中國石油大學(xué)安全系統(tǒng)工程期末復(fù)習(xí)題

安全系統(tǒng)工程第2頁共8頁《安全系統(tǒng)工程》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、簡答題1.解釋下列基本概念：安全評價、安全標(biāo)準(zhǔn)、權(quán)重答案：安全評價就是對系統(tǒng)存在的安全因素進(jìn)行定性和定量分析，通過與評價標(biāo)準(zhǔn)的比較得出系統(tǒng)的危險程度，提出改進(jìn)措施。安全標(biāo)準(zhǔn)通常是保障企業(yè)安全生產(chǎn)的重要技術(shù)規(guī)范，通常由法律法規(guī)、國家、行業(yè)或企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等組成的企業(yè)安全生產(chǎn)、管理的基本規(guī)范性要求。權(quán)重是表征子準(zhǔn)則或因素對總準(zhǔn)則或總目標(biāo)影響或作用大小的量化值。2.英國帝國化學(xué)公司的蒙特(Mond)法與美國道化學(xué)公司的火災(zāi)爆炸指數(shù)法相比，做了哪些擴(kuò)充？Mond法的評價步驟是什么？答案：在美國道化學(xué)公司安全評價法的基礎(chǔ)上，提出了一個更加全面、更加系統(tǒng)的安全評價法，稱為ICIMond法。主要有以下擴(kuò)充：①增加了毒性的概念和計(jì)算；②發(fā)展了某些補(bǔ)償系數(shù)；③增加了幾個特殊工程類型的危險性；④能對較廣范圍內(nèi)的工程及儲存設(shè)備進(jìn)行研究。Mond法的評價步驟是：①確定需要評價的單元；②計(jì)算道式綜合指數(shù)D；③計(jì)算危險性指數(shù)R；④采取安全措施后對危險性重新進(jìn)行評價。3.為什么說美國導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)不是安全系統(tǒng)工程誕生的唯一策源地？答案：美國導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)促使安全系統(tǒng)工程的誕生，但它不是安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生的惟一策源地。美國導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)深入地研究了系統(tǒng)的安全性和控制系統(tǒng)安全性的手段與方法，從而出現(xiàn)了空軍標(biāo)準(zhǔn)“系統(tǒng)安全程序”和“系統(tǒng)安全程序要求”。同時也必須看到，在同一時期，還有核電站的概率風(fēng)險評價技術(shù)，化工企業(yè)的火災(zāi)爆炸指數(shù)安全評價法，以及涉及產(chǎn)品安全的系統(tǒng)安全分析技術(shù)，如FTA、ETA、HAZOP等，這些行業(yè)的安全系統(tǒng)工程都是在20世紀(jì)60年代短短幾年后產(chǎn)生的。4.5W1H啟發(fā)性分析方法要領(lǐng)是什么？答案：5W1H啟發(fā)性分析方法要領(lǐng)，就是指Who，When，Where，What，Why，How的總稱。①Why：為什么要有這個元件？為什么這個元件會發(fā)生故障？為什么不加保護(hù)裝置？②What：功能是什么？工作條件是什么？在什么條件下發(fā)生故障？將會發(fā)生什么樣的故障？③Who：誰操作？故障一旦發(fā)生誰是受害者？誰來組織安全措施？④When：何時發(fā)生故障？何時檢測安全裝置？⑤Where：在什么部位發(fā)生故障？檢測裝置裝在什么地方最好？⑥How：發(fā)生故障的后果如何？影響程度如何？如何改進(jìn)設(shè)計(jì)？5.簡述最小割集和最小徑集在事故樹分析中的作用？答案：最小割集在事故樹分析中起著非常重要的作用，包括：①表示系統(tǒng)的危險性；②表示頂事件發(fā)生的原因組合；③為降低系統(tǒng)的危險性提出控制方向和預(yù)防措施；④可以方便地計(jì)算頂事件發(fā)生的概率。最小徑集在事故樹分析中也起著同樣重要的作用，包括：①表示系統(tǒng)的安全性；②選取確保系統(tǒng)安全的最佳方案；③同樣可以方便地計(jì)算頂事件發(fā)生的概率，在“或”門多的時候更方便。6.模糊數(shù)學(xué)中“灰”的主要含義是什么？舉出三個灰現(xiàn)象的例子。答案：“灰”則指信息部分已知、部分未知，即信息不完全，這是“灰”的基本含義；除信息不完全外，非惟一性也是“灰”的主要含義。比如，預(yù)測結(jié)果的灰色區(qū)間，決策中的灰靶思想，計(jì)劃方面的可調(diào)性、可塑性等。7.FMEA與HAZOP的適用場合有何區(qū)別？為什么要進(jìn)行危險度分析(CA)？答案：FMEA主要適用于機(jī)電、電器等產(chǎn)品的故障類型和影響分析；HAZOP主要適用于化學(xué)反應(yīng)過程的安全分析。危險度分析的目的在于評價每種故障類型的危險程度，給出一定的量化指標(biāo)。8.什么叫人的失誤概率？失誤概率公式中，各符號代表什么含義？答案：人的失誤概率通常是指作業(yè)者在一定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成某項(xiàng)規(guī)定功能時出現(xiàn)偏差或失誤的概率。式中，—修正系數(shù)，—人的可靠度。9.HAZOP主要適用于什么場合？表格中主要包括哪幾個方面的內(nèi)容？答案：HAZOP代表危險性和可操作性研究，主要適用于化學(xué)反應(yīng)過程的系統(tǒng)安全分析。表格中的主要內(nèi)容為：①引導(dǎo)詞，②偏離，③可能原因，④后果，⑤措施。10.計(jì)算火災(zāi)爆炸指數(shù)時，需要確定哪三個系數(shù)？答案：計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)時，需要確定危險單元的物質(zhì)系數(shù)、一般工藝危險系數(shù)、特殊工藝危險系數(shù)。11.安全的動力學(xué)特征是何含義？答案：安全系統(tǒng)是物質(zhì)系統(tǒng)，也是非線性系統(tǒng)。熵是研究安全過程發(fā)展趨勢的重要概念和方法，熵越大，不肯定性越大，即式中，—熵；－事故致因要素；—發(fā)生概率。12.預(yù)先危險性分析（PHA）應(yīng)注意什么問題？答案：PHA應(yīng)注意的問題包括：①應(yīng)采取設(shè)計(jì)人員、操作人員和安全干部三結(jié)合的形式來進(jìn)行；②應(yīng)將系統(tǒng)進(jìn)行分解，按系統(tǒng)、子系統(tǒng)、系統(tǒng)元一步一步地進(jìn)行；③對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的危險性分析，應(yīng)采取迭代或抽象的對策；④在可能條件下，最好事先準(zhǔn)備一個檢查表，指出查找危險性的范圍。13.如何計(jì)算危險度指標(biāo)？答案：危險度指標(biāo)的計(jì)算式為式中，—系統(tǒng)的危險度；—導(dǎo)致系統(tǒng)重大故障或事故的故障類型數(shù)目；—致命性故障所占的比例；—致命性故障發(fā)生并產(chǎn)生影響的條件概率；—測定值與實(shí)際條件的強(qiáng)度修正系數(shù)和環(huán)境修正系數(shù)；—元素的基本故障率；—元素的運(yùn)行時間。14.應(yīng)用道化學(xué)第七版進(jìn)行定量評價時，如何計(jì)算火災(zāi)爆炸后的直接損失和間接損失大??？答案：1）計(jì)算最大可能財產(chǎn)損失(基本MPPD):基本MPPD=暴露區(qū)域的更換價值*危害系數(shù)；2）確定實(shí)際最大可能財產(chǎn)損失:實(shí)際MPPD=基本MPPD*C，C為安全措施補(bǔ)償系數(shù)；3）最大可能工作日損失(MPDO)：根據(jù)實(shí)際MPPD，由相應(yīng)的圖查出；4）停產(chǎn)損失(BI):估算式為式中，—月產(chǎn)值；0.7—固定成本和利潤。15.結(jié)合風(fēng)險的定義，談一談如何減少輪滑過程中的風(fēng)險大??？如何理解輪滑安全的相對性？參考答案：輪滑過程中確實(shí)存在一定的風(fēng)險。根據(jù)風(fēng)險的定義，我們可以從減少輪滑摔倒的概率和嚴(yán)重程度兩個方面來降低風(fēng)險的大小，如教練指導(dǎo)、掌握正確的姿勢、循序漸進(jìn)等，并佩戴護(hù)膝、手套和頭盔。有的人藝高膽大，他愿意接收這個風(fēng)險，所以他認(rèn)為輪滑是安全的；但有的人不太會輪滑，又比較謹(jǐn)慎，他不愿意接收這個風(fēng)險，所以他認(rèn)為輪滑并不安全。因此安全即是風(fēng)險可接收，安全是相對的。二、綜合題1.某事故樹有以下最小割集：。設(shè)各基本事件的發(fā)生概率為：；；；；；，試用平均近似法計(jì)算頂事件的發(fā)生概率。答案：⑴⑵平均近似法：2.一倉庫設(shè)有火災(zāi)檢測系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)組成的自動滅火系統(tǒng)。設(shè)火災(zāi)檢測系統(tǒng)可靠度和噴淋系統(tǒng)可靠度皆為0.99，應(yīng)用事件樹分析計(jì)算一旦失火時自動滅火失敗的概率。若滅火失敗所造成的事故損失為95萬元，計(jì)算其風(fēng)險率。答案：設(shè)火災(zāi)檢測系統(tǒng)為事件A，噴淋系統(tǒng)為事件B。自動滅火成功概率為；失敗的概率。系統(tǒng)P(A)P(B)成功P(A)P(B)失火F(B)失敗P(A)F(B)F(A)失敗F(A)根據(jù)題意，嚴(yán)重度萬元；因此風(fēng)險率為：萬元。3.已知某事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)為，基本事件的發(fā)生概率為，，，。試對基本事件進(jìn)行重要度分析，包括：（1）畫出狀態(tài)變化的真值表，求結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)；（2）根據(jù)最小割集，求割集重要度系數(shù)；（3）給出頂事件概率計(jì)算的表達(dá)式，求概率重要度系數(shù)；（4）計(jì)算關(guān)鍵重要度系數(shù)答案：X1X2X3X4X1X2X3X400000100000001010010001001010001000110000011010110010101101101100111010111011111危險割集數(shù)：，。(2)根據(jù)最小割集，求割集重要度系數(shù)。布爾表達(dá)式為：最小割集為：，因此：，，(3)給出頂事件概率計(jì)算的表達(dá)式，求概率重要度。(4)計(jì)算關(guān)鍵重要度。.4.若某一稀少事件服從二項(xiàng)分布，試導(dǎo)出其風(fēng)險度的近似公式：。式中為試驗(yàn)次數(shù)，為事故發(fā)生的概率。答案：對于二項(xiàng)分布，在次試驗(yàn)中，有次發(fā)生的概率為其均值，方差風(fēng)險度（對稀少事件，）5.設(shè)由個元件構(gòu)成的可靠性并聯(lián)系統(tǒng)，元件的失效率為常數(shù)，且均服從指數(shù)分布，求系統(tǒng)在時間時的可靠度。若系統(tǒng)失敗造成的損失為，試給出其風(fēng)險值的表達(dá)式。答案：⑴根據(jù)并聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)在時間時的可靠度為根據(jù)題意，元件的可靠度為：，那么：⑵系統(tǒng)的失效概率為：，因此系統(tǒng)的風(fēng)險值為6.某事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)為：，已知：，，，，。要求做如下分析，包括：⑴求該事故樹的最小割集；⑵用平均近似法計(jì)算頂事件的發(fā)生概率；⑶計(jì)算基本事件的割集重要度系數(shù)、概率重要度系數(shù)和關(guān)鍵重要度系數(shù)（后兩種系數(shù)可根據(jù)第2步得到的頂事件近似概率表達(dá)式求解）。答案：⑴求該事故樹的最小割集＝+++++=+++最小割集為：，，，⑵用平均近似法計(jì)算頂事件的發(fā)生概率⑶計(jì)算基本事件的各重要度系數(shù)共有4個最小割集，即，7.如圖是反應(yīng)爐夾套的冷卻系統(tǒng)。當(dāng)正常冷卻水突然斷水（如管道損壞）而造成系統(tǒng)失水，這時失水信號檢測器探得失水信號，將啟動備用水泵。如果兩臺備用泵均啟動成功，則系統(tǒng)成功（S）；若只有一臺泵啟動成功，則系統(tǒng)部分成功（P）；若兩臺泵均停則系統(tǒng)失?。‵）。各元件的可靠度為=0.99，EP為檢測器的電源，試建造事件樹，并計(jì)算系統(tǒng)輸出事件的發(fā)生概率。答案：⑴系統(tǒng)簡化的事件樹見下圖。⑵系統(tǒng)成功概率系統(tǒng)部分成功概率系統(tǒng)失敗概率8.設(shè)某事故樹有三個最小割集：，，；且已知：。試求基本事件的割集重要度系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)、概率重要度系數(shù)以及關(guān)鍵重要度系數(shù)。答案：⑴先求。根據(jù)題意，，；中均包含，因此：⑵求、。由最小割集法，知－＋=0.001904872－＋＝0.0501624，這種計(jì)算方法不用列真值表，是計(jì)算結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)的簡便方法。⑶求。9.設(shè)由個元件構(gòu)成的串聯(lián)系統(tǒng)，元件的失效率為常數(shù)，且均服從指數(shù)分布，求系統(tǒng)的失效率及平均壽命。答案：⑴根據(jù)串聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)可靠度為n21n21⑵根據(jù)題意，元件的可靠度為：，那么，10.目前在大學(xué)校園，大學(xué)生因壓力太大與缺乏心理疏導(dǎo)，從高樓跳下而造成死