安全系统工程引论

安全系统工程北京理工大学珠海学院主讲人：刘爱华单位：北理工大学珠海学院电话-mail:liu_ah@引言（1）安全科学与其它学科一样，是伴随着生产的发展而发展起来的。有史以来，人类的基本活动大体可分为两个方面：发展生产，抵御灾害。生产活动一方面为人类创造了巨大的物质财富，另一方面又给人类带来很多的人为危害。1.0引言（2）安全科学是研究人与机器和环境之间的相互作用，保障人类生产和生活安全的科学，或者说是研究事故发生、发展规律及其预防的理论体系，是20世纪70年代后发展起来一门新兴的交叉学科。1.120世纪人类重大事故回顾1.1.1美国“挑战者号”航天飞机爆炸事故1.1.2美国“哥伦比亚号”航天飞机坠毁事故1.1.3前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事故1.1.4中国大兴安岭特大火灾事故1.1.5河南洛阳东都商厦特大火灾事故1.1.6交通事故的最新数据1.1.7吉林石化爆炸事故1.1.1美国挑战者号爆炸事故（1）1986年1月28日是寒冷的一天，在美国佛罗里达的卡那维拉尔角，比天气更让人心寒的是挑战者号航天飞机发生的悲剧。

这天早晨，成千上万名参观者聚集到肯尼迪航天中心，等待一睹挑战者号腾飞的壮观景象。上午11时38分，耸立在发射架上的挑战者号点火升空，直飞天穹，看台上一片欢腾。航天飞机升空1.1.1美国挑战者号爆炸事故（2）航天飞机飞到73秒时，空中突然传来一声闷响，只见“挑战者号”顷刻之间爆裂成一团桔红色火球，碎片拖着火焰和白烟四散飘飞，坠落到大西洋。挑战者号发生爆炸，全世界为之震惊。爆炸瞬间1.1.1美国挑战者号爆炸事故（3）7名宇航员在这次事故中罹难，包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。原计划她将在太空给她的学生进行现场授课，不幸的是麦考利夫壮志未酬，献出了宝贵的生命。女教师麦考利夫1.1.1美国挑战者号爆炸事故（4）7名宇航员在这次事故中罹难，包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。遇难的7名宇航员1.1.1美国挑战者号爆炸事故（5）事故原因根据调查这一事故的总统委员会的报告，爆炸是一个○型密封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个低层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。○型封环会在低温下失效，尽管在发射前夕有些工程师警告不要在冷天发射，但是由于发射已被推迟了5次，所以警告未能引起重视。1.1.2美国哥伦比亚号坠毁事故（1）美国“哥伦比亚”号航天飞机1981年4月12日首次发射，是美国最老的航天飞机。2003年1月16日，“哥伦比亚”号进行了它的第28次飞行，这也是美国航天飞机22年来的第113次飞行。原定2001年升空，但由于技术故障和调配等原因，发射日期一直被推迟到了2003年1月16号。哥伦比亚号升空1.1.2美美国国哥哥伦伦比比亚亚号号爆爆炸炸事事故故（（2））哥伦伦比比亚亚号号机机组组成成员员航天天飞飞机机上上有有6名美美国国宇宇航航员员和和1名以以色色列列宇宇航航员员，，其其中中2位是是女女性性。里克克·赫斯斯本本德德，，45伊兰兰·拉蒙蒙，，48威廉廉·麦库库尔尔，，41迈克克尔尔·安德德森森，，43戴维维·布朗朗，，46卡尔尔帕帕娜娜·乔娜娜(女)，41劳雷雷尔尔·克拉拉克克(女)，411.1.2美美国国哥伦伦比亚亚号坠坠毁事事故（（3））哥伦比比亚号号机组组人员员在太太空工工作照照片1.1.2美美国国哥伦伦比亚亚号坠坠毁事事故（（4））2003年年2月月1日日哥哥伦比比亚号号返回回时坠坠毁1.1.2美国哥哥伦比比亚号号坠毁毁事故故（5））事故原原因（（可能能的五五个原原因））1、阻阻热片片脱落落在航天天飞机机的外外部装装有24,000个个阻热热片，，这些些阻热热片可可以使使航天天飞机机抵御御在返返回大大气层层的过过程中中产生生的1,650摄氏氏度的的高温温。2、升升降翼翼失去去控制制航天飞飞机的的一个个升降降翼可可能失失去控控制3、机机体金金属疲疲劳导导致解解体航天飞飞机承承受巨巨大的的压力力，可可能会会使飞飞机机机体发发生解解体分分裂4、电电缆短短路引引发火火灾航天飞飞机上上的电电缆因因为磨磨损而而发生生短路路，最最后引引发火火灾。。5、被被陨石石击中中被陨石石击中中，这这种可可能性性最小小，但但也不不能完完全排排除。。1.1.3切切尔尔诺贝贝利核核电站站爆炸炸1986年年4月月26日，前苏苏联核核专家家在检检测切尔诺诺贝利利的一座座核反反应堆堆时，，关闭闭了备备用冷冷却系系统并并且只只用了了8根根碳化化硼棒棒控制制核裂裂变的的速度度，按按照标标准的的程序序应该该用15根根。结结果，，失控控的链链式反反应掀掀掉了了反应应堆的的钢筋筋混凝凝土盖盖，并并且造出一一个火火球，，放出出来的的辐射射超过过长崎崎和广广岛原原子弹弹辐射射总和和的100倍。。大约约有4300人人最终终因此此死亡亡，7万多多人终终生残残废。法国核核电站站美国核核电站站秦山核核电站站1.1.4大大兴安安岭特特大森森林火火灾1987年年5月月6日日在这这场持持续27昼昼夜的的大火火中，，101万公公顷(其中中森林林面积积70万公公顷)地面面惨遭遭火劫劫，85万万立方方米木场存存材被被烧，，6万多多人无家可可归，，他们们的房房屋被被夷为为平地地，从从塔河河到古古莲的的几百公公里铁铁路沿线被被大火火洗劫劫一空空，2488台台各种种设备备，总长长1340米米的67座座桥梁，，483公里里的通讯讯线路路，284公里里长的输电电变电电线路路，325万公公斤粮食，，61.4万万平方方米房屋，，193人的生命命，在在一场场大火火中灰灰飞烟烟灭。。受灾灾群众众10807户，56092人，受伤226人。大兴兴安岭岭森林资资源的的1/19从地球球上永永远消消失。。这场场大火火改变变了大大兴安安岭森森林面面积居居中国国之首首的历历史地地位，，成了了中华华人民民共和和国建建国以以来毁毁林面面积最最大，，伤亡亡最多多，损损失最最为惨惨重的的一次次特大大灾难难。1.1.5河河南洛洛阳大大火2000年年的12月月25日晚晚21时35分分，无无情的的烈火火吞噬噬了河河南洛洛阳东东都商商厦的的歌舞舞厅，，正在在厅内内参加加圣诞诞节庆庆祝活活动的的群众众309人窒窒息死死亡。火灾现现场1.1.6合合肥大大火1.1.7世世界贸贸易中中心大大火纽约世世界贸贸易中中心大大火12年年前的的2001年9月11日日，在在纽约约世贸贸大楼楼大火火后倒倒塌中中死亡亡和失失踪人人数为为2797人。。纽约世世界贸贸易中中心大大厦2001年年9月月11日前前的照照片1.1.7世世界贸贸易中中心大大火图为纽纽约世世界贸贸易中中心姐姐妹双双塔告告别世世界前前夕1.1.7世世界贸贸易中中心大大火图为纽纽约世世贸中中心南南楼从从被联联航175航班班击中中到开开始倒倒塌的的全过过程1.1.7世世界贸贸易中中心大大火图为2001年年9月月11日纽纽约世世贸中中心北北楼倒倒塌时时的情情景1.1.7世世界贸贸易中中心大大火1.1.82003.11.3衡衡阳大大火11月月3日日5时时许，，衡阳阳市珠珠晖区区衡州州大厦厦发生生特大大火灾灾。衡衡阳市市消防防官兵兵经过过近3个小小时的的奋力力扑救救，控控制了了大火火，并并将楼楼上94户户412名名居民民全部部安全全转移移。8时30分分，大大楼突突然部部分倒倒塌，，衡阳阳市消消防支支队张张晓成成等20名名消防防官兵兵壮烈烈牺牲牲。1.1.9世世界特特大火火灾回回顾近半个个世纪纪以来来世界界各国国死亡亡人数数超过过百人人的特特大建建筑火火灾（l）1942年11月月28日，，美国国波士士顿市市椰林林夜总总会火火灾，，死死亡492人。（2））1943年年3月月6日日，日日本北北海道道电影影院火火灾，，死亡亡200人。（（3））1946年年12月7日，，美国国佐治治亚州州亚特特兰大大市温温克夫夫饭店店火灾灾，死死亡223人。近半个个世纪纪以来来世界界各国国死亡亡人数数超过过百人人的特特大建建筑火火灾（4））1955年4月对对日，，日本本神奈奈川县县樱花花街车车站电电气火火灾，，死亡亡106人。（（5））1955年日日本横横滨市市圣母母园养养老院院火灾灾，死死亡100人。（（6））1961年12月月17日夜夜间巴巴西尼尼泰罗罗伊市市大剧剧院北北美大大马戏戏团在在演出出中失失火，，死亡亡223人。1.1.9世世界特大大火灾回回顾近半个世世纪以来来世界各各国死亡亡人数超超过百人人的特大大建筑火火灾（7）1963年11月9日，日日本横滨滨市火车车站火灾灾，死亡亡126人。（（8）1967年5月月22日日，西班班牙布鲁鲁塞尔市市伊诺巴巴西温百百货店火火灾，死死亡325人。（（9）1971年12月25日，，南朝鲜鲜汉城市市大然阁阁饭店火火灾，死死亡163人（这是是1幢22层的的高层建建筑，起起火原因因是液化化石油气气爆炸炸）。1.1.9世世界界特大火火灾回顾顾近半个世世纪以来来世界各各国死亡亡人数超超过百人人的特大大建筑火火灾（10））1972年5月13日，日日本大皈皈市南区区千日百百货商场场火灾，，死亡亡118人人。

（11）1973年2月月2日，，巴西圣圣保罗市市焦鲁玛玛大楼火火灾，死死亡179人人。

（12）1973年11月19日，日日本熊本本市大洋洋百货店店火灾，，死亡103人人。是楼梯梯间内纸纸包装箱箱首先起起火，酿酿成大火火灾的。。（13））1977年年2月18日晚晚上中国国新疆生生产建设设兵团61团团俱乐乐部放映映电影时时，因为为小孩燃燃放鞭炮炮引起火火灾，死死亡699人。（14））1977年年5月28日，，美国肯肯塔基州州比巴利利西鲁兹兹俱乐部部火灾，，死亡162人。1.1.9世世界特大大火灾回回顾1.1.10交交通通事故我国交通通事故死死亡人数世界界第一2004年5月月14日日，公安安部公布布了我国国2003年道道路交通通事故死死亡人数数，总数数为10.4万人。居世世界第一一位。国际方面面：2003年年全球道道路交通通死亡事事故人数数为50万人。印度度8.6万万人，美国国4万人，俄罗罗斯为2.6万万人。1.1.11荣荣家湾湾火车站站火车相相撞（1）1.1.12民民航空空难时间：2002.4.15-2002.5.7-2002.5.25地点：大大中华区区域空难中国国际际，飞机机失事（（在韩国国）115人死死亡；北方航空空，飞机机坠毁（（在大连连）112人死死亡；台湾中华华航空，，飞机坠坠毁（在在台湾海海峡）225人人死亡。。1.1.13国国际航航空公司司空难（（02.4.15）韩国釜山山1.1.14北北方航空空公司空空难（02.5.7））辽宁大连连1.1.15台台湾中中华航空空（02.5.25））台湾海峡峡1.1.16吉林石化化爆炸事事故（2005-11-13）2005年11月１３３日下午午，吉林石化化公司双双苯厂一一车间发发生爆炸炸，造成当班班的６名名工人中中５人死死亡、１１人失踪踪，事故故还造成成６０多多人不同同程度受受伤。２２３名伤伤员住院院治疗，，但都无无生命危危险。该事故直直接原因因是由于于当班操操作工停停车时，，疏忽大大意，未未将应关关闭的阀阀门及时时关闭，，误操作作导致进进料系统统温度超超高，长长时间后后引起爆爆裂，随随之空气气被抽入入负压操操作的T101塔，引引起T101塔塔、T102塔塔发生爆爆炸，随随后致使使与T101、、T102塔相相连的两两台硝基基苯储罐罐及附属属设备相相继爆炸炸，随着着爆炸现现场火势势增强，，引发装装置区内内的两台台硝酸储储罐爆炸炸，并导导致与该该车间相相邻的55#灌灌区内的的一台硝硝基苯储储罐、两两台苯储储罐发生生燃烧。。污水流到到黑龙江江口约有有700公里路路程。依依照目前前的江水水流速，，污水进进入黑龙龙江还需需14天天左右的的时间。。由于挥挥发、吸吸附等理理化作用用，污染染物在下下泻过程程中浓度度会逐渐渐下降。。1.2安安全全问题探探源与回回顾1.2.1人人类对安安全问题题的认识识渊远流流长从语源学学角度分分析，““安全””有几个个来源：：（1）拉拉丁语Salvus：：安全、、完整健健康；（2）希希腊语Hols：无伤伤害的、、完整的的；（3）梵梵文Sarva：无伤伤害的、、完整的的；（4）古古法语的的词根变变化：Salf、Sauf、、Sof和Solus/中世世纪英语语词尾变变化：Sauf、Saf和Save：可以以明确地地知道这这些词根根演变为为现代英英语Safe的的过程。。（5）Safe（安全全的）：：“无伤伤害的、、无损失失的或无无风险的的；不再再受受伤伤害的和和伤害威威胁的；；或不受受危险、、伤害和和损失的的威胁””。（6）Safety（（安全））：“安安全的条条件、不不接触威威胁，消消除损害害和伤害害或损失失”。1.2安安全全问题探探源与回回顾1.2.2对对安全问问题的基基本认识识安全,是人类类生存和和发展的的最基本本要求,是生命命与健康康的基本本保障;一切生生活、生生产活动动都源于于生命的的存在,如果人人们失去去了生命命,也就就失去了了一切,所所以安全全就是生生命。从从人类对对科学需需要的角角度来说说,科科学大致致有两个个方面:一是人人类为满满足物质质生活和和社会文文化生生活的需需要,而而对物质质生产和和精神生生产及其其规律进进行的认认识活动动和认识识的结果果,我们们称其为为生产科学学;二是人人类为保保全自己己身心的的需求,而对客客观事物物及其规规律进行行的认识识活动和和认识的的结果,我们称称其为安全科学学。1.2安安全全问题探探源与回回顾1.2.3对对安全问问题认识识的基本本阶段第一个阶阶段是工业革革命前：：人类对对自身的的安全问问题还未未能自觉觉地去认认识和主主动采取取专门的的安全技技术措施施,从从科学学的高度度来看,还处于无无知(不自自觉)的安安全认识识阶段。。第二阶段是工业革命命后：生产产中已使用用大型动力力机械和能能源,导致致生产力和和危害因素素的同步增增长(如如:汽车的的发明,导导致交通事事故的增长长;采矿业业的发展,导致矿业业灾害事故故的增加),迫迫使人们对对这些局部部人为危害害问题不得得不进行深深入认识并并采取专门门的安全技技术措施,于是发展到到局部的安安全认识阶阶段。1.2安安全问题题探源与回回顾1.2.3对安全全问题认识识的基本阶阶段第三阶段是由于形成成了军事工工业、航空空工业、特特别是原子子能和航天天技术等复复杂的大生生产系统和和机器系统统,局部的的安全认识识和单一的的安全技术术措施已无无法解决这这类生产制制造和设备备运行系统统中的安全全问题,必必须发展与与生产力相相适应的生生产系统、、安全技术术措施,于于是进入系统的的安全认识识阶段。1.2安安全问题题探源与回回顾1.2.3对安全全问题认识识的基本阶阶段第四个阶段段是当今的生生产和科学学技术发展展,特别是是高科技的的发展,静静态的系统统安全技术术措施和系系统的安全全认识即系系统安全工工程理论,已不能很很好地解决决动态过程程中随机发发生的安安全问题,必须更深深入地采取取动态的安安全系统工工程技术措措施和进行行安全系统统认识。这这就是当前正在进进入动态的的安全认识识阶段,这个阶段不不仅要创立立安全科学学,还要使使安全科学学与技术术在人类的的大科学技技术整体中中确立自己己独立的科科学技术体体系,在人人类整个生生产、生活活以及生生存过程中中显示出它它的巨大作作用。High高Selfsupervision（自我监督）Imposedsupervision（强制监督）Low低High高Competence能力High高Low低Risk危险Degreeofsafety（安全水平）Low低0%100%1.3企企业与安安全安全在企业业发展策略略上的重要要性安全员工-全职/临时时工人-生产力-超时工工作-劳资关关系顾客投资者社区、政府府-投资者者的信心-降低成成本-避免灾灾害-质量-准时交交货-停工期期-信赖度度-维持““运转（生生产）权力力”-需要从从地方社区区组织雇佣佣劳动力-人际关关系1.3企企业与安安全你的企业在在本图表的的哪个位置置?自然本能监督自我管理团队文化伤害发生率率原始的•屈从•只注意死死亡事故•被动反应应•生产率导导向•不遵守规规则•不分担安安全目标依赖的•管理层的的责任•害怕/惩戒•规则/程序•安全“政政策”•注重设备备安全•管理层设设立目标独立的•个人认识识与对安全全的责任•内部安全全•自我管理理•练习、养养成习惯•注重自身身的行为互助的•互帮确保保安全•为他人的的保护者•网络的贡贡献者•关心他人人•为组织的的荣耀•全体接受受“目标为为零”1.3企企业与安安全1、安全生生产纳入国国家科技发发展规划安全生产作作为保护和和发展社会会生产力、、促进社会会和经济持续健康发发展的基本条件件，是社会会文明与进进步的重要要标志和全全面建设小小康社会的的本质内涵涵。也是提提高国家综综合国力和和国际声誉誉的具体体体现。党的十六大大提出要““高度重视视安全生产产，保护国国家财产和和人民生命命的安全””。因此，按““安全第一一、预防为为主、综合合治理”的的方针，国国家安全生生产监督管管理总局提提出了2004-2010年安全生生产科技发发展规划，包括：8大安全生生产基础理理论研究重重点领域（安全生产产的哲学、、社会学基基础，安全生产科科学的基本本理论、矿矿山重大灾灾害事故致致因机理及及动力学演演化过程、、工业典型型事故发生生机理、动动力学演化化过程及其其相关数学学、力学、、热物理问题，，工程建设设安全生产产基础理论论、安全经经济及管理理理论、安安全生产长长效机制理理论等，计计划投入资资金8000万）1.4我我国的安安全工作任任重道远60个优先先发展的重重大安全科科技研究方方向（包括危险险源辨识与与评价、灾灾害与事故故的监测、、灾害与事事故预警、、灾害与事事故防治、、应急救援援、事故调调查与分析析处理、安安全管理等等方面，计计划投入资资金12亿亿）、100项重重点推广技技术（如煤矿山山煤瓦突出出，非煤矿矿山大面积积地压控制制，石化及及危险化学学品的作业业环境有毒毒有害物质质的分析及及作业环境境状况评估估技术，地地区、行业业小型企业业过程化安安全管理模模式，灾害害环境的可可视化技术术，建筑筑施工现场场安全管理理和安全环环境评价指指标体系等等，投入资资金3500万）、8项安全技技术示范工工程（重大危险险源监控技技术示范工工程，安全全奥运技术术示范工程程，安全三三峡技术示示范工程，，以风险分分析和控制制为基础的的石油化工工设备完整整性管理技技术[RBI和和RBM]示范工程，，运输车辆辆、船舶和和高速铁路路安全监控控技术示范范工程，城城市主要生生命线安全全技术示范范工程，煤煤矿瓦斯灾灾害综合防防治技术示示范工程，，矿山安全全监测及信信息化技术术示范工程程等，计划划投入资金金1.2亿亿）、6个个安安全全生生产产科科技技支支撑撑平平台台（科技技研研发发平平台台，，检检测测检检验验与与物物证证分分析析平平台台，，技技术术推推广广与与服服务务平平台台，，法法规规标标准准平平台台，，信信息息共共享享平平台台，，智智力力资资源源平平台台，，计计划划投投入入资资金金5.5亿亿）等。1.4我我国国的的安安全全工工作作任任重重道道远远2、、安安全全生生产产是是企企业业提提高高市市场场准准入入能能力力的的先先导导安全全事事故故的的发发生生导导致致企企业业的的生生产产成成本本大大大大增增加加！！当前前，，发达达国国家家一一直直努努力力把把包包括括劳工工标标准准在在内内的的有有关关内内容容纳纳入入世世界界经经济济贸贸易易体体系系中，，把把安全全生生产产问问题题与与国国际际贸贸易易挂挂钩钩，，形形成成实实施施上上的的非关关税税贸贸易易壁壁垒垒。加入入WTO后后，，国际际职职业业安安全全健健康康标标准准一一体体化化的的强强烈烈要要求求，，也也使使得得我我国国安安全全生生产产工工作作面面临临更更大大的的挑挑战战。。要加加大大我我们们的的企企业业在在国国际际市市场场上上的的竞竞争争能能力力，，应应严严格格按按照照ISO9001（（质质量量标标准准管管理理体体系系））、ISO14001（（环环境境标标准准管管理理体体系系））、OHSMS18001（（职职业业安安全全卫卫生生管管理理标标准准体体系系））进进行行生生产产。否则则，，安全全生生产产有有可可能能成成为为影影响响我我国国企企业业参参与与国国际际市市场场竞竞争争的的潜潜在在因因素素！而而要要做做好好职业业安安全全卫卫生生管管理理工工作作，，则则必必须须要要以以现现代代安安全全系系统统工工程程的的原原理理和和方方法法为为指指导导！！（人人、、机机、、环环境境和和管管理理））1.4我我国国的的安安全全工工作作任任重重道道远远3、、我我国国当当前前的的安安全全生生产产形形式式不不容容乐乐观观以2006年年计计，，全全国国发发生生各各类类事事故故126余余万万起起，死死亡亡人人数数近16万万，每每天天平平均均死死亡亡400余余人人；平平均均每每天天发发生生8.6起起一次次死死亡亡3～～9人人重重大大事事故故，，每每周周发发生生3.5起起一次次死死亡亡10人人以上上特特大大事事故故，，每每月月发发生生1.5起起一次次死死亡亡30人人以以上上特特别别重重大大事事故故。。工矿矿企企业业中中，，以以煤矿矿安安全全生生产产形形势势最为为严严峻峻，，事事故故起起数数