吸收律X（XY）=XX（XY）=X67第二章系统安全分析方法（5）互补律XX=1XX=（表示空集）（6）幂等律XX=XXX=X（7）狄摩根定律（XY）=XY（XY）=XY（8）对合律（X）=X（9）重叠律XXY=XY=YYX68第二章系统安全分析方法n2故障树的编制故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。这些符号可分逻辑符号、事件符号等。2.1故障树的符号及意义（1）事件符号n(a)(b)(c)(d)(e)n图81事件符号69第二章系统安全分析方法矩形符号：代表顶上事件或中间事件，见图81（a）。是通过逻辑门作用的、由一个或多个原因而导致的故障事件。圆形符号：代表基本事件，见图81（b）。表示不要求进一步展开的基本引发故障事件。屋形符号：代表正常事件，见图81（c）。即系统在正常状态下发挥正常功能的事件。菱形符号：代表省略事件，见图81（d）。因该事件影响不大或因情报不足，因而没有进一步展开的故障事件。椭圆形符号：代表条件事件，见图81（e）。表示施加于任何逻辑门的条件或限制。70第二章系统安全分析方法n（2）逻辑符号故障树中表示事件之间逻辑关系的符号称门，主要有以下几种。或门：代表一个或多个输入事件发生，即发生输出事件的情况。或门符号见图82（a），或门示意图见图83。71第二章系统安全分析方法n图82逻辑符号或门与门禁门72第二章系统安全分析方法n图83或门示意图73第二章系统安全分析方法n与门：代表当全部输入事件发生时，输出事件才发生的逻辑关系。表现为逻辑积的关系。与门符号见图82（b），与门示意图见图84。74第二章系统安全分析方法n图84与门示意图75第二章系统安全分析方法n禁门：是与门的特殊情况。它的输出事件是由单输入事件所引起的。但在输入造成输出之间，必须满足某种特定的条件。禁门符号见图82（c），禁门示意图见图85。76第二章系统安全分析方法n图85禁门示意图77第二章系统安全分析方法n例如许多化学反应只有在催化剂存在的情况下才能反应完全，催化剂不参加反应，但它的存在是必要的。这种逻辑如图86所示。78第二章系统安全分析方法n图86禁门举例79第二章系统安全分析方法n2.2建树原则故障树的树形结构是进行分析的基础。故障树树形结构正确与否，直接影响到故障树的分析及其可靠程度。因此，为了成功地建造故障树，要遵循一套基本规则。80第二章系统安全分析方法n（1）“直接原因原理”（细步思考法则）编制故障树时，首先从顶上事件分析，确定顶上事件的直接、必要和充分的原因，应注意不是顶上事件的基本原因。将这直接、必要和充分原因事件作为次顶上事件（即中间事件），再来确定它们的直接、必要和充分的原因，这样逐步展开。这时，“直接原因”是至关重要的。按照直接原因原理，才能保持故障树的严密的逻辑性，对事故的基本原因作详尽的分析。81第二章系统安全分析方法n（2）基本规则事件方框图内填入故障内容，说明什么样的故障，在什么条件下发生。（3）基本规则对方框内事件提问：“方框内的故障能否由一个元件失效构成？”82第二章系统安全分析方法n如果对该问题的回答是肯定的，把事件列为“元件类”故障。如果回答是否定的，把事件列为“系统类”故障。“元件类”故障下，加上或门，找出主因故障、次因故障、指令故障或其他影响。“系统类”故障下，根据具体情况，加上或门、与门或禁门等，逐项分析下去。主因故障为元件在规定的工作条件范围内发生的故障。如：设计压力P0的压力容器在工作压力PP0时的破坏。83第二章系统安全分析方法n次因故障为元件在超过规定的工作条件范围内发生的故障。如：设计压力为P0的压力容器,在压力PP0时的破坏。指令故障为元件的工作是正常的，但时间发生错误或地点发生错误。其他影响的故障：主要指环境或安装所致的故障，如湿度太大、接头锈死等。84第二章系统安全分析方法n（4）完整门规则在对某个门的全部输入事件中的任一输入事件作进一步分析之前，应先对该门的全部输入事件作出完整的定义。（5）非门门规则门的输入应当是恰当定义的故障事件，门与门之间不得直接相连，门门连接的出现说明粗心。在定量评定及简化故障树时，门门连接可能是对的，但在建树过程中会导致混乱。85第二章系统安全分析方法n2.3故障树分析步骤（1）确定所分析的系统确定分析系统即确定系统所包括的内容及其边界范围。（2）熟悉所分析的系统指熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作情况及各种重要参数等，必要时要画出工艺流程图及布置图。86第二章系统安全分析方法n（3）调查系统发生的事故调查分析过去、现在和未来可能发生的故障，同时调查本单位及外单位同类系统曾发生的所有事故。（4）确定故障树的顶上事件是指确定所要分析的对象事件。将易于发生且后果严重的事故作为顶上事件。（5）调查与顶上事件有关的所有原因事件。87第二章系统安全分析方法n（6）故障树作图按建树原则，从顶上事件起，一层一层往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直到所要求的分析深度，形成一株倒置的逻辑树形图，即故障树图。88第二章系统安全分析方法n（7）故障树定性分析定性分析是故障树分析的核心内容之一。其目的是分析该类事故的发生规律及特点，通过求取最小割集（或最小经集），找出控制事故的可行方案，并从故障树结构上、发生概率上分析各基本事件的重要程度，以便按轻重缓急分别采取对策。89第二章系统安全分析方法n（8）定量分析定量分析包括确定各基本事件的故障率或失误率；求取顶上事件发生的概率，将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。90第二章系统安全分析方法n（9）安全性评价(风险评价）根据损失率的大小评价该类事故的危险性。这就要从定性和定量分析的结果中找出能够降低顶上事件发生概率的最佳方案。91第二章系统安全分析方法n2.4建树举例如图87所示为一受压容器装置，配有安全阀及压力自控装置。压力容器爆炸故障树分析图示于图88。92第二章系统安全分析方法n图87受压容器装置93第二章系统安全分析方法n图88压力容器爆炸故障树分析图94第二章系统安全分析方法n3故障树定性分析故障树分析，包括定性分析和定量分析两种方法。在定性分析中，主要包括最小割集、最小径集和重要度分析。限于篇幅，以下仅介绍定性分析中的最小割集和最小径集。95第二章系统安全分析方法n3.1最小割集及其求法割集：它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小割集就是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等。现在，已有计算机软件求取最小割集和最小径集。以下简要介绍布尔代数化简法。图89为一故障树图，以下是用布尔代数化简的过程。96第二章系统安全分析方法n图89故障树97第二章系统安全分析方法nT=A1A2=X1X2A3X4A4=X1X2(X1X3)X4(X5X6)=X1X2X1X1X2X3X4X5X4X6=X1X2+X4X5X4X6所以最小割集为X1，X2，X4，X5，X4，X6。结果得到三个交集的并集，这三个交集就是三个最小割集E1=X1，X2，E2=X4，X5，E3=X4，X6。用最小割集表示故障树的等效图如图810。98第二章系统安全分析方法n图810故障树等效树（用最小割表示）99第二章系统安全分析方法n3.2最小径集及其求法径集：如果故障树中某些基本事件不发生，则顶上事件就不发生，这些基本事件的集合称为径集。最小径集：就是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。100第二章系统安全分析方法n最小径集的求法是利用它与最小割集的对偶性。首先作出与故障树对偶的成功树，即把原来故障树的与门换成或门，而或门换成与门，各类事件发生换成不发生，利用上述方法求出成功树的最小割集，再转化为故障树的最小径集。101第二章系统安全分析方法n例：将上例中故障树变为成功树用T、A1、A2、A3、A4、X1、X2、X3、X4、X5、X6表示事件T、A1、A2、A3、A4、X1、X2、X3、X4、X5、X6的补事件,即成功事件；逻辑门作相应转换，如图811。102第二章系统安全分析方法103第二章系统安全分析方法n用布尔代数化简法求成功树的最小割集：T=A1A2=(X1A3X2)(X4A4)=(X1X2X1X3)(X4X5X6)=(X1X2)(X4X5X6)=X1X4X1X5X6X2X4X2X5X6104第二章系统安全分析方法n成功树的最小割集：X1，X4X1，X5，X6X2，X4X2，X5，X6。即故障树的最小径集：P1=X1，X4P2=X1，X5，X6P3=X2，X4P4=X2,X5，X6如将成功树布尔化简的最后结果变换为故障树结构，则表达式为T=(X1X4)(X1X5X6)(X2X4)(X2X5X6)形成了四个并集的交集，n如用最小径集表示故障树则如图812所示。105第二章系统安全分析方法n图812故障树的等效树（用最小径集表示）106第二章系统安全分析方法n3.3最小割集和最小径集在故障树分析中的应用（1）最小割集表示系统的危险性求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能，了解系统的危险性。每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能，有几个最小割集，顶上事件的发生就有几种可能，最小割集越多，系统越危险。从最小割集能直观地、概略地看出，哪些事件发生最危险，哪些稍次，哪些可以忽略，以及如何采取措施，使事故发生概率下降。107第二章系统安全分析方法n例：共有三个最小割集X1、X2，X3、X4，X5，X6，X7，X8，如果各基本事件的发生概率都近似相等的话，一般地说，一个事件的割集比两个事件的割集容易发生，五事件割集发生的概率更小，完全可以忽略。因此，为了提高系统的安全性，可采取技术、管理措施以便使少事件割集增加基本事件。108第二章系统安全分析方法n就以上述三个最小割集的故障树为例。可以给一事件割集X1增加一个基本事件X9，例如：安装防护装置或采取隔离措施等，使新的割集为X1、X9。这样就能使整个系统的安全性提高若干倍，甚至几百倍。若不从少事件割集入手，采取的措施收效不大。假设上述例中各事件概率都等于0.01，即q1=q2=q3=q4=q5=q6=q7=q8=q9=0.01。109第二章系统安全分析方法n在未增加X9以前顶上事件发生的概率约为0.0101，而增加X9后概率近似为0.0002，使系统安全性提高了50倍，在可靠性设计中常用的冗长技术就是这个道理。注意，以上是各事件概率相等时采取的措施。采取防灾措施必须考虑概率因素，若X1的发生概率极小，就不必考虑X1了。110第二章系统安全分析方法n（2）最小径集表示系统的安全性求出最小径集可以了解到，要使顶上事件不发生有几种可能的方案，从而为控制事故提供依据。一个最小径集中的基本事件都不发生，就可使顶上事件不发生。故障树中最小径集越多，系统就越安全。从用最小径集表示的故障树等效图可以看出，只要控制一个最小径集不发生，顶上事件就不发生，所以可以选择控制事故的最佳方案，一般地说，对少事件最小径集加以控制较为有利。111第二章系统安全分析方法n（3）利用最小割集、最小径集进行结构重要度分析。（4）利用最小割集、最小径集进行定量分析和计算顶上事件的概率等。112第二章系统安全分析方法n思考题：n因果图有几种类型？n安全检查表的总体要求及其优点？n如图所示用事件树分析煤矿安全规程中规定：矿井主要通风机必须配备两台，一台运转，另一台备用的安全可靠性。n用故障树分析法，分析炮采工作面瓦斯爆炸事故。n安全评价与传统的安全分析和安全管理相比，具有那些优点？n预先危险性力求达到的目标是什么？113第三章安全评价方法n安全性评价简介第二次世界大战结束后，当时美国专门研究国防战略的兰德公司分析了德国V-2飞弹以后,向政府提出一份研究人造卫星的初步设计报告。但是由于美国当时对军事技术上的盲目乐观而未被采用。114第三章安全评价方法n1957年，苏联向全世界宣布制成了洲际导弹，并把一颗人造卫星送上了天。这一消息使美国政府大为震惊，面对苏联的空间优势，匆忙地进行导弹技术开发，实行所谓研究、设计、施工齐头并进的方法，集中了大批人力、物力，抢时间，一哄而上，由于对系统的可靠性和安全性研究不足，采取了不科学的组织形式，在一年半时间内连续发生了四次毁灭性重大事故，给地下武器库和发射基地造成了巨大损失，致使这项研究中断。115第三章安全评价方法n从血的教训中，深刻地认识到安全的重要性，美国的一些学者开始将系统工程原理、方法、步骤引用到安全工作中，美国空军以系统工程方法研究导弹系统的可靠性和安全性，于1962年第一次提出了弹道火箭安全系统工程学说明书，继而制定了武器系统安全标准，对后来发展多弹头火箭的成功创造了条件。116第三章安全评价方法n1966年美国国防部采用了空军的安全标准，制订了安全标准MILS3813。1969年7月发表了安全系统工程程序标准MILSTD882。在这项标准中，首次奠定了系统安全工程的概念，以及设计、分析、综合等基本原则。以后，随着对系统安全认识的不断深化，该标准于1969年和1977年进行了两次修订，扩大了它的应用范围。117第三章安全评价方法n1965年，美国波音公司和华盛顿大学在西雅图召开了安全系统工程的专门学术讨论会议，以波音公司为中心对航空工业开展了安全性、可靠性的分析和研究设计，用在导弹和超音速飞机的安全性评价方面，取得了很好的效果。118第三章安全评价方法n1964年，美国“道”化学公司开发了安全评价技术。对化工工业过程和生产装置的火灾爆炸危险性的评价方法及相应的安全措施进行了详细描述，受到世界各国的关注。随后又修改了7次，使评价方法和标准不断改进和完善。119第三章安全评价方法n1972年，美国组织了以麻省理工学院拉斯姆教授为首的十几名专家，用了两年多时间对原子能电站的危险性进行研究和评价。于1974年美国原子能委员会发表了原子能电站风险评价报告，叫作拉氏报告。在报告中收集了原子能电站各个部位历年发生的事故及其概率，采用了事故树和事件树的分析方法，作出了原子能电站的安全性评价，引起了世界各国的关注和重视。120第三章安全评价方法n从1974年起，这项技术在国际上进入全速发展阶段。1979年引进我国。1982年我国首次组织了由研究单位、大专院校和有关重要企业等方面的同志参加的安全系统工程讨论会。1984年起劳动人事部开始研究，并分析了我国实行这项技术的可能性、可行性，当年国家科委将这一学科列为国家重点攻关项目。1984年6月机械工业部在昆明举办首届培训班。1985年5月在南宁举办师资培训班。121第三章安全评价方法n1985年10月在上海举办由日本安全工学协会副会长井上威恭教授主讲的学习班。1986年，原机械工业部开始酝酿机械工厂安全性评价工作，并决定起草机械工厂安全性评价标准，经过起草、修改、试评、审定等阶段，于1987年10月正式颁发执行。1989年8月，结合电子工业情况，又颁发了电子工厂安全性评价补充标准。122第三章安全评价方法n多年以来，安全性评价工作巳在我国机电行业普遍开展，并取得了较好的效果。1988年在试点过程中，就有12家企业达到“安全级”。机械电子工业部制定颁发了机械工厂安全性评价标准，开展安全性评价工作取得了一定的成绩。这项工作，受到企业广大干部、职工的欢迎，受到了有关部门的重视。123第三章安全评价方法n国家计委要求全国各工业企业开展安全性评价工作，劳动部也要求各行业学习和推广，并委托机电部起草危险程度分级国家标准。全国各产业部门如石油、化工、冶金、煤炭、林业、轻工、医药等部门的机械工厂巳在应用机电部制定的标准开展工作，并参照这个标准制定本行业的评价标准。124第三章安全评价方法n安全性评价确实是我国安全工作的一项重大改革，是安全管理工作发展的必然趋势。随着安全性评价的广泛、深入的开展，必将给我国安技工作带来较大的改善和飞跃。125第三章安全评价方法n一、概述安全评价在欧美各国被称为“风险评估”或“风险评价”（riskassessment）。在日本，为了顺应人们的心理，改称为“安全评价”。或许是受日本的影响，在我国多称之为“安全评价”。安全评价是以保障安全为目的，按照科学的程序和方法，从系统的角度出发对工程项目或工业生产中潜在危险进行预先的识别、分析和评价，为制定基本防灾措施和管理决策提供依据。126第三章安全评价方法n概述了安全评价的内容、特点、作用及主要评价方法，从下讲起将陆续介绍常用安全评价方法。127第三章安全评价方法n1安全评价的内容本世纪60年代初，安全评价技术起源于美国。美国空军倡导系统安全工程评价方法，而美国道化学公司则首创了危险指数评价方法，迄今为止已逐渐形成了并行不悖的两大流派。128第三章安全评价方法n不论哪一种评价方法，其主要内容不外乎以下4个方面：危险的识别、危险的定量、定量化的危险与基准值比较、提出控制危险的措施。危险的识别是分析所研究对象存在的各种危险；危险的定量则是研究确定这些危险发生的频率及可能造成的后果，一般将定量化的危险称之为风险；与基准值比较是将这些风险与预定的风险值相比较，判断是否可以接受；最后即是根据风险能否接受而提出的降低、排除、转移风险的对策。129第三章安全评价方法n2安全评价的特点安全评价的系统、预测和定量的特点从一开始就引起人们的极大兴趣。它的产生和发展造成了对传统安全管理体制的冲击，促进了现代安全管理