安全系統(tǒng)工程-第五章系統(tǒng)危險控制技術課件

1、第五章 系統(tǒng)危險控制技術第1頁，共47頁。8/5/20221本章學習目標1.了解危險控制的基本方法和基本原則。2.掌握安全決策、固有危險控制技術和 安全措施。3.熟悉災難性事故的應急措施第2頁，共47頁。8/5/20222第一節(jié) 危險控制的基本原則一、危險控制的目的1.降低事故發(fā)生的頻率 降低事故發(fā)生頻率是指降低千人負傷率和死亡率以及按產品產量（或利稅）計算的死亡率。 2.減少事故的嚴重程度和每次事故的經濟損失第3頁，共47頁。8/5/20223二、危險控制技術 危險控制技術有宏觀控制技術和微觀控制技術。 宏觀控制技術是以整個系統(tǒng)作為控制對象，運用系統(tǒng)工程的原理，對危險進行控制。采用的手段主要

2、有：法制手段，經濟手段和教育手段。 微觀控制技術是以具體危險源為對象，以系統(tǒng)工程的原理為指導，對危險進行控制。所采用的手段主要是工程技術措施和管理措施，隨著對象的不同，措施也不同。第4頁，共47頁。8/5/20224三、危險控制的原則1.閉環(huán)控制原則2.動態(tài)控制原則3.分級控制原則4.多層次控制原則第5頁，共47頁。8/5/20225第6頁，共47頁。8/5/20226分級控制系統(tǒng)示意圖第7頁，共47頁。8/5/202274.多層次控制原則多層次控制一般包括6個層次：根本的預防性控制補充性控制防止事故擴大的預防性控制維護性能的看著經常性控制緊急性控制(參見P167表51)第8頁，共47頁。8/

3、5/20228第二節(jié) 安全決策決策：是指人們在求生存與發(fā)展的過程中，以對事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件的認識為依據，尋求并實現某種最佳準則和行動方案而進行的活動。包括廣義的決策和狹義的決策。廣義的決策包括決策準備、方案優(yōu)選和方案實施等全過程。狹義的決策包括決策準備和選擇兩個階段的活動。第9頁，共47頁。8/5/20229一、安全決策過程與決策要素1. 決策過程決策是人們?yōu)閷崿F某個準則而制定、分析、評價、選擇行動方案，并組織實施的全部活動，也是提出、分析和解決問題的全部過程。主要包括5個階段，如圖5-3所示第10頁，共47頁。8/5/202210開始了解待解決的決策問題方案集X方案x明確目標、標明準則

4、、辨識原理構造模型并估計參數屬性值f1(x)fn(x)決策環(huán)境和自然狀態(tài)決定價值判斷實施或重新評價提出問題明確目標分析、評價構造模型實施第11頁，共47頁。8/5/2022112.決策要素決策單元和決策者準則體系決策結構和環(huán)境決策規(guī)則第12頁，共47頁。8/5/202212準則體系的層次結構決策準則準則1子準則1方案1總準則層準則層準則2子準則2方案2準則2子準則2方案2子準則層方案層第13頁，共47頁。8/5/2022133. 安全決策安全決策各個步驟的具體內容（1）確定目標：明確需要解決的問題。例如：生產安全（總目標） 預防事故發(fā)生、消除職業(yè)病、改善勞動條件。（2）確定決策方案：依據科學的

5、決策理論，對要求達到的目標進行調查研究，進行詳細的技術設計、預測分析，擬出幾個可供選擇的方案。（3）潛在問題或后果分析（4）實施與反饋。第14頁，共47頁。8/5/202214二、安全決策方法決策方法分為確定性多屬性決策方法、定性與定量相結合的決策方法和模糊多屬性決策方法。目前采用的決策方法有：評分法、決策樹法、確定性多屬性決策方法、經濟技術評價法等，本節(jié)重點介紹前兩種決策方法，即評分法和決策樹法第15頁，共47頁。8/5/2022151.評分法評分法就是根據預先規(guī)定的評分標準對各方案所能達到的指標進行定量計算比較，從而達到對各個方案排序的目的。（1）評分標準。一般按5分制評分：優(yōu)、良、中、差

6、、最差。（2）評分方法。評分方法多數是采用專家打分法，即以專家根據評價目標對各個決策方案評分，然后取其平均值或除去最大，最小值后的平均值作為分值。第16頁，共47頁。8/5/2022161.評分法（3）評價指標體系。評價指標體系一般應包括3方面的內容：技術指標、經濟指標和社會指標。（4）加權系數。由于各評價指標的重要性程度不一樣，必須給每個評價指標一個加權系數。（5）計算總分。計算總分也有多種方法，見表5-3，可根據其適用范圍選用，總分或有效值高者為首選方案。第17頁，共47頁。8/5/2022172.決策樹法決策樹是風險決策的基本方法之一。決策樹分析方法又稱概率分析決策方法。（1）決策樹形。

7、決策樹的結構如圖5-5所示。（2）決策步驟。首先根據決策問題繪制決策樹，然后計算概率分支的概率值和相應的結果節(jié)點的收益值，再計算各概率點的收益期望值，最后確定最優(yōu)方案。第18頁，共47頁。8/5/202218決策點決策樹示意圖方案分支方案節(jié)點概率分支結果節(jié)點第19頁，共47頁。8/5/2022192.決策樹法（3）應用舉例。P176（4）決策樹分析的優(yōu)點。1）決策樹能顯示出決策過程，形象具體，便于發(fā)現問題。2）決策樹能把風險決策的各個環(huán)節(jié)聯系成一個統(tǒng)一的整體，有利于決策過程中的思考，易于比較各種方案的優(yōu)劣。3）決策樹法既可以進行定性分析，又可以進行定量分析。第20頁，共47頁。8/5/2022

8、20第三節(jié) 固有危險源控制技術一、固有危險源固有危險源是指生產中的事故隱患，即生產中存在的可能導致事故和損失的不安全條件，它包括物質因素和部分環(huán)境因素。按其性質不同可以分為化學、電氣、機械、輻射和其他5大類第21頁，共47頁。8/5/2022211.化學危險源化學危險源是指在生產過程中，原材料、燃料、成品、半成品和輔助材料中所含的化學危險物質。它包括4種：（1）火災爆炸危險源（2）工業(yè)毒害源（3）大氣污染源（4）水質污染源第22頁，共47頁。8/5/2022222.電氣危險源電氣危險源指那些引起人員觸電、電氣火災、電擊和雷擊的不安全因素。包括：（1）漏、觸電危險（2）著火危險（3）電擊、雷擊危

9、險（4）靜電危害第23頁，共47頁。8/5/2022233.機械（含土木）危險源 （1）重物傷害的危險 （2）速度和加速度造成傷害的危險 （3）沖擊、震動危險 （4）旋轉和凸輪機構動作傷人的危險 （5）切割和刺傷危險 （6）高處墜落的危險 （7）倒塌、下沉的危險第24頁，共47頁。8/5/2022244.輻射危險源 （1）放射源 （2）紅外射線源 （3）紫外射線源 （4）無線電輻射源，包括射頻源和微波源第25頁，共47頁。8/5/2022255.其他危險源 （1）噪聲源 （2）強光源 （3）高壓氣體 （4）高溫源 （5）濕度 （6）生物危害第26頁，共47頁。8/5/202226二、控制方法1

10、、消除危險。通過合理的設計和科學的管理，盡可能從根本上消除危險、有害因素。如采用無害化工藝技術，生產中以無害物質代替有害物質，實現自動化作業(yè)，遙控技術等。2、預防(控制)危險。當消除危險、有害因素確有困難時，可采取預防性技術措施，預防危險、危害的發(fā)生。如使用安全閥、安全電壓、熔斷器、安全屏護,設置報警裝置等第27頁，共47頁。8/5/2022273.防護危險 （1）設備防護。包括固定防護、自動防護、連鎖防護、風電閉鎖、瓦斯電閉鎖、遙控防護。 （2）人體防護4.隔離防護 在無法消除、減弱和預防危險、有害因素的情況下，應將人員與危險、有害因素隔開和將不能共存的物質分開。包括： （1）禁止入內 （2

11、） 固定距離 （3）安全距離。例如安全罩、安全距離、隔離操作室、事故發(fā)生時的自救措施等。第28頁，共47頁。8/5/2022285.保留危險 保留危險僅在預計到可能會發(fā)生危險，而又沒有很好的防護方法的情況下采用。這時，必須做到使其損失最小。因此，要進行一系列的計算、分析和比較，要盡可能地估計各種意外因素，再作出決定。6.轉移危險 對于難于消除和控制的危害，在進行各種比較、分析之后，選取轉移危險的方法。第29頁，共47頁。8/5/202229第四節(jié) 安全措施一、降低事故發(fā)生概率的措施1.提高設備的可靠性（1）提高元件的可靠性。設備的可靠性取決于組成元件的可靠性，要提高設備的可靠性，必須加強對元件

12、的質量控制和維修檢查。1）使元件的結構和性能符合設計要求和技術條件，選用可靠性高的元件代替可靠性低的元件。2）合理規(guī)定元件的使用周期，嚴格檢查維修，定期更換或重新生產。第30頁，共47頁。8/5/202230（2）增加備用系統(tǒng)（3）利用平行冗余系統(tǒng)（4）對處于惡劣環(huán)境下運行的設備采取安全保護措施（5）加強預防性維修根據設備磨損理論、磨損曲線和故障浴盆曲線，對設備進行維護保養(yǎng)和定期更換。第31頁，共47頁。8/5/202231 冗余：采用多個部件或多個通道來實現同一功能以 達到提高系統(tǒng)安全性和可靠性的目的。 冗余分為 并聯冗余； 備用冗余； 表決冗余； 串連冗余。 第32頁，共47頁。8/5/2

13、02232并聯冗余：是在基本系統(tǒng)上加上一個或多個連續(xù)的冗余單元，以提高系統(tǒng)的可靠性。 例如：假設單個冗余元件的可靠性0.81，兩個冗余元件的可靠性為0.9639。第33頁，共47頁。8/5/202233備用冗余備用冗余由一個連續(xù)工作的主單元、若干個代用的單元和一個開關組成。備用冗余要求設置專用的轉換設備或電路來啟動冗余單元并斷開已發(fā)生故障的主單元。第34頁，共47頁。8/5/202234表決冗余原理：利用表決器對系統(tǒng)單元大多數輸出的狀態(tài)進行比較或分析，以決定各單元的輸出狀態(tài)。表決冗余由奇數單元構成，以避免出現未確定結果的可能性。第35頁，共47頁。8/5/202235串聯冗余 串聯冗余由多個單

14、元串聯組成，只有當所有單元都工作時，系統(tǒng)才有輸出。 例如：裝有有毒物質的容器閥門。第36頁，共47頁。8/5/202236 設備磨損與故障規(guī)律 設備有形磨損分為三個階段：第37頁，共47頁。8/5/202237 第一階段是初期磨損階段（也稱磨合磨損階段） 原因：表面碳化層，不耐磨 第二階段是正常磨損階段 原因：馬氏體，硬度高，耐磨 第三階段是劇烈磨損階段 原因：珠光體加鐵素體，硬度低，不耐磨第38頁，共47頁。8/5/202238設備故障變化初期故障期偶發(fā)故障期磨損故障期第39頁，共47頁。8/5/202239第40頁，共47頁。8/5/2022402.選用可靠的工藝技術，降低危險因素的感度危

15、險因素的感度是指危險因素轉化為事故的難易程度。3.提高系統(tǒng)抗災能力系統(tǒng)的抗災能力是指當系統(tǒng)受到自然災害和外界事物干擾時，自動抵抗而不發(fā)生事故的能力，或者指系統(tǒng)中出現某危險事件時，系統(tǒng)自動將事態(tài)控制在一定范圍的能力。 第41頁，共47頁。8/5/2022414.減少人為失誤：其方法主要有：(1)對人進行充分的安全知識、安全技能、安全態(tài)度等方面的教育和訓練。(2)以人為中心，改善工作環(huán)境，為工人提供安全性較高的勞動生產條件。(3)提高生產過程的機械化、自動化程度。(4)優(yōu)化人機環(huán)境。(5)根據工作性質進行人員選配。5.加強監(jiān)督檢查第42頁，共47頁。8/5/202242二、降低事故嚴重程度的措施1

16、.限制能量或分散風險的措施1）限制能量：即將能量盡量限制在安全的范圍內，使得在發(fā)生事故后，所造成的危害最小。例如：家電中照明采用36V安全電壓；限制汽車行駛速度等。2）分散風險：是把大的事故損失化為小的事故損失。第43頁，共47頁。8/5/202243二、降低事故嚴重程度的措施2.防止能量逸散的措施防止能量逸散就是設法把有毒、有害、有危險的能量源儲存在有限允許的范圍內，而不影響其他區(qū)域的安全。3.加裝緩沖能量的裝置使能量釋放速度減慢的裝置稱為能量緩沖裝置。 例如：安全帽，安全帶，安全氣囊等。第44頁，共47頁。8/5/202244二、降低事故嚴重程度的措施4.避免人身傷亡的措施避免人身傷亡的措施包括兩方面的