中國石油大學(xué)安全系統(tǒng)工程期末復(fù)習題

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)習資料一、簡答題1.解釋下列基本概念：安全評價、安全標準、權(quán)重答案：安全評價就是對系統(tǒng)存在的安全因素進行定性和定量分析，通過與評價標準的比較得出系統(tǒng)的危險程度，提出改進措施。安全標準通常是保障企業(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)標準等組成的企業(yè)安全生產(chǎn)、管理的基本規(guī)范性要求。權(quán)重是表征子準則或因素對總準則或總目標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。主要有以下擴充：①增加了毒性的概念和計算；②發(fā)展了某些補償系數(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)備進行研究。Mond法的評價步驟是：①確定需要評價的單元；②計算道式綜合指數(shù)D；③計算危險性指數(shù)R；④采取安全措施后對危險性重新進行評價。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)了空軍標準“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？如何改進設(shè)計？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？為什么要進行危險度分析(CA)？答案：FMEA主要適用于機電、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。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.計算火災(zāi)爆炸指數(shù)時，需要確定哪三個系數(shù)？答案：計算火災(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)計人員、操作人員和安全干部三結(jié)合的形式來進行；②應(yīng)將系統(tǒng)進行分解，按系統(tǒng)、子系統(tǒng)、系統(tǒng)元一步一步地進行；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，最好事先準備一個檢查表，指出查找危險性的范圍。13.如何計算危險度指標？答案：危險度指標的計算式為式中，—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；—測定值與實際條件的強度修正系數(shù)和環(huán)境修正系數(shù)；—元素的基本故障率；—元素的運行時間。14.應(yīng)用道化學(xué)第七版進行定量評價時，如何計算火災(zāi)爆炸后的直接損失和間接損失大小？答案：1）計算最大可能財產(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）確定實際最大可能財產(chǎn)損失:實際MPPD=基本MPPD*C，C為安全措施補償系數(shù)；3）最大可能工作日損失(MPDO)：根據(jù)實際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)合風險的定義，談一談如何減少輪滑過程中的風險大?。咳绾卫斫廨喕踩南鄬π?？參考答案：輪滑過程中確實存在一定的風險。根據(jù)風險的定義，我們可以從減少輪滑摔倒的概率和嚴重程度兩個方面來降低風險的大小，如教練指導(dǎo)、掌握正確的姿勢、循序漸進等，并佩戴護膝、手套和頭盔。有的人藝高膽大，他愿意接收這個風險，所以他認為輪滑是安全的；但有的人不太會輪滑，又比較謹慎，他不愿意接收這個風險，所以他認為輪滑并不安全。因此安全即是風險可接收，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，計算其風險率。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，嚴重度萬元；因此風險率為：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）給出頂事件概率計算的表達式，求概率重要度系數(shù)；（4）計算關(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)。布爾表達式為：最小割集為：，因此：，，(3)給出頂事件概率計算的表達式，求概率重要度。(4)計算關(guān)鍵重要度。.4.若某一稀少事件服從二項分布，試導(dǎo)出其風險度的近似公式：。式中為試驗次數(shù)，為事故發(fā)生的概率。答案：對于二項分布，在次試驗中，有次發(fā)生的概率為其均值，方差風險度（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，試給出其風險值的表達式。答案：⑴根據(jù)并聯(lián)系統(tǒng)的特點，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用平均近似法計算頂事件的發(fā)生概率；⑶計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用平均近似法計算頂事件的發(fā)生概率⑶計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)失敗（F）。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，這種計算方法不用列真值表，是計算結(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，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