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安全工程专业专业基础课任课教师：周利华老师引言安全系统工程是安全工程专业的专业基础课程，是同学们从事安全工作的立身之本。如同学们从事安全管理工作、审核员工作，它能为大家提供最基本的方法。所以要求大家严肃认真地对待。另外，安全系统工程又是一门发展中的科学，教材不完善，发给大家的教材也存在一些不足之处，如教材部分内容连续性不强，同学们不便自学。为了深入理解这门课的内容，我在备课中参考了不少资料，这些资料包括安全系统工程的书籍和论文等。因此，对大家来说要学好这门课，听课是关键。通过课堂，既可以更好地理解教材上的内容，也可以拓展教材上没有讲到的内容。总之，为了学好这门课，一要认真听课，二要认真读教材，此外还要多结合实际思考所学的观点或理念。一、学习方法1.多联系实际深入体会基本概念和基本原理。2.多练习基本会运用主要的系统安全分析方法。3.多讨论交流安全系统工程是一门软科学，对同一事故不同的人可能有不同的分析结果，如用事故树方法分析事故时，人们可以编出不同的事故树。通过讨论和交流能够使每个人对分析更深入、更准确，可以加深大家对某一理论的理解，提高大家在专业方面的理论水平。二、几点要求1.坚持上好每堂课不迟到、不早退，更不得缺席。2.记好笔记一方面可以弥补教材的不足，另一方面可以为大家考试复习打下基础，因为考试的重点就是课堂讲课的内容。3.认真完成作业作业的内容是学习的重点，更是考试的重中之重。4.多读参考书，多收集资料勤于思考，以求知识拓展。三、主要参考资料1.专著①汪元辉.安全系统工程.天津：天津大学出版社,1999.②肖爱民.安全系统工程学.北京：中国劳动出版社,1992.③沈斐敏.安全系统工程理论与应用.北京：煤炭工业出版社,2001.④张景林等.安全系统工程.北京：煤炭工业出版社，2002。⑤冯肇瑞,邱少贤,崔国璋.安全系统工程.北京：冶金工业出版社,1993.⑥吴穹,许开立.安全管理学.北京：煤炭工业出版社,2002.⑦谢鸣一等.安全系统工程.北京：科学技术文献出版社,1998.⑧国家安全生产监督管理局.安全评价.北京：煤炭工业出版社,2002⑨国家经贸委安全科学技术研究中心.中国职业安全健康管理体系内审员培训教程.北京：冶金工业出版社，2002。三、主要参考资料2.网站①safety.com②中国安全网③香港职安局④国家安全生产信息网⑤国家安全生产监督管理局⑥国际劳工组织⑦澳洲国家安全局⑧人力安全卫生协会(台湾)⑨其它如：(美国)(美国)(英国)(加拿大)四、本课程主要讲授内容1.安全系统工程概论2.事故致因理论3.系统安全分析4.重大危险源辨识与评价5.事故统计预测与安全决策6.系统安全评价7.灰色理论与安全系统第一章安全系统工程概论本章主要内容第一节安全系统工程的基本概念第二节安全系统工程的研究对象和研究内容第三节安全系统工程的产生与发展第四节安全系统工程的应用特点第一章安全系统工程概论第一节安全系统工程的基本概念安全系统工程，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为目标的科学技术。安全系统工程是现代科技发展的必然产物,是安全科学学科的重要分支。安全系统工程是一门涉及自然科学和社会科学的横断科学，在学习安全系统工程之前需要弄清相关学科的有关概念。第一章安全系统工程概论第一节安全系统工程的基本概念一、系统与系统工程1.系统1)系统的定义系统指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，而这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。任何一个系统都应该符合以下几个条件：①必须由两个以上要素所组成；②要素之间互相联系和作用；③要素有着共同的目的和特定的功能；④要素受外界环境和条件的影响。2)系统的特性系统有自然系统与人造系统、封闭系统与开放系统、静态系统与动态系统、实体系统与概念系统、宏观系统与微观系统、软件系统与硬件系统之分。不管系统如何划分，凡是能称其为系统的，都具有如下特性：(l)整体性(2)目的性(3)有序性(4)相关性(5)环境适应性(6)动态性3)系统的分类系统的分类方法很多，如：按自然属性：自然系统和社会系统。按物质属性：实体系统与概念系统。按运动属性：静态系统和动态系统。按反馈属性：开环系统和闭环系统。按系统与环境间的关系：开放系统和封闭系统。钱学森院士的分类：系统(按复杂程度)简单系统复杂系统小系统大系统巨系统大系统巨系统一般复杂巨系统特殊复杂巨系统(如社会系统)系统分类的三维坐标：开放性、复杂性、规模4)系统的功能结构系统构成示意图在开放系统中，系统的输出又反过来影响系统的输入称为反馈。增强原输入作用的称正反馈；削弱原输入作用的叫负反馈。前者使系统行为发散，后者使系统行为收敛。没有反馈的系统称为开环系统。具有反馈的系统称为闭环系统。处理输入输出反馈一、系统与系统工程2.工程工程是指利用和改造客观世界为人类服务的实践。从经济和社会的发展看，工程可分两大类：一类是造物工程如：土木工程、电子工程、机械工程、水利工程等。一类是办事工程如：希望工程、运输工程等。这种把服务于特定目标的各项工作的总体称之为办事工程，是指通过精心设计和组织，周密计划和安排为完成某项任务提供决策、计划、方案和工作程序等。一、系统与系统工程3.系统工程系统工程是由运筹学、控制论、信息论、计算技术和现代管理科学等相互渗透发展起来的一门以大规模复杂系统为研究对象的边缘科学。它把自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来应用于实践，以实现系统整体优化为目的。钱学森在《组织管理的技术——系统工程》一文中指出：“把极其复杂的研制对象称为系统……,系统工程则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。”也就是说系统工程的研究对象就是系统。一、系统与系统工程3.系统工程直观理解，系统工程一方面是用系统的思想和方法研究解决工程问题；另一方面是用工程技术组织管理系统。系统工程方法论的特点主要有以下三个方面：①研究方法的整体性②应用学科的综合性③科学管理的优越性第一节安全系统工程的基本概念二、可靠性、可靠度、可靠性工程1.可靠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。2.可靠度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成规定功能的概率。3.可靠性工程可靠性工程就是研究系统可靠性的工程技术。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程1.安全1)安全的定义安全是指没有超过允许限度的危险。也就是发生事故时、所造成的人员伤害或财务损失没有超过允许的限度。传统安全认为：安全是指人没有受伤或死亡，财产没有受到损失的状态或条件。这是一种不全面的观点。这是因为安全描述的不只是一个相对稳定的状态特征,安全一词还可作为对事故—安全过程的一种表征。过程表征和状态表征最本质的区别就在于前者描述的是事物的发展趋势，后者描述的是一种目标。从这个角度讲，安全一词表述的又可认为是动态过程。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程1.安全2)安全的属性①自然属性安全是人的生理与心理需要，或者说由生命及生的欲望决定了的自我保护意识，这是自古以来人类生活、生存、进步的永恒主题。②社会属性自从人类有组织活动以来，社会安定、有序、进步始终是各社会阶段追求的目标，而这一目标实现的重要标志之一就是安全。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程2.系统安全1)系统安全的定义指在系统运行周期内，应用安全管理及安全工程技术原理，识别系统中的危险源并排除危险源或使危险性减至最小，从而使系统在操作效率、使用期限和投资费用的约束条件下达到最佳安全状态。2)系统安全的基本要素①系统在运行周期内有最佳安全状态(伤害和损失少)；②能用安全管理和安全技术的方法识别控制危险；③存在一定的约束条件。如：使用期限，操作效率，投资费用等。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程2.系统安全3)系统安全的基本观点①没有绝对安全。②安全工作贯穿于系统的整个寿命。即：设计→建造→使用→报废。③系统的安全目标不是消除几种选定的危险源,而是使系统达到最佳安全状态。④不可靠是不安全的原因。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程3.安全系统1)安全系统的定义与安全有关的影响因素之综合即为安全系统。从其定义可知，由于与安全有关的因素纷繁交错，所以安全问题本身又是一个复杂的系统工程问题。或者说解决安全问题要用系统工程的理论和方法。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程3.安全系统2)安全系统的特性⑴系统性与安全有关的影响因素构成了安全系统。与一般系统不同，安全系统总是把环境因素看成是其系统的组分，其典型的因素及其关系如图1-1所示。图1-1安全系统典型的组成因素及其关系图第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程3.安全系统2)安全系统的特性⑵开放性⑶确定性与非确定性⑷有序性与无序性⑸突变性或畸变性3)安全系统的动力学特征从上述特性可以看出，安全系统的最大特点是它具有动力学特征。3)安全系统的动力学特征不少学者为了研究安全动力学而引进熵的概念。因为熵的大小是状态自发实现的可能性的量度；同时从信息论的角度考虑，熵又是描写不肯定性大小的量,熵愈大,不肯定性愈大。即：式中：H——熵；Pi——概率。例如：引进负熵流以考虑安全系统与外界的物质能量和信息交换；引进剩余熵作为判断体系失稳与否的判据,虽然都有一定的局限性，但熵仍然是今后研究安全过程发展趋势的重要概念和方法。niiiPPH12log第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程4.安全系统工程1)定义安全系统工程是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。对这个定义，可以从以下几个方面理解：⑴安全系统工程的理论基础是安全科学和系统科学。它是工矿企业劳动安全卫生领域的系统工程。⑵安全系统工程追求的是整个系统的安全和系统全过程的安全。第一节安全系统工程的基本概念三、安全系统与安全系统工程4.安全系统工程1)定义⑶安全系统工程的重点是系统危险因素的识别、分析,系统风险评价和系统安全决策与事故控制。⑷安全系统工程要达到的预期安全目标将是系统风险控制在人们能够容忍的限度以内，也就是在现有经济技术条件下，最经济、最有效地控制事故，使系统风险在安全指标以下。2)科学基础安全系统工程就是以系统工程的理论和方法为指导，它的科学基础是运筹学、图论、数学规划、数理统计、概率论、控制论、决策论、计算机技术等。4.安全系统工程3)安全系统工程与其他学科的关系安全系统工程安全管理工程安全人机工程安全设备工程人体人机参数安全心理学生物力学安全生理学人机系统设计事故统计分析、事故致因理论、系统安全管理原理、安全目标管理、事故预测方法、行为科学与安全等安全分析、安全评价、安全决策与事故控制设备选择、使用、评价、维修、改造、更新、管理、可靠性设计等掌握情况收集资料建立各类事故模型进行系统安全分析安全评价比较最优化计划决策计划的执行与检查安全系统工程的一般工作方法流程安全系统工程的工作方法：研究方法上整体化；技