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安全系统工程复习补充资料(08级)第01章 安全系统工程概论1、什么是系统？什么是系统工程？系统：就是由互相作用和互相依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。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的的科学技术。2、可靠性、可靠度的定义。可靠性：是指系统在规定的条件下和规定的时间内完毕规定的功能的能力。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毕规定的功能的概率。3、解释说明安全及安全系统的定义。安全：从三个方面来阐述：一、安全表述的是一个复杂物质系统的动态过程或状态，过程或状态的目的是人物将不会受到伤害或损失。二、安全也可以表述的是人们的一种理念，即人物不会受到伤害和损失的抱负状态。三、安全也可以表述的是一种特定的技术状态，即满足一定的安全技术指标规定的物态。安全系统：是指与安全有关的影响因素所构成的系统，由于与安全有关的因素纷繁交错，所以它是一个复杂的巨系统，也是一个灰色系统。安全系统是客观存在的，是通过客体的能量流、物流和信息流的流入流出的非线性变化趋势，确认安全和事故发生的也许性。所以安全系统具有系统性、开放性、拟定性和非拟定性、突变性或畸变性，是有序与无序的统一体。4、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劫难，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，也就是充足开发运用“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。第03章 系统安全分析1、系统安全性分析的含义、目的和任务是什么？含义：系统安全性分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，重要分析导致系统故障或事故的 各种因素及其相关关系，它的目的是为了保证系统安全运营，查明系统中的危险因素，以便采用相应措施消除系统故障或事故。它的重要任务是：(1)对也许出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其互相关系进行调查和分析。(2)对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析。(3)对可以运用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。(4)对也许出现的危险因素的控制措施及实行这些措施的最佳方法进行调查和分析。 (5)对不能根除的危险因素失去或减少控制也许出现的后果进行调查和分析。(6)对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。2、安全检查表的作用及优点有哪些？(1)通过预先对检核对象进行具体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，能涉及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，易于实现安全规定；(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 面贯彻；(4)检查表是与有关负责人紧密相联系的, 所以易于推行安全生产责任制，检查后可以做到事故清、责任明、整改措施贯彻快；(5)安全检查表是通过问答的形式进行检查的过程，所以使用起来简朴易行，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。总之，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，是一项进行科 学化管理、简朴易行的基本方法, 具有实际意义和广泛的应用前景。3、预先危险性分析的目的及程序是什么？目的：于新系统设计、已有系统改造之前的方案设计、选址阶段，在人们还没有掌握该系统具体资料的时候，用来分析、辨识也许出现或已经存在的危险因素，并尽也许在付诸实行之前找出防止、改正、补救措施，消除或控制危险因素。程序涉及准备、审查和结果汇总三个阶段。4、什么是故障、故障类型？系统、子系统或元件在运营过程中，由于性能低劣而不能完毕规定的功能时，这种现象称为故障。故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。5、什么是危险性和可操作性研究？其研究环节有哪些？危险性与可操作性研究是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。其研究环节为：1)研究准备：研究目的、对象和范围；建立研究小组；资料收集；制定研究计划，2)进行审查。6、建筑工地经常出现各类事故，从脚手架上坠落是施工现场发生较为频繁、后果严重的事故。这里假设建筑工地不涉及搭、拆脚手架，同时“从脚手架上坠落”也不涉及脚手架倒塌坠落。在对施工现场、作业情况、机械设备、人员配备了解清楚以后，画出“施工人员从脚手架上坠落死亡”事故树。7、求下图事故树的最小割集和最小径集。求最小割集：(1)写出事故树的布尔表达式：TG1E1E2G2G3(E3+X3)(E4X5)=(G4+X3)(G5+X5)(X1+X2+X3)(X3X4+X5)(2)划布尔表达式为析取标准式：TX1X3X4X1X5X2X3X4X2X5X3X4X3X5(3)用素数法或分离反复法求最简析取标准式：T=X1X5+X3X4+X2X5X3X5即该事故树有4个最小割集：X1，X5, X3, X4，X2，X5，X3，X5。求最小径集：(1)变事故树为对偶的成功树(如下图), 求成功树的最小割集。(2)T=E1+E2=E3X3+E4X5=X1X2X3+(X3+X4)X5= X1X2X3+X3X5+X4X5(3)成功树的最小割集为 X1, X2, X3, X3, X5, X4, X5, 所以事故树的最小径集为 X1, X2, X3, X3, X5, X4, X5。8、运用状态枚举法计算下面事故树图中顶事件的发生概率。设各基本领件的发生概率分别为：q10.05；q2=0.04；q3=0.03；q4=0.02事故树P(T)计算表如下：第05章 事故记录预测与安全决策1、试述决策、准则、价值、属性、目的、指标等基本概念。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结识为依据,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。决策的广义解释涉及抉择准备、方案优选和方案实行等全过程。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,它只涉及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。,准则是衡量、判断事物价值的标准,是事物对主体的有效性的标度,是比较评价的基准。价值是客体对于主体需要的某种满足，其表现在：第一,价值源于客体,客体提供价值;第二,价值是通过人的感觉或意识而得到的某种满足,这应当归属于主观范畴、即价值不是独立于主体的、客体的一个固有属性,而只是人的关于客体属性的一种观念形态。属性是物质客体的规定性，在决策中,属性是指备选方案固有的特性品质或性能。决策的目的是指主体对客体的需求在观念上的反映,是决策者关于被研究问题(客体)所希望达成的状态、所追求的方向的陈述, 属于主观范畴。指标亦常称为目的,常指能数量化的准则,它反映实际存在的事物的数量概念和具体数值,既涉及准则的名称,也涉及准则的数值。2、决策方法是如何分类的？对安全决策重要应用哪类决策方法？根据决策系统的约束性与随机性原理,可分为拟定型决策和非拟定型决策。拟定型决策:在一种已知的完全拟定的自然状态下,选择满足目的规定的最优方案。非拟定型决策:当决策问题有两种以上自然状态,哪种也许发生是不拟定的,在此情况下的决策称为非拟定型决策。非拟定型决策又可分为两类:当决策问题自然状态的概率能拟定,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;假如自然状态的概率不能拟定,即没有任何有关每一自然状态也许发生的信息,在此情况下的决策就称为完全不拟定型决策。安全决策重要应用非拟定型决策。3、决策的重要过程及其重要内容是什么？决策是人们为实现某个(些)准则而制定、分析、评价、选择行动方案,并组织实行的所有活动;也是提出、分析和解决问题的所有过程。重要涉及 5 个阶段：提出问题、明确目的、构造模型、分析评价、实行。其重要内容略。4、安全决策方法有哪些？各有什么特点？安全决策方法有：一、拟定性多属性决策方法，其特点有：该过程所用的基础数据重要是决策矩阵、属性或方案的偏好信息；二、评分法，其特点有：根据预先规定的评分标准对各方案所能达成的指标进行定量计算比较，从而达成对各个方案排序的目的；三、决策树法，其优点有：(1)决策树能显示出决策过程, 形象具体, 便于发现问题。(2)决策树能把风险决策的各个环节联系成一个统一的整体,有助于决策过程中的思考,易于比较各种方案的优劣。(3)决策树法既可进行定性分析,也可进行定量分析。四、技术经济评价法，其特点有：在对决策方案进行技术经济综合评价时，不仅要考虑评价指标的 加权系数，并且所取的技术价值和经济价值是相对于抱负状态的相对值，这样更别于决策判断与反复案筛选；五、稀少事件的风险估计，其特点有：对那些发生的概率非常小的事件，并且很难用直接观测的方法进行研究时，该方法最佳。第06章 系统安全评价1、什么是安全评价？它涉及哪些内容？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也许性及其严重限度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。它涉及的内容有：1)、危险性辨认：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)。2、什么是安全标准？如何拟定安全标准？经定量化的风险或危害度是否达成我们规定的(期盼的)安全限度，需要有一个界线、目的或标准进行比较，这个标准我们就称之为安全标准。安全标准的拟定重要决定于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。3、安全评价的基本程序和环节有哪些？安全评价的基本程序和环节为：一方面是危险性确认：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限度；另一方面是危险性的评价：危险排除(措施)，其中要使危险变小和消除危险；允许界线(评价标准)社会对危险性的允许界线。假如超过了此界线要进行再评价。4、美国道化学公司第七版评价法的环节有哪些？其简朴的基本程序为：(1)、选择工艺单元；(2)、拟定物质系数(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)、破坏系数的拟定；(9)、计算最大也许财产损失；(10)、实际最大也许财产损失；(11)、最大也许工作损失；(12)、停产损失。5、英国ICI评价法的评价程序与指数法相比较有什么改善？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善和扩充。 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,并且注意到在采用措施、改善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。扩充内容重要有以下几点 :(1)增长了毒性的概念和计算；(2)发展了某些补偿系数；(3)增长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。6、设备安全评价要点有哪些？设备安全评价要点有：(1)安全标志；(2)仪表和操作显示判读方法；(3)阀门及管线(涉及安全阀等)；(4)警报系统。第07章 灰色理论与安全系统1、灰色系统理论的重要内容有哪些？重要内容有：因素互相影响分析的关联度分析法，基于白化权函数的灰色记录与灰色聚类法，做数据解决的累加生成与累减生成法，建立微分方程模型的灰色建模法，涉及数列预测、灾变预测、季节灾变预测、拓扑预测、系统预测的灰色预测法，从对付某个事件的各对策种挑选一个效果最佳的对策所用的灰色决策及以系统行为预测胃基础的灰色提前控制法等。2、安全系统的灰色特性有哪些？安全系统的灰色特性有三个：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。综合练习练习一一、名词解释(共4个，每个5分，共 20 分)安全系统工程 顶事件 风险率 决策二、单项选择题(共5题，每题2 分，共10 分)1、安全系统工程产生于( )A、20世纪60年代初美英等工业发达国家B、20世纪60年欧美等工业发达国家C、20世纪70年代的美英等发达国家 D、20世纪80年代以后的美英工业发达国家2、在系统运营阶段，可以用( )方法辨识存在的危险因素。A、危险性和可操作性研究 B、故障类型和影响分析 C、A和B均是 D、以上均不是3、在危险度分析中，通常采用( )来评价故障类型的危险度。A、风险率 B、可靠性 C、综合危险性指数 D、概率-严重度4、关于最小径集和最小割集说法对的的是( )A、最小割集越多，系统越安全；B、含两个基本领件的最小割集比只具有一个基本领件的最小割集容易发生；C、最小径集是保证顶事件不发生的充要条件；D、一个最小径集中所有的基本领件都不发生，顶事件仍有也许发生；5、在火灾爆炸指数法中，物质由燃烧或其他化学反映引起的火灾、爆炸中释放大小的内在特性，被称为( )A、物质系数 B、物质危险 C、爆炸指数 D、危险系数三、简答题(共5题，每题8 分，共40 分)1、简述安全系统工程的研究对象和重要技术手段。2、危险因素辩识中得到广泛应用的系统安全分析方法重要有那几种？3、简述最小割集在事故树分析中的作用。4、道化学公司火灾、爆炸危险性指数评价法选择评价单元时从哪几个方面考虑？5、蒙特法在道三版得基础上都做了哪些扩充？四、论述题(共2题，每题15分，共 30分)1、在进行系统安全分析方法选择时应考虑哪些问题？2、请论述安全的属性。练习一答案一、名词解释安全系统工程：是以安全学和系统科学为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程等为手段，对系统风险进行分析、评价、控制，以期实现系统及其全过程安全目的的科学技术。顶事件：是事故树分析中所关心的结果事件，位于事故树的顶端。它所讨论的是系统也许发生或者实际已经发生的事故结果。风险率：是表达单位时间内事故导致损失的大小。决策：人们为实现某个准则而制订、分析、评价、选择行动方案，并组织实行的所有活动；也是提出、分析和解决问题的所有过程。二、选择题1、A 2、C 3、D 4、C 5、A三、简答题1、答：研究对象：人子系统 机器子系统 环境子系统。 技术手段：系统安全分析系统安全评价安全决策与事故控制2、答：安全检查表法 预先危险性分析 故障类型和影响分析 危险性和可操作性报告 事件树分析 事故树分析 因果分析。3、答：表达系统的危险性 表达顶事件发生的因素组合 为减少系统的危险性提出控制方向和防止措施。4、答：潜在化学能(物质系数)工艺单元中危险物质的数量 资金密度 操作压力和操作问题 导致火灾、爆炸事故的历史资料 对装置操作起关键作用的单元。5、答：增长了毒性的概念和计算 发展了某些补偿系数 增长了几个特殊工程类型的危险性 能对较广范围内的工程及储备设备进行研究。四、论述题(要点要适当展开)1、答：分析的目的 资料的影响 系统的特点 系统的危险性2、答：安全一词涉及到自然属性和社会属性。自然属性可以从两个方面讨论：安全是人的生与心里需要 人类对天灾的无奈以及新陈代谢、生老病死的规律不可抗拒。社会属性可以从两个方面讨论：在社会发展的各个阶段人类对安定、有序、进步的追求 关于安全的社会属性也有人提出人伦智的观点。练习二一、名词解释(共4个，每个5分，共 20 分)可靠性 最小割集 风险 安全评价二、单项选择题(共5题，每题2 分，共10 分)1、对于分析化工工艺过程采用( )方法来辨识存在的危险因素。A、安全检查表法 B、因果分析 C、预先危险性分析 D、危险性和可操作性研究 2、在危险因素等级中， 级表达的含义是( )A、劫难的，会导致事故发生，导致人员严重伤亡或财产巨大损失；B、临界的，偶导致事故的也许，事故处在临界状态，也许会导致人员伤亡和财产损失，应当采用措施予以控制；C、危险的，也许导致事故发生，导致人员伤亡或财产损失，必须采用措施进行控制；D、安全的，暂时不能发生事故，可以忽略；3、绘制事故树时，当且仅当事件E1发生，事件A才发生，应使用( )来表达三者之间的逻辑关系。A、表决门 B、与门 C、异或门 D、与或门4、安全评价应遵循的基本原理有哪些( )A、遵循系统的观点B、类推和概率推断原理C、惯性原理D、以上所有都是5、MOND法以( )为基础。A、指数评价法 B、物质系数法 C、概率评价法 D、以上均不对三、简答题(共5题，每题8分，共40 分)1、根据用途和安全检查标的内容，安全检查标的类型有哪几种？2、简述最小径集在事故树分析中的作用。3、故障类型和影响分析通常涉及几个方面？4、安全评价应遵循的基本原理有哪些？5、简述编制事故树的规则。四、论述题(共2题，每题15分，共 30分)1、论述安全的属性。2、请论述安全系统工程的方法论。练习二答案一、名词解释可靠性：是指系统在规定的条件下和规定的时间内完毕规定功能的能力。最小割集：在事故树中，我们把引起顶事件发生的基本领件的集合称为割集，在一个事故树的割集中，凡不包含其他割集的，这样的割集就是最小割集。风险：指受害限度或损失大小及导致某种顿时或损害的难易限度。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到系统的危险限度，提出改善措施。二、单项选择题1、D 2、C 3、C 4、D 5、B三、简答题1、答：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 工段及岗位的安全检查表 专业性安全检查表。2、答：表现系统的安全性 选取保证系统安全的最佳方案 可以鉴定事故树中基本领件的结果重要度和计算顶事件发生的概论。3、答：掌握和了解对象系统 对系统元件的故障类型和产生因素进行分析 故障类型对系统和元件的影响 汇总结果和提出改正措施。4、答：从系统的观点，以全局的关嗲、更大的范围，更长的时间、更大的空间、更高的层次来考虑；类推和概率推断原则 惯性原理。5、答：拟定顶事件应优先考虑风险大的事故事件 合理拟定边界条件 保持门的完整性 确切描述顶事件 编制过程中及编成后，需及时进行合理的简化。四、论述题(要点要适当展开)1、答：安全一词涉及到自然属性和社会属性。自然属性可以从两个方面讨论：安全是人的生与心里需要 人类对天灾的无奈以及新陈代谢、生老病死的规律不可抗拒。社会属性可以从两个方面讨论：在社会发展的各个阶段人类对安定、有序、进步的追求 关于安全的社会属性也有人提出人伦智的观点。2、答：从系统整体出发的研究方法 本质安全法 人机匹配法 安全经济方法 系统安全管理方法。练习三一、名词解释(共4个，每个5分，共 20 分)最小径集 物质系数MF 安全评价 事故树的定量分析二、单项选择题(共5题，每题2 分，共10 分)1、我国安全系统工程的研究开发式从( )开始的。A、20世纪80年代末 B、20世界70年代末 C、20世纪60年代末 D、20世纪50年代末2、在危险因素等级中，级表达的含义是( )A、危险的，也许导致事故发生，导致人员伤亡或财产损失，必须采用措施进行控制；B、劫难的，会导致事故发生，导致人员严重伤亡或财产巨大损失；C、安全的，暂时不能发生事故，可以忽略；D、临界的，偶导致事故的也许，事故处在临界状态，也许会导致人员伤亡和财产损失，应当采用措施予以控制；3、关于最小径集和最小割集说法对的的是( )A、多事件的最小割集较少事件的最小割集容易发生；B、最小割集越多，系统的危险性越大；C、一个最小径集中所有的基本领件都不发生，顶事件仍有也许发生；D、最小径集是引起顶事件发生的充要条件；4、绘制事故树时，当所有输入事件都发生时，输出事件E才发生，应使用( )来表达三者之间的逻辑关系。A、或门 B、与门 C、异或门 D、与或门5、指数评价法以( )为基础。A、物质系数法 B、指数评价法 C、概率评价法 D、以上均不对三、简答题(共5题，每题8 分，共40 分)1、简述安全评价的原理。2、安全系统工程的应用特点有哪些？3、简述最小割集在事故树分析中的作用。4、简述事件树分析的分析环节。5、蒙特法在道三版得基础上都做了哪些扩充？四、论述题(共2题，每题15分，共 30分)1、请论述安全系统工程的研究内容。2、请叙述对基本领件的重要度分析时涉及哪些方面的分析。练习三答案一、名词解释最小径集：在事故树中，某些不发生就不会导致顶事件发生的基本领件的集合称为径集。在同一事故树中，不包含其他径集的径集称为最小径集。物质系数MF：是表述物质由燃烧或其他化学反映引起的火灾、爆炸中释放能量大小的内在特性。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到系统的危险限度，提出改善措施。事故树的定量分析：是根据引起事故发生的各基本领件的发生概率，计算事故树顶事件发生的概率，技术各基本领件的概率重要度和关键重要度。二、单项选择题1、B 2、B 3、B 4、B 5、A三、简答题1、答：从系统的观点出发，以全局的观点、更大的范围、更高的层次来考虑系统安全评价问题，并把系统中影响安全的因素用集合性、相关性和层次性协调起来；类推和概率推断原则。惯性原理。2、答：系统性 预测性 层序性 择优性 技术与管理的融合性。3、答：表达系统的危险性 表达顶事件发生的因素组合 为减少系统的危险性提出控制方向和防止措施。4、答：拟定初始事件 找出与初始事件有关的环节事件 画事件树 说明分析结果。5、答：增长了毒性的概念和计算 发展了某些补偿系数 增长了几个特殊工程类型的危险性 能对较广范围内的工程及储备设备进行研究。四、论述题1、答：系统安全分析 系统安全评价 安全决策与事故控制。2、答：对基本领件的结构重要度分析 基本领件的关键重要度 基本领件的概率重要度。结构重要度系数给系统安全设计者选用部件可靠性及改善系统的结构提供了依据；关键重要度系数从敏感度和基本时间发生概率大小反映对顶事件发生概率大小的影响；概率重要度系数为减少基本领件发生概率对顶事件发生的概率大小提供了依据。