安全系统工程考研资料整理

1、 / 17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。系统的特性：整体性，相关性，目的性，有序性，环境适应性。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。可靠性工程就是研究系统可靠性的工程技术。可靠性工程要解决的是如何提高系统可靠度，使系统在其寿命周期内正常运行，圆满完成其规定功能。可靠度：指系统在规定的时间内完成规定功能的概率，是衡量可靠性的标准。安全：消除导致人员伤害、疾病或死亡或引起设备破坏、财产损失或危害的条件， 将危险控制在一个可接受的水平。危险：某一系统、产品、设备或操作地内部的一种潜在状态，它的发生可能导致意外事故或事件，造

2、成人员伤害、疾病或疾病或设备财产损失或危害环境。风险：特定危害事件发生的概率与后果的结合缺陷：对系统、机器、零部件的可靠性能造成不良影响和后果的隐患隐患： 是指任何能直接或间接导致伤害或疾病、 财产损失、 工作场所环境破坏或其组合地对工作标准、实务、程序、法规、管理体系绩效的偏离安全系统的特点：系统性，开放性，确定性与非确定性，安全系统是有序与无序的统一体，突变性或畸变性。安全系统采用系统工程的基本原理和方法， 预先识别、 分析系统存在的危险因素， 评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。安全系统工程的研究对象：人子系统 生理与心理机器子系统 物的不安全状态环境子系统 物化因素

3、与社会因素安全系统工程的研究内容（也可以说是技术手段） ：系统安全分析，是指使用系统工程的原理和方法，辨别、分析系统存在的危险因素，并根据实际需要对其进行定性、定量描述的技术方法。系统安全评价，以系统安全分析为基础，通过分析，了解和掌握系统存在的危险因素但不一定要对所有危险因素采取措施。 评价方法的选择应考虑评价对象的特点、 规模， 评价的要求和目的。安全决策与事故控制，从系统的完整性、相关性、有序性出发，对系统实施全面全过程的安全管理，实现对系统的安全目标控制。本质化安全：危险源趋于零的理想状态。归纳分析是从原因推论结果的方法，演绎分析方法是从结果推论原因的方法。三同时原则：同时设计，同时施

4、工，同时投产。预先危险性分析程序步骤：准备，审查，结果汇总 危险因素等级：I 级：安全的，不发生危险 II 级：临界的，处于形成事故的边缘状态，暂时还不会造成危害。 III 级：危险的，会造成危害，应立即采取措施排除。 IV 级：破坏性的，会造成灾难性事故。 目的：评价每种故障类型的危险程度。危险性和可操作性研究 适用于化学工业系统的安全分析 危险性与可操作性研究： 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步骤 （ 1 ） 、 研究准备研究目的、 对象和范围

5、建立研究小组资料收集确定研究计划（2）进行审查 危险性和可操作性研究常用术语如下（ 1 ）意图：工艺某一部分完成的功能，一般情况下用流程图表示（2）偏离：与设计意图的情况不一致，在分析中运用引导词系统的审查工艺参数来发现偏离（ 3）原因：产生偏离的原因，通常是物的故障。人的失误、意外的工艺参数或外界破坏等原因引起（ 4 ）后果：偏离设计意图所造成的后果（ 5 ）引导词在危险源辨识的过称中，为了启发人的思维，对设计意图定性或定量描述的简单（6）工艺参数：生产工艺的物理或化学特性。事件树分析： 是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。事故树分析步骤：确定初始

6、事件、找出与初始事件有关的环节事件、画事故树、说明分析结 果。是一种图形演绎方法， 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靠，以达到预测与预防事故发生的目的。事故树分析的特点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。 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原因、 环境影响进行分析。 是一个对系统更深入认识的过程， 他要求分析人员把掌握系统内各要素间的内在联系， 弄清各种潜在因素

7、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。 从而提高系统安全性。 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定量依据。事故树分析缺点：需花费大量的人力、物力和时间，难度较大，建树过程复杂，需要经验丰富的技术人员参加，即使这样，也难免发生遗漏和错误，他只考虑（ 0 ， 1 ）状态事件，而大部分系统存在局部正常、 局部故障的状态，因而建立数学模型时， 会产生较大误差，他虽然可以考虑人的因素，但人的失误很难量化。事故树分析步骤：（1）准备阶段确定要分析的系统熟悉系统调查系统发生的事故（2）事故树编制确定事故树顶事件。确定事故树顶事件是

8、指确定所要分析的对象事件。根据事故调查报告分析其损失大小和事故频率， 选择易于发生且后果严重的事故作为事故的顶事件。调查与顶事件有关的所有原因事件。编制事故树（ 3 ）事故树定性分析，事故树定性分析主要是按事故树结构，求取事故树的最小割集或最小径集， 以及基本事件的结构重要度。 根据定性分析的结果， 确定预防事故的安全保障措施。（ 4 ） 事故树定性分析。 事故树定性分析主要是根据引起事故发生的各基本事件的发生概率，计算事故树顶事件发生的概率，计算个基本事件的概率重要度和关键重要度。（ 5 ）事故树分析的结果与应用。省略事件：没有必要进一步向下分析或原因不明确的原因事件。特殊事件： 是指事故树

9、分析中需要表明其特殊性或引起注意的事件。 特殊事件又分开关事件和条件事件。事故树的 “或门 ”使割集的数量增加， 而不改变割集内所含事件的数量， “与门 ”使割集内所含事件的数量增加，而不改变割集的数量。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。最小割集的作用：表示系统的危险性表示顶事件发生的原因组合为降低系统的危险性提出控制方向和预测措施利用最小割集可以判定事故树中基本事件的

10、结构重要度和方便的计算顶事件发生的概率。.最小径集的作用：表示系统的安全性选取确保系统安全德最佳方案利用最小径集同样可以判定事故树中的基本事件的结构重要度和计算顶事件发生的概率。安全标准： 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、 目标或者标准进行比较。安全管理评价： 就是评价企业的安全管理体系及管理工作的有效性和可靠性， 评价企业预防事故放生的组织措施的完善性， 评价企业管理者和操作者素质的高低及对不安全行为的可控程度。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出系统的危险程度，提出整改措施。安全评价原理：安全评价是系统工程

11、，类推和概率推断原则，惯性原理。风险率：表示单位时间内事故造成损失的大小。R=S P平均故障间隔期：元件在两次相邻故障间隔期内正常工作的平均时间。ntii 1n平均故障率：元件在单位时间内发生故障的平均值。1/可靠度计算R te t故障率是可靠度的补事件P t1Rt 1 e t单元危险性快速排序法：优点一一简捷方便适用范围一一评价生产装置火灾、爆炸潜在危险性大小，找出危险设备、危险部位。程序步骤一一1.单元划分2.确定物质系数和毒性系数 3.计算一般工艺危险性系数（GPH）4.计算特殊工艺危险性系数（SPH） 5.计算火灾、爆炸指数 6.评价危险等级决策：是指人们在求生存与发展过程中，以对事物

12、发展规律及主观条件的认识为依据，寻求并实现某种最佳准则和行动方案而进行的活动。决策过程：提出问题 一一明确目标一一构造模型一一分析，评价一一实施决策要素：决策单元，准则体系，决策结构和环境，决策规则。安全决策与通常的决策过程一样，应按照一定的程序和步骤进行。不同的是，在进行安全决策时，应根据安全问题的特点，确定各个步骤的具体内容。1确定目标2确定决策方案3潜在问题或后果分析 4实施与反馈权重：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。稀少事件：是指那些发生的概率非常小的事件。绝对风险：是对某一可能发生事件的概率及其后果的估计，也就是我们通常讨论的风险。对比风险：可分为两种情况，一

13、种是对于发生概率相似的事件比较其发生的后果；另一种是对于两种后果及大小相似的事件，比较其发生的概率。模糊决策：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 模糊决策的步骤：每个因素单独评判，按所有因素综合评判。灰色系统：信息部分明确、部分不明确的系统。主观的本征性灰色系统：社会、经济、农业、生态等客观的抽象系统，不具有物理原型。非本征性灰色系统： 具有客观实体的实际的物理系统， 若有些信息暂时还不确定， 尚未获知。46蒙特法较道化学方法扩充的内容有：增加了毒性的概念和计算发展了某些补偿系数增加了几个特殊工程类型的危险性能对比较广范围内的工程及存储设备进行研究。径集：在

14、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。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。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。故障：故障就

15、是指元件、子系统或系统在运行时达不到规定的功能。FMEC法要包括哪两个方面？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。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。Mond 法的评价步骤是什么？ TOC o 1-5 h z

16、 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。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。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。“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。危险性一般可

17、分为几个等级？各级的含义如何？I 级: 安全的，暂时不能发生事故，可以忽略；（2）n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；（3）出级：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） 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。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 ） 。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

18、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。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。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

19、； 随机失效期为系统的主要工作期，故障率通常趣味常数。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。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。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

20、（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。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。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。FMEAf HAZOP勺适用场合有何区别？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FMEA1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

21、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。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。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

22、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。答案：风险率为：R S P 95 0.0199 1.8905万元。起始事件火灾检测报警正常自动灭火正常结果灭火成功灭火失败灭火失败灭火成功概率：0.99 0.99 0.9801灭火失败概率：1-0.9801=0.0199风险率：R S P 95 0.0199 1.89052、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。P33=P44=1-0.01*0.01=0.9999P

23、=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：R S P 5 0.0201 0.1005万元。3、某事故树有以下最小割集：X1,X2 ； X2,X3,X4 ； X4,X5 ； X3,X5,X6。设各基本事件的发生概率为：q1 0.01； q2 0.02; q30.03; q40.04; q5 0.05;q60.06，试用平均近似法计算顶事件的发生概率。F1=q1*q2+q2*q3*q4+q4*q5+q3*q5*q6=0.01*0.02+0.02*0.03*0.04+0

24、.04*0.05+0.03*0.05*0.06=2.314 10 3F2=q1*q2*q3*q4+q1*q2*q4*q5+q1*q2* q3*q5*q6+ q2*q3*q4*q5+ q2*q3*q4* q5*q6+q3*q4* q5*q6=5.53 10 61P(T)F1 -F22.314 10165.53 10 6 2.311 102答案：平均近似法:1 P(T) F1 2F22.31410 3165.55 10232.311 104、设某控制室操作人员的总任务由 4项子任务 A B、C D组成，每个子任务都有可能成功或失败，子任务失败的概率均为0.01。一个子任务的完成与否不会影响其它子任

25、务的完成，子任务均成功时，总任务才算成功，试建立事件树并求未完成总任务的概率。若因总任务失败而造成的损失为 60万元，试计算其风险值的大小。完成总任务的概率：RsRARBRCRD 0.994 0.9606则未完成总任务的概率：Fs 1 Rs0.0394风险=0.0394 60=2.3645、某事故树有以下最小割集：X1,X2 ； X2,X3,X4 ; X4,X5 ; X3,X5,X6 。设各基本事件的发生概率为：qi 0.01, q2 0.02, q3 0.03, q40.04, q5 0.05,q60.06，试用平均近似法计算顶事件的发生概率。三、分析题1、根据有关专业知识和日常经验，试建立汽车轮