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課程內容安全科學總論安全科學基礎知識安全流變—突變理論事故概述事故致因理論及模型

事故的預測與預防理論重大危險源的辨識與控制課程內容安全科學總論1、安全科學總論1.1安全的概念與特征

1.1.1安全問題的產生及其認識過程1.1.1.1安全問題的產生遠古的石器時代農業(yè)經濟時代工業(yè)時代1、安全科學總論1.1安全的概念與特征1.1.1.2人類對安全的認識過程無知安全認識階段初級安全認識階段局部安全認識階段系統(tǒng)安全認識階段動態(tài)的安全認識階段1.1.1.2人類對安全的認識過程無知安全認識階段1.1.1.3現代社會的安全問題環(huán)境安全問題核安全問題航空、航天事故交通運輸事故礦山、工業(yè)災害法國南部的一座核電站當地時間2011年9月12日上午發(fā)生爆炸,目前已知造成1人死亡,4人受傷,其中1人傷勢嚴重。法國《費加羅報》報道,爆炸是由于存放輻射廢物的儲藏間起火引起的,爆炸后,沒有檢測到核泄漏1.1.1.3現代社會的安全問題環(huán)境安全問題法國南部1.1.2安全的概念與屬性1.1.2.1安全的定義安全,泛指沒有危險、不出事故的狀態(tài)?!鞍病弊质侵覆皇芡{、沒有危險,即所謂無危則安;“全”字是指完滿、完整、齊備或指沒有傷害、無殘缺、無損壞、無損失等,可謂無損則全。安全通常是指免受人員傷害、疾病或死亡,或引起設備、財產破壞或損失的狀態(tài)。安全的英文為Safety,指健康與平安之意;梵文為Sarva,意為無傷害或完整無損;韋氏大詞典對安全的定義為“沒有傷害、損傷或危險,不遭受危害或損害的威脅,或免除了危害、傷害或損失的威脅”。1.1.2安全的概念與屬性1.1.2.1安全的定義1.1.2.1安全的定義安全的定義:人的身心免受外界(不利)因素影響的存在狀態(tài)(包括健康狀況)及其保障條件。這一定義包括兩個方面的內容:一個方面是人的身心存在的安全狀態(tài),另一個方面是物的客觀保障條件,且這一保障條件并不僅僅限于生產過程之中。1.1.2.1安全的定義安全的定義:人的身心免受外界(不1.1.2.2安全的屬性作為人的最基本的需要——安全——也就相應地具有自然屬性和社會屬性。①安全是人的生理與心理需要,或者說由生命及生的欲望決定了自我保護意識,這是天生的,是安全存在的主動因素;②人類對天災的無奈以及新陳代謝、生老病死的規(guī)律不可抗拒,使人們不得不把生命安全經常提到議事日程,這雖然是被動因素,但它與前一個主動因素相結合,就決定安全是自古以來人類生活、生存、進步的永恒主題。自我實現需求尊重需求社交需求安全需求生理需求馬斯洛的層次論1.1.2.2安全的屬性作為人的最基本的需要——安全—1.1.3安全的基本特征安全的必要性和普遍性安全的隨機性安全的相對性安全的局部穩(wěn)定性安全的經濟性安全的復雜性安全的社會性129300海因里希定律2005年13日13時40分左右,地處吉林省吉林市的中石油吉林石化公司雙苯廠連續(xù)發(fā)生爆炸,現場有6名工人失蹤,近70人受傷其中2人重傷;爆炸未對大氣造成有毒污染,事故原因已查明,系故障處理不當造成?!敖^對安全”的狀態(tài)在客觀上是不存在的,世界上沒有絕對安全的事物,任何事物中都包含有不安全的因素,具有一定的危險性?!氨举|安全”:設備、設施或技術工藝含有內在的能夠從根本上防止發(fā)生事故的功能,它包含三個方面的內容:1失誤-安全功能;2故障-安全功能;3前兩種安全功能應該是設備、設施本身固有的,即在它們的規(guī)劃設計階段就被納入其中,而不是事后補償的。1.1.3安全的基本特征安全的必要性和普遍性12001.2安全科學的產生和發(fā)展1.2.1安全科學的產生1.2.1安全科學的產生科學是人類認識事物本質和規(guī)律的知識體系。安全科學技術是一門綜合性學科,它的學科體系與一般單純的自然科學或社會科學的學科體系不完全相同。安全科學技術不僅在本學科內每個層次之間存在著相互依存關系,而且還與其他各有關的自然科學、社會科學存在著密切關系。

范維澄院士的三大科學?:自然科學、社會科學、安全科學代碼中文名稱英文名稱08工學Engineering0837安全科學與工程SafetyScienceandEngineering083701安全科學SafetyScience083702安全技術SafetyTechnology083703安全系統(tǒng)工程SafetySystemEngineering083704安全與應急管理SafetyandEmergencyManagement083705職業(yè)安全健康OccupationSafetyandHealth1.2安全科學的產生和發(fā)展1.2.1安全科學的產生1.2.1安全科學的產生隨著科技進步和社會的飛速發(fā)展,要減少意外事故,保障安全、健康的生產條件和作業(yè)環(huán)境,急需把有關安全的科學技術從眾多學科中分化出來,形成與各工程學科不同的獨立分支,如:通風安全、電氣安全、機械安全、防火防爆、鍋爐與壓力容器安全、工業(yè)防塵、工業(yè)防毒、噪音與振動控制以及礦業(yè)、交通、建筑、化工、航空、航天、農業(yè)、林業(yè)、能源、紡織、食品等產業(yè)安全技術。

1.2.1安全科學的產生隨著科技進步和社會的飛速發(fā)展,要1.2.2國外安全科學的發(fā)展與現狀20世紀是國外安全科學的迅猛發(fā)展時期,大致可分為三個階段:第一階段:世紀初至50年代。在這一階段,英國、美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家成立了安全專業(yè)機構,形成了安全科學研究群體,研究工業(yè)生產中的事故預防技術和方法。海因利希、格林伍德等學者研究了事故致因理論。1.2.2國外安全科學的發(fā)展與現狀20世紀是國外安全科第二階段:50年代至70年代中期。二次世界大戰(zhàn)后,隨著新型武器裝備、航空航天技術和核能技術的發(fā)展,工業(yè)生產的大型化和現代化,以及重工業(yè)事故的不斷發(fā)生,各領域中的安全技術受到廣泛重視,同時,系統(tǒng)論、控制論、信息論的發(fā)展和應用促進了安全系統(tǒng)分析和安全技術的發(fā)展。這一時期發(fā)展了系統(tǒng)安全分析方法和安全評價方法,如事故樹分析(FTA)、事件樹分析(ETA)、故障模式及影響分析(FMEA)、危險可操作性研究(Hazardoperabilitystudy)、火災爆炸指數評價方法、概率風險評價方法(PRA)等,提出了事故的心理動力理論,社會—環(huán)境模型、多米諾骨牌模型、人—機系統(tǒng)模型等事故致因理論。安全工程學受到廣泛重視,在各生產領域中逐漸得到應用和發(fā)展。1.2.2國外安全科學的發(fā)展與現狀第二階段:50年代至70年代中期。1.2.2國外安全科學第三階段:70年代中期以后。隨著系統(tǒng)安全分析方法和安全工程學的廣泛應用和發(fā)展,人們逐漸認識到局部安全缺陷,從多學科分散研究各領域的安全技術問題發(fā)展到系統(tǒng)地綜合研究安全基本原理和方法,從一般安全工程技術應用研究,提高到安全科學理論研究,逐步建立了安全科學的學科體系,發(fā)展了本質安全、過程控制、人的行為控制等事故控制理論和方法。1.2.2國外安全科學的發(fā)展與現狀第三階段:70年代中期以后。1.2.2國外安全科學的發(fā)展1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀我國的安全科學技術,主要是在新中國成立以后逐步發(fā)展起來的,大致可以劃分為以下3個階段。1)初步建立階段20世紀50年代初期至70年代末期,國家把勞動保護作為一項基本政策實施,安全技術作為勞動保護的一部分而得到發(fā)展。在這一時期,為滿足我國工業(yè)生產發(fā)展的需要,國家成立了勞動部勞動保護研究所(后改為北京市勞動保護科學研究所)、衛(wèi)生部勞動衛(wèi)生研究所、冶金部安全技術研究所、煤炭部撫順煤炭科學研究所、煤炭部重慶煤炭科學研究所等安全技術專業(yè)研究機構。發(fā)展了防暑降溫、工業(yè)防塵技術、毒物危害控制技術、噪聲控制技術、礦山安全技術、機電安全技術、個體防護用品及安全檢測技術等。李濟深李佩瑤張寶明1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀我國的安全科學技術,2)迅猛發(fā)展階段隨著改革開放和現代化建設的需要,我國安全技術相繼得到了快速發(fā)展,主要體現在以下幾個方面:(1)建立了從事安全科學技術研究的科研院所、中心等研究機構。建成了安全科學技術研究院、所、中心50余個,擁有專業(yè)科技人員6000余名。尤其是1983年9月,中國勞動保護科學技術學會正式成立后,加強了安全科學技術學科體系和專業(yè)教育體系的建設工作。(2)設立了安全科學技術及工程多層次專業(yè)教育體系。1984年,教育部將安全工程專業(yè)列入《高等學校工科專業(yè)目錄》。我國學者劉潛等提出了建立安全科學學科體系和安全科學技術體系結構的設想。1986年,在部分高校設置了安全技術及工程專業(yè)學科碩士、博士學位,使得我國在安全學科領域形成了完整的學位教育體系。據不完全統(tǒng)計,到20世紀80年代末期,全國已有42所大專院校設置了安全工程、衛(wèi)生工程專業(yè)本科或專科,經國務院學位委員會批準的安全技術及工程學科(專業(yè))碩士學位授予單位有5個,博士學位授予單位有2個,我國安全科學技術教育體系初步形成。全國各地大型勞動保護教育中心有70多個,企業(yè)勞動保護宣傳教育室2000多個。1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀2)迅猛發(fā)展階段1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀3)新的發(fā)展階段20世紀90年代以來,我國安全科學技術進入了新的發(fā)展時期,主要表現為:(1)國家標準《學科分類與代碼》(GBTl3747-92)中將安全科學技術列入一級學科;2011年安全科學與工程獲批增設為教育部一級學科。

(2)國家“八五”、“九五”科技攻關計劃中列入了安全科學技術攻關項目.(3)安全工程系列專業(yè)技術人員職稱評審單列。(4)勞動部頒布了《安全科學技術發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》。(5)職業(yè)健康安全管理體系(OHSMS)、安全環(huán)境管理體系(HSE)等國際先進的現代安全管理方法展開研究和應用。(6)至21世紀初,安全科學技術研究和專業(yè)教育的發(fā)展更趨迅猛。中國安全生產科學研究院的掛牌是其重要標志,各個行業(yè)、各個領域及各地方都相應成立了安全科學研究院所(技術中心)。中國礦業(yè)大學和西安科技大學的安全技術及工程學科于2002年初被批準為國家重點學科。2007年,國務院學術委員會對國家重點學科進行了考核評估和申報,又新增北京科技大學和中南大學的安全技術及工程為國家重點學科。截止2011年,我國開辦安全工程本科專業(yè)的高校130多所,擁有安全類博士學位研究生教育的高校20多所、碩士生學位教育的高校50多所,擁有安全工程領域工程碩士教育的高校50多所。

。(7)安全科學技術國際交流合作更為廣泛。1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀3)新的發(fā)展階段1.2.3國內安全科學的發(fā)展與現狀1.3安全科學的定義與學科體系

1.3.1安全科學的定義德國學者庫爾曼對安全科學作了這樣的闡述:安全科學的主要目的是保持所使用的技術危害作用絕對地最小化,或至少使這種危害作用限制在允許的范圍內。比利時學者J.格森對安全科學的定義是:安全科學研究人、機和環(huán)境之間的關系,以建立這三者的平衡共生態(tài)為目標。1985年,中國學者劉潛在《中國安全科學學報》中將安全科學定義為:安全科學是一門專門研究人們在生產及其它活動中的身心安全(包括安全、健康、舒適、愉快乃至享受),以達到保護活動者及其活動能力,保障其活動效率的跨門類、綜合性的橫斷科學。

“安全科學”是從人類免受外界危險、有害因素傷害的角度出發(fā),并以在生產、生活、生存過程中創(chuàng)造保障人體安全的條件為著眼點,對整個客觀世界及其規(guī)律總結的基礎上,產生的安全知識體系?!鞍踩茖W”的研究,是為人們在生產和生活中,人身安全健康得到保障,設備、財產等免受危害,揭示安全的客觀規(guī)律并提供安全學科理論、應用理論和專業(yè)理論。

(第一屆學科評議組討論稿)國務院安全科學與工程學科評議組召集人:范維澄清華大學成員:李樹剛西安科技大學張來斌中國石油大學宋守信北京交通大學金龍哲北京科技大學秘書長:申世飛清華大學1.3安全科學的定義與學科體系1.3.1安全科1.3.2安全科學的研究內容與對象1.3.2.1安全科學的研究內容(1)安全科學的哲學基礎馬克思主義哲學史人類認識和解決問題的世界觀和方法論,確立安全科學的哲學觀是研究安全的基礎,只有確立了正確的安全觀和方法論,才能正確地分析安全問題、解決安全問題,建立起安全科學的本質規(guī)律,為人類社會所面臨的安全問題提供科學的指導方法。(2)安全科學的基礎理論人類面臨的安全問題是各種各樣的,各自都有自己的特殊規(guī)律,但在安全的本質問題上有其共性的規(guī)律。安全科學的基本理論就是在馬克思主義哲學的指導下,應用現階段各基礎學科的成就(如動力理論、事故致因理論、安全人機工程、安全流變—突變理論等),建立事物共有的安全本質規(guī)律。1.3.2安全科學的研究內容與對象1.3.2.1安安全科學技術的基礎理論安全科學技術的基礎理論可分為三個方面:動力理論事故致因理論人機學理論動力理論是確定勞動安全衛(wèi)生工作在社會生產中的地位、方向,指導和推動勞動安全衛(wèi)生工作有規(guī)律發(fā)展的理論。

事故致因理論研究造成工傷事故和職業(yè)危害的原因和機理,尋求在什么情況下就會發(fā)生工傷事故和職業(yè)病危害的規(guī)律。人機學研究如何使人與作業(yè)環(huán)境、機器設備之間保持協(xié)調、安全、舒適、高效的人機關系。流變—突變理論

從“一切皆流,一切皆變”出發(fā),揭示事物在發(fā)展過程中安全與危險的矛盾的運動過程。安全科學技術的基礎理論安全科學技術的基礎理論可分為三個方面:每一種或每一臺新機器的投人使用就孕育著新的故障或事故的發(fā)生。由安全向危險轉化的過程也具有如圖所示的基本特征。OA段為機器在投人使用初期的零部件跑合磨損段,具有減速增加磨損的特征;AB段為機器在初期磨損后的恒速磨損老化段,在此階段中機器的故障率較低,運行平穩(wěn);BC段是與元器件壽命相關的加速磨損老化段,在此階段中機器的故障率增高,磨損老化量劇增;C點為機器由安全流變向安全突變轉化的臨界磨損老化量。這一磨損老化曲線也已為試驗所證實。每一種或每一臺新機器的投人使用就孕育著新的故障或事故的發(fā)生。1.3.2.1安全科學的研究內容(3)安全科學的應用理論與技術研究安全科學的應用理淪與技術問題,包括研究安全系統(tǒng)工程、安全控制工程、安全管理工程、安全信息工程和各專業(yè)領域的安全理論與技術問題。(4)安全科學的經濟規(guī)律研究安全經濟的基本理論、職業(yè)傷害事故經濟損失規(guī)律、安全效益評價理論、安全技術經濟管理與決策理論等。1.3.2.1安全科學的研究內容(3)安全科學的應用理論安全科學技術的應用理論

目前在我國已較成型的安全應用理論主要有:安全工程學職業(yè)健康學安全管理學安全工程學是針對生產中的不安全因素,研究其發(fā)生原因及危害性,找出其規(guī)律性,制定控制措施,防止事故的發(fā)生。職業(yè)健康工程學是研究生產過程中危害勞動者健康因素的發(fā)生、發(fā)展的原因及其控制措施,防止職業(yè)病的發(fā)生。安全管理學研究如何制定各項方針政策、法規(guī)制度,建立合理的組織機構和安全責任制,制定改善勞動條件規(guī)劃以及如何對工傷事故和職業(yè)病進行調查處理、分析與預測等。安全科學技術的應用理論目前在我國已較成型的安1880-2003年英國職業(yè)安全與健康死亡人數發(fā)展趨勢情況

1880-2003年英國職業(yè)安全與健康死亡人數發(fā)展趨勢情況日本安全生產與經濟社會發(fā)展階段變化趨勢

日本安全生產與經濟社會發(fā)展階段變化趨勢1900-2002年美國煤礦死亡人數變化趨勢

1900-2002年美國煤礦死亡人數變化趨勢安全生產階段發(fā)展理論模型的建立

從上述國家的安全生產狀況發(fā)展變化趨勢曲線來看,不同經濟社會發(fā)展階段對應著不同的安全生產發(fā)展階段。

IIIIIIIV事故死亡率經濟社會發(fā)展水平安全生產與經濟社會發(fā)展階段變化關系

安全生產階段發(fā)展理論模型的建立

從上述國家的安全生產狀況發(fā)1.3.2.2安全科學的研究對象(1)M:安全心理、安全生理、安全教育、安全行為;(2)E:物化環(huán)境(勞動衛(wèi)生環(huán)境、防塵、防毒、噪聲與震動摔制、輻射防護、三廢治理)、理化環(huán)境(社會環(huán)境、社會倫理、社會經濟、體制與管理);(3)T:可靠性理論(本質安全化)、安全技術、(防火、防爆、機電安全、運輸安全等);(4)MT:人—機關系,人—機設計;(5)ME:人與環(huán)境的關系、職業(yè)病理、環(huán)境標準(作業(yè)環(huán)境標準);(6)TE:環(huán)境檢測、自動報警與監(jiān)控、技術風險;(7)MET:安全系統(tǒng)工程、安全管理工程、安全法學、安全經濟學。1.3.2.2安全科學的研究對象(1)M:安全心理、安1.3.3安全科學的學科體系及與其它學科的關系

1.3.3.1構成安全整體的組成部分(1)人,安全人體,是安全的主題和核心,是研究一切安全問題的出發(fā)點和歸宿。人既是保護對象,又可能是保障條件或者危害因素,沒有人的存在就不存在安全問題。(2)物,安全物質,可能是安全的保障條件,也可能是危害的根源。能夠保障或危害人的物質存在的領域很廣泛,形式也很復雜。(3)人與物的關系,包括人與人以及人與物,安全人與物的關系。廣義上講是人安全與否的紐帶,既包括人與物的存在空間和時間,又包括能量與信息的相互聯(lián)系。(4)安全信息,是安全活動所依賴的資源,是按安全事物在時間和空間定性或定量的表達。安全信息類型分為一次安全信息和二次安全信息。一次安全信息是指生產過程中的人機環(huán)境客觀安全性;二次安全信息包括安全法規(guī)、條例、政策、安全科學理論、總結、分析報告等。1.3.3安全科學的學科體系及與其它學科的關系1.3人安全科學三要素物人與物安全人安全科學三要素物人與物安全人安全科學四要素信息人與物物安全人安全科學四要素信息人與物物安全部分專家提出的安全科學體系圖

安全科學的學科體系應用技術及理論安全管理學安全工程學衛(wèi)生工程學防塵技術防毒技術防輻射技術防噪音技術檢測檢驗技術……防火與防爆電氣安全技術機械安全技術安全系統(tǒng)工程信息安全技術……安全法規(guī)管理安全教育管理傷亡事故管理安全經濟管理

……行業(yè)生產安全技術礦山工業(yè)安全技術化工工業(yè)安全技術機械工業(yè)安全技術石油工業(yè)安全技術……基礎理論動力理論事故致因理論人機學理論部分專家提出的安全科學體系圖安全科學的學科體系應用技術及理1.3.3.2安全科學學科體系的層次

安全科學的學科層次社會科學基礎理論自然科學基礎理論技術科學

應用科學

安全哲學(安全觀)安全科學基礎理論

安全工程學安全應用技術

1.3.3.2安全科學學科體系的層次安社會科學基礎理論

安全科學學科科學體系模型

哲學基礎科學工程理論工程技術馬克思主義哲學安全觀安全學安全物質學(物質科學類)安全人機工程學安全設備工程學安全設備機械工程學安全工程安全設備工程安全設備機械工程安全設備衛(wèi)生工程學安全設備衛(wèi)生工程安全社會學(社會科學類)安全社會工程學安全管理工程學安全社會工程安全管理工程安全經濟工程學安全經濟工程安全教育工程學安全教育工程安全法學安全法規(guī)…………安全系統(tǒng)學(系統(tǒng)科學類)安全系統(tǒng)工程學安全運籌技術學安全系統(tǒng)工程全運籌技術安全信息論安全信息技術安全控制論安全控制技術安全人體學(人體科學類)安全人體工程學安全生理學安全人體工程安全生理學安全心理工程安全心理工程安全人—機工程安全人—機工程安全科學學科科學體系模型哲學基礎科學工程理論工程技術馬克1.3.3.3安全科學的學科分類1992年11月1日,國家技術監(jiān)督局將自然科學和社會科學范疇中所有3000多個學科,按其科學性、實用性、簡明性、兼容性、擴延性、惟一性的原則,分類、合并、歸納為58個一級學科,633個二級學科,2134個三級學科。正式頒布的《學科分類與代碼》(GB/T13745-92),將“安全科學與技術”列為一級學科,由5個二級學科和27個三級學科組成,如圖1-2所示。其中安全法學(820.3080)、通風與空調工程(560.5520)、輻射防護技術(490.75)所屬的一級學科分別為法學、土木建筑工程、核科學技術。1.3.3.3安全科學的學科分類1992年11月1日,學科名稱

620安全科學技術620.10安全科學技術基礎學科620.20安全學620.30安全工程620.40職業(yè)衛(wèi)生工程620.50安全管理工程620.99安全科學技術其它學科代碼中文名稱英文名稱08工學Engineering0837安全科學與工程SafetyScienceandEngineering083701安全科學SafetyScience083702安全技術SafetyTechnology083703安全系統(tǒng)工程SafetySystemEngineering083704安全與應急管理SafetyandEmergencyManagement083705職業(yè)安全健康OccupationSafetyandHealth代碼中文名稱英文名稱08工學Engineering0837安圖1-3安全學科的綜合特性

圖1-3安全學科的綜合特性安全學科與其他學科的關系

安全學科與其他學科的關系1.4安全科學的基本術語

安全危害事故風險職業(yè)病風險評價危害辯識危險因素、有害因素和事故隱患系統(tǒng)安全勞動保護勞動安全健康安全信息安全收益安全目標管理職業(yè)安全健康管理體系績效測量可承受風險“四同時”原則“四不放過”原則1.4安全科學的基本術語安全勞動保護1.5安全科學的學習與研究方法

自習作業(yè)1、背會19個名詞2、自習沒有講的章節(jié)1.5安全科學的學習與研究方法自習作業(yè)§1

安全科學總論§2安全科學基礎知識§3安全流變-突變理論§4事故概述§5事故致因理論及模型§6事故的預測與預防理論§7重大危險源的辨識與控制

目錄§1安全科學總論第二講安全科學基礎知識第二講安全科學基礎知識§2安全科學基礎知識§2.1

安全科學的哲學基礎

§2.2

安全科學的理論基礎

§2.3

安全科學的數理基礎§2安全科學基礎知識§2.1安全科學的哲學基礎

§2美國心理學家(A.BMaslow)認為安全是人類基本需求之一。

自我實現豐富知識,取得成就

尊重需求自尊、自信、取得承認

社交需求希望成為集團的成員

安全需求

希望無傷、不受傷生理需求

衣、食、住、行美國心理學家(A.BMaslow)認為安全是人類基安全與危險的統(tǒng)一性與矛盾性(1)安全與危害是一對矛盾,它具有矛盾的所有屬性。一方面雙方互相反對,互相排斥、互相否定,安全度越高危險勢就越小,安全度越小危險勢就越大;另一方面安全與危害兩者相互依存,共同處于一個統(tǒng)一體中,存在著向對方轉化的趨勢。一§2.1安全科學的哲學基礎安全與危險的統(tǒng)一性與矛盾性(1)安全與危害是一對矛盾,它具有安全與危險的統(tǒng)一性與矛盾性(2)安全是相對的,危險是絕對的。

安全的相對性表現在三個方面:

1)絕對安全的狀態(tài)是不存在的,系統(tǒng)的安全是相對于危險而言的;

2)安全標準是相當于人的認識和社會經濟的承受能力而言;

3)安全對于人的認識而言具有相對性。一安全與危險的統(tǒng)一性與矛盾性(2)安全是相對的,危險是絕對的。危險的絕對性表現在事物一誕生危險就存在,中間過程中危險勢可能變大或變小,但不會消失,危險存在于一切系統(tǒng)的任何時間和空間中。

(3)安全與危險這對矛盾的運動、變化和發(fā)展推動著安全科學的發(fā)展和人類安全意識的提高。危險的絕對性表現在事物一誕生危險就存在,中間安全科學的聯(lián)系觀和系統(tǒng)觀安全科學欲反映對安全與危險造成影響的因素的內在規(guī)律性,必須全面地分析各要素,利用各個學科已取得的成果,對開放的大系統(tǒng)進行分析和綜合,在全面分析的基礎上集中力量抓住事物內部的主要矛盾,找出安全的客觀規(guī)律和實現途徑。

系統(tǒng)的整體性是由各個要素綜合作用決定的,是系統(tǒng)內部各要素相互作用、相互聯(lián)系產生某種協(xié)同效應。二安全科學的聯(lián)系觀和系統(tǒng)觀安全科學欲反映對安全安全中的質變與量變哲學中的量變與質變,在安全科學中表現為流變與突變。流變是一種緩慢的變化過程,突變則是流變過程中的中斷,是質的飛躍。

流變與突變的統(tǒng)一性表現在三個方面:(1)流變與突變是相對的。如河流的水位總在一定的范圍內變化沒有超過河床,就什么事也不會發(fā)生;河水溢出了河床,就成了洪水。三安全中的質變與量變哲學中的量變與質變,在安全安全中的質變與量變(2)流變與突變具有層次性。

如人體某一器官損傷,針對小區(qū)域來說,是一次突變事件;對整個人體而言,是綜合功能的流變。(3)流變與突變可相互轉化。

如生物演化過程是一個緩慢的流變過程,但幾百年來,因人類砍伐森林、捕殺動物、使用農藥和排放廢物,造成了幾次大量生物物種滅絕的突發(fā)事件。三安全中的質變與量變(2)流變與突變具有層次性。三安全事故的必然性和偶然性例:

在礦井通風系統(tǒng)中的通風機房的反風門,正常情況下是,是可以上下提升的安全門,靈巧自如地運轉具有必然性,災害發(fā)生時不能調節(jié)的情況是偶然的。但由于疏于管理、未按規(guī)定維修、滑輪生銹、框架變形等原因,災害時這一安全措施不能正常發(fā)揮作用成為必然。四安全事故的必然性和偶然性例:四安全問題簡單性和復雜性,精確性和模糊性1.簡單性:(1)復雜系統(tǒng)可分解成簡單要素、元素、單元;(2)復雜系統(tǒng)內、外部的聯(lián)系和所遵循的基本規(guī)律是簡單的。2.復雜性:安全系統(tǒng)中包含無窮多層次的矛盾,形成極為復雜的結構和功能,與外部世界又有多種多樣的聯(lián)系,存在多種相互作用。五安全問題簡單性和復雜性,精確性和模糊性1.簡單性:五安全問題簡單性和復雜性,精確性和模糊性

3.

精確性和模糊性:安全科學的認識總是從模糊走向精確,模糊和精確是辨證統(tǒng)一的。模糊性可以說明精確性,適當的模糊反而精確。但是,模糊定性描述的邊界太廣,將會降低安全程度。安全與危害之間沒有精確的界限,是個模糊概念,但模糊又可用精確的數字來更好地進行解釋。五安全問題簡單性和復雜性,精確性和模糊性3.

精確性和模糊安全哲學觀安全科學在分析認識問題上要做到:

1.一切從實際出發(fā)

2.在普遍聯(lián)系中把握事物的本質

3.在動態(tài)中把握安全規(guī)律的方法

4.采用矛盾分析法六安全哲學觀安全科學在分析認識問題上要做到:六安全系統(tǒng)論(1)安全系統(tǒng)工程:就是應用系統(tǒng)工程的原理和方法、分析,評價及消除系統(tǒng)中的各種危險,實現系統(tǒng)安全的一整套管理程序和方法體系。

系統(tǒng)工程是指為了更好地達到系統(tǒng)目標,而對系統(tǒng)的構成要素、組織結構、信息流動和控制結構等進行分析與設計的技術。一§2.2安全科學的理論基礎安全系統(tǒng)論(1)安全系統(tǒng)工程:一§2.2安全科學的理論基(2)安全系統(tǒng)工程的內容:1)系統(tǒng)安全分析是安全系統(tǒng)工程的核心,分析結果的正確與否,關系到整個安全工作的成敗。2)系統(tǒng)安全評價尋求最低的事故率、最小的損失和最優(yōu)的安全投資效益。3)系統(tǒng)安全預測以便對可能發(fā)生的事故進行預防和預報。(2)安全系統(tǒng)工程的內容:安全信息論(1)信息論:是應用概率論與數理統(tǒng)計方法研究信息的基本性質及度量方法,研究信息的獲得、傳遞、儲存、處理、變換、提取、利用的一般規(guī)律的科學。它的傳遞、儲存以一定的物質為載體,以一定的能量為動力。二§2.2安全科學的理論基礎安全信息論(1)信息論:二§2.2安全科學的理論基礎按安全信息的內容可分為五類:(1)生產經營信息(2)安全管理信息(3)安全技術信息(4)勞動衛(wèi)生信息(5)事故信息二安全信息論按安全信息的內容可分為五類:二安全信息論安全控制論(1)控制論:是研究動物、人類及機器內部乃至一切系統(tǒng)的調節(jié)、控制的一般規(guī)律的科學,其基礎是信息論??刂剖侵敢粋€有組織的系統(tǒng)根據內、外部條件的變化而進行調整,以克服系統(tǒng)的不確定性,使系統(tǒng)穩(wěn)定地保持或達到某種特定狀態(tài)。三§2.2安全科學的理論基礎安全控制論(1)控制論:三§2.2安全科學的理論基礎安全控制的一般步驟如下:(1)建立安全生產的判斷準則和標準;(2)衡量安全生產實際活動與預定目標的偏差;(3)采取相應安全管理、安全教育以及安全工程技術等措施糾正不良偏差或隱患。三安全控制論安全控制的一般步驟如下:三安全控制論安全心理與行為學(1)安全心理學:是以生產勞動中的人為對象,從保護生產安全、防止生產事故、減少人身傷害的角度研究人的心理活動規(guī)律的科學。研究內容包括:安全個體心理、安全群體心理、安全管理心理、事故預防心理、災害心理衛(wèi)生等。四§2.2安全科學的理論基礎安全心理與行為學(1)安全心理學:四§2.2安全科學的理(2)安全行為學:

行為科學是研究人類行為的發(fā)生、發(fā)展、變化規(guī)律,正常和異常行為的特征,預測、控制行為,矯正異常行為的科學。

安全行為學是研究人的安全行為因素、安全行為模式、安全行為規(guī)范,強化安全行為,改造不安全行為,實現安全管理目標的科學。四安全心理與行為學(2)安全行為學:四安全心理與行為學安全管理學是從安全問題的誘發(fā)因素入手、運用管理學的相關知識和理論進行安全生產管理,以科學的管理方法和系統(tǒng)有效的管理機制遏制事故的發(fā)生,達到防患未然、安全生產的最終目的。

安全管理就是管理者對安全生產進行的計劃、組織、指揮、協(xié)調和控制的一系列活動。五§2.2安全科學的理論基礎安全管理學是從安全問題的誘發(fā)因素入手、運用管安全管理的基本原理:(1)預防原理——即通過有效的管理和技術手段,防止人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)出現,從而使事故發(fā)生的概率降到最低。(2)強制原理——基于事故損失的偶然性,人的“冒險”心理,以及事故損失的不可挽回性,采取強制管理的手段控制人的意愿和行為,使個人的活動、行為等受到安全管理要求的約束,從而實現有效的安全管理。安全管理的基本原理:安全經濟學是研究安全的經濟形式和條件,通過對人類安全活動的合理組織、控制和調整,達到人、技術、環(huán)境的最佳安全效益的目的。

研究對象:就是根據安全實現與經濟效果對立統(tǒng)一的關系,從理論與方法上研究如何使安全活動,以最佳的方式與人的勞動、生活、生存合理的結合起來,最終達到勞動、生活、生存安全并經濟合理,從而使人類社會取得較好的綜合效益。六安全經濟學是研究安全的經濟形式和條件,通過對安全負擔函數B(S)=L(S)+C(S)安全投入函數C(S)安全投入最低消耗原理

——使B(S)取最小值事故損失函數L(S)安全性

100%價值和費用B0S0在S0處有Bmin,而S0可由下式求得:dB(S)/dS=0安全負擔函數B(S)=L(S)+C(S)安全投入函數C(S)安全效益函數E(S)=F(S)-C(S)安全投入函數C(S)安全投入的最大效益原理

安全功能函數F(S)價值和費用S0SbS2S1Sa安全性(S)%安全性為Sa,Sb時均無安全效益,說明系統(tǒng)安全性偏低或較高,安全的總體效益均不高。S0點處有Emax,此時的S0點可由下式求得:dE(S)/dS=0安全效益函數E(S)安全投入函數C(S)安全投入的最大效益原

根據”最大效益原理”,可將安全性取值劃分為三個范圍:I:S<S1,投入小,但損失大,綜合效益差,需要改善系統(tǒng)安全,提高安全效益;Ⅱ:S在S1-S2之間,接近S0點有較好的安全綜合效益,是優(yōu)選范圍;Ⅲ:S>S2,損失小,安全成本高,綜合效益也較差,需要力求保持安全性,提高安全科技水平,降低成本,改善綜合效益。根據”最大效益原理”,可將安全性取值劃分為三安全風險學是一門集安全管理、風險管理、安全經濟學等為一體的邊緣學科。在安全風險學中,風險為特定危害性事件發(fā)生的可能性與后果的結合,屬于純粹風險(即一種只有損失機會的風險)。

研究內容:風險的識別、風險的估測與評價、風險的控制、風險的決策等。七安全風險學是一門集安全管理、風險管理、安全經安全人機學是專門研究工業(yè)生產過程中人和機器的安全問題,即從安全的觀點出發(fā),運用人機工程學、機械工程學、可靠性等理論,為設計制造出安全可靠的機器提供安全技術資料,并對機器結構設計、信息顯示及控制設計提出基本安全要求和設計準則。在人機系統(tǒng)中,人始終起著核心和指導作用,機器起著安全可靠的保證作用。八安全人機學是專門研究工業(yè)生產過程中人和機器的安全文化與企業(yè)安全文化安全文化是人類在生存、生活、生產活動中,為保護人類身心安全與健康所創(chuàng)造物質財富和精神財富的總和。企業(yè)安全文化是企業(yè)在長期生產經營活動中形成的或有意識塑造的,為全體員工所接受、遵循的,具有企業(yè)特色的安全思想和意識、安全作風和態(tài)度、安全管理機制及行為規(guī)范;企業(yè)的安全生產奮斗目標和九安全文化與企業(yè)安全文化安全文化是人類在生存、安全文化與企業(yè)安全文化企業(yè)的安全進取精神;為保護員工身心安全與健康而創(chuàng)造的安全、舒適的生產、生活環(huán)境和條件;防災避難應急的安全設備和措施等企業(yè)安全生產的設施;安全的價值觀、安全的審美觀、安全的心理素質和企業(yè)的安全風貌、習俗等種種企業(yè)安全物質財富和安全精神財富的綜合。九安全文化與企業(yè)安全文化企業(yè)的安全進取精神;為保護員工身心安全安全法律法規(guī)與制度安全生產基本方針:“安全第一,預防為主”。安全管理體制:“國家監(jiān)察、行業(yè)管理、企業(yè)負責、群眾監(jiān)督、勞動者遵章守紀”。

安全生產法規(guī)是指在生產過程中產生的,用來調整勞動者或者生產人員的安全與健康,以及生產資料和社會財富、安全保障有關的各種社會關系的法律法規(guī)的總和。十安全法律法規(guī)與制度安全生產基本方針:“安全第基本邏輯運算和邏輯函數(1)基本邏輯運算:邏輯代數的變量僅有0﹑1兩個;表示兩種不同的邏輯狀態(tài)(例如,是與否、真與假、高與低、有與無、開與關等)。在邏輯代數中,最基本的邏輯有3種:與﹑或﹑非;用邏輯代數符號表示稱:與門,或門,非門。一§2.3安全科學的數理基礎基本邏輯運算和邏輯函數(1)基本邏輯運算:一§2.3安全(1)基本邏輯運算:名稱邏輯符號函數式含義與門z(ab)=ab1×1=11×0=0或門z(ab)=a+b1+1=11+0=10+0=0非門z(a)=a′a=1,a′=0a=0,a′=1(1)基本邏輯運算:名稱邏輯符號函數式含義與門z(ab)=a(1)基本邏輯運算:1)與運算——簡稱邏輯乘。表示輸入變量為a、b時,輸出,即決定事件z的條件a與b全部具備時,事件z才會發(fā)生,否則不會發(fā)生。2)或運算——簡稱邏輯加。表示輸入變量為a、b時,輸出,即決定事件z的條件a或b只要一個或兩個全具備時z才會發(fā)生。當a與b都不具備時,z才不會發(fā)生。3)非運算——簡稱邏輯非(或邏輯否定)。表示輸入變量為a時,輸出,讀作a非。即決定事件z的條件為a時,z與a相反,a存在z則不會發(fā)生,反之亦然。(1)基本邏輯運算:1)與運算——簡稱邏輯乘。表示輸入變量為(2)邏輯變量與邏輯函數:一般來講,如果輸入變量a,b,c…的取值確定之后,輸出變量z的值也就確定了。那么就稱z是abc…的邏輯函數,并寫成:

z=F(abc…)

在邏輯代數中,不管是變量還是函數,它們只有兩個取值(0與1)。因為對決定事件是否發(fā)生的條件來講,盡管會有很多,但對如何一個條件來講,都只有具備和不具備兩種可能。對相當于函數的事件來講,也只有發(fā)生和不發(fā)生兩種情況。

(2)邏輯變量與邏輯函數:一般來講,如果輸入變(1)冪等法則或(2)交換法則或(3)結合法則或(4)分配法則或(5)吸收法則(3)邏輯函數運算法則:(1)冪等法則(3)邏輯函數運算法則:

事件樹分析(eventtreeanalysis)一種利用圖形來進行演繹的邏輯分析方法??捎脕碜R別某假設始發(fā)事件發(fā)生后各種可能的結果。事件樹分析法(ETA),又稱決策樹法。是一種從初始原因事件起,分析各環(huán)節(jié)事件“成功(正常)”或“失敗(失效)”的發(fā)展變化過程,并預測各種可能結果的方法。即通過對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)事件的分析,進行辨識。事件樹分析(eventtreeanal示例:某工人搭腳手架時不慎將扳手從12M高處墜落,致使行人死亡。示例:故障樹分析(Faulttreeanalysis)采用邏輯的方法,根據系統(tǒng)可能發(fā)生的或已經發(fā)生的事故結果,去尋找與事故發(fā)生有關的原因、條件和規(guī)律,進行辨識。故障樹圖

(FTD)是一種邏輯因果關系圖,它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關系。故障樹分析(Faulttreea示例:示例:安全學原理解析課件安全學原理解析課件隨機事件與概率計算(1)隨機事件:簡稱“事件”??梢钥醋髟谙嗤囊唤M條件下,進行一系列試驗或觀察,而每次試驗或觀察的可能結果不止一個,在每次試驗或觀察之前無法預知確切的結果,即呈現出不確定性。二§2.3安全科學的數理基礎隨機事件與概率計算(1)隨機事件:二§2.3安全科學的數事件的類型:

1)子事件:記作A?B。

2)和事件:記作C=A+B(或C=A∪B)

。

3)積事件:記作AB(或A∩B)。

4)互斥事件:記作A∩B

=?。

5)事件的逆事件:記作或

6)差事件:記作C=A–B=A·)

。事件的類型:(2)頻率:若隨機事件A在n次試驗中發(fā)生了m次,則比值m/n稱為隨機事件A的頻率,記作W(A),用公式表示如下:(2-1)由于,所以隨機事件的頻率值介于0與1之間。必然事件的頻率恒等于1;不可能事件的頻率恒等于0。在一組條件下,重復做n次相互獨立的試驗,設m為在n次試驗中事件A發(fā)生的次數。如果對于大量的試驗,頻率m/n穩(wěn)定在某一數值q左右擺動,則稱q為事件A在這組條件下發(fā)生的概率。記作:

同樣,0≤≤1

(2)頻率:(3)概率的統(tǒng)計定義:若事件A的概率為P,可記為。實際上當n充分大時,事件A的頻率可作為事件A的概率的近似值,即:(2-2)事件的概率與頻率一樣,有下列幾個性質:①;②;③。(4)概率的古典定義:如果基本事件的總數是n,而且事件A包含了其中的m個,則事件A的概率定義為:(2-3)(3)概率的統(tǒng)計定義:(4)概率的古典定義:(5)獨立事件的概率計算:若A事件的發(fā)生與否,并不影響B(tài)事件的概率,反之亦然,則稱兩事件相互獨立。①邏輯積的概率(獨立事件是與門連接的)(2-4)②邏輯和的概率(獨立事件是或門連接的)(2-5)(6)非獨立事件的概率計算:①邏輯和的概率為:(2-6)②邏輯積的概率為:(2-7)(5)獨立事件的概率計算:(6)非獨立事件的概率計算:可靠性及基本事件發(fā)生概率計算(1)可靠性的基本概念:

A.可靠性:

是指研究對象在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內,完成規(guī)定功能的能力。

B.可靠度:是指研究對象在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內,完成規(guī)定功能的概率。通常記為R。

C.不可靠度:

是指研究對象在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內,喪失規(guī)定功能的概率。通常記為F。

R+F=1或R=1-F(2-8)三§2.3安全科學的數理基礎可靠性及基本事件發(fā)生概率計算(1)可靠性的基本概念:三§2.

D.故障率:表示研究對象在某時刻t的單位時間內發(fā)生故障的概率。(2-21)

E.維修度:是可維修系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內,完成維修的概率。(2-30)當(常數)時,(2-31)(1)可靠性的基本概念:D.故障率:表示研究對象在某時刻t的單位

F.系統(tǒng)的壽命過程:MTTF(MeanTimeToFailure)、MTBF(MeanTimeBetweenFailure)和MTTR(MeanTimeToRepair)表達了系統(tǒng)的壽命過程。對可修復系統(tǒng)而言,MTBF是系統(tǒng)平均正常工作的時間,

MTTR是平均修理時間。對不可修復系統(tǒng),MTTF是系統(tǒng)的平均壽命,

MTTR是平均更換時間。

G.可維修系統(tǒng)的有效度:當系統(tǒng)的可靠度與維修度均服從指數分布時,系統(tǒng)的有效度為:(2-36)(1)可靠性的基本概念:F.系統(tǒng)的壽命過程:MTTF(MeanT(2)基本事件發(fā)生概率計算:對于一般可修復系統(tǒng)其單元故障概率為:(2-37)因,MTTR=,MTBF=將MTTR和MTBF的表達式代人(2-37)并整理得:

一般來說,,所以,故有(2-38)式中,為平均修復時間。(2)基本事件發(fā)生概率計算:(3)應用舉例:例1:設有一產品的壽命x服從指數分布,求平均壽命θ。解:x服從指數分布,故有R(t)=e-,t≥0其平均壽命:

(3)應用舉例:(3)應用舉例:例2:某風門200d需修理一次,每次修理時間8h,則有:MTBF=200(d)=200×24=4800(h);MTTR=8(h)

風門故障率為:q=8/4808=0.0017

對于不可修復系統(tǒng),設備的單元故障概率為:

q=1-e-λt≈λt

式中t——設備運行時間

例3:上例中,若假設風門是一次性報廢,風門在正常運轉400h后,其故障概率即為:

q≈λT=1/4800×400=0.08

(3)應用舉例:§1

安全科學總論§2安全科學基礎知識§3安全流變-突變理論§4事故概述§5事故致因理論及模型§6事故的預測與預防理論§7重大危險源的辨識與控制

目錄§1安全科學總論安全第一,預防為主2023/7/3196本章主要內容一、流變—突變理論的背景知識二、安全流變—突變的基本特征三、安全流變—突變的基本理論四、安全流變—突變理論的應用研究安全第一,預防為主2023/7/2796本章主要內容一、流變安全第一,預防為主2023/7/3197一、流變—突變理論的背景知識“流變”

(Rheology)一詞來源于古希臘,意即萬物皆流,萬物皆變。“突變”

(Mutation)有徹底改變的意思,最初是1968年Thom在《結構穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學》著作中提出的。表示事物發(fā)生了具有質的徹底改變。流變、突變綜合起來形成了流變—突變理論,描述了事物從誕生—發(fā)展—消亡的全部過程。安全第一,預防為主2023/7/2797一、流變—突變理論的安全第一,預防為主2023/7/3198(一)

流變—突變理論的物質觀質中不僅包含定性的質,而且包含定量的質。物質世界在不斷流變中突變。安全第一,預防為主2023/7/2798(一)

流變—突安全第一,預防為主2023/7/3199(二)

流變—突變理論的時空觀

一個事物的空間廣延性和時間持續(xù)性是該事物的一種內在屬性,同其它事物進行對比必須在同一個時空中。一切流變—突變現象離不開空間內物質的相互作用。安全第一,預防為主2023/7/2799(二)

流變—突安全第一,預防為主2023/7/31100(三)

流變—突變理論的運動觀

事物的屬性是在流變—突變中顯示出來的。流變—突變是一事物向另一事物轉變的流程。安全第一,預防為主2023/7/27100(三)

流變—安全第一,預防為主2023/7/31101二、

安全流變—突變的基本特征“安全流變與突變”就是事物在發(fā)展過程中安全與危險的矛盾運動過程。這一矛盾運動決定了各個階段的安全狀態(tài)。下面以一些典型例子說明“安全流變與突變”的基本特征。(一)礦山災害(二)機械事故(三)社會變革(四)人的衰亡過程(五)安全流變—突變論安全第一,預防為主2023/7/27101二、

安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/31102(一)礦山災害1.自燃火災OA段:煤與氧氣開始接觸氧化AB段:氧化速度減慢,氧化程度加深BD段:氧化速度加快D點:發(fā)生自燃火災C點:人為設置的報警點安全第一,預防為主2023/7/27102(一)礦山災害1.安全第一,預防為主2023/7/31103(一)礦山災害2.冒頂OA段:剛掘出新巷道變形速度遞減段AB段:穩(wěn)定段BD段:圍巖壓力等條件變化,變形速度加快,發(fā)生冒頂安全第一,預防為主2023/7/27103(一)礦山災害2.安全第一,預防為主2023/7/31104(一)礦山災害3.

煤與瓦斯突出OA段:損傷減速增加階段AB段:損傷穩(wěn)定發(fā)展階段BC段:損傷加速段CD段:災害發(fā)展階段安全第一,預防為主2023/7/27104(一)礦山災害3.安全第一,預防為主2023/7/31105(二)機械事故OA段:初期零部件跑合磨損段AB段:恒速磨損老化段BC段:與元器件壽命相關的加速磨損老化段C點:為機器臨界磨損老化量。安全第一,預防為主2023/7/27105(二)機械事故OA安全第一,預防為主2023/7/31106(三)

社會變革或改革縱軸表示矛盾的激化程度OA段:新秩序建立過程中矛盾逐漸緩和階段AB段:新秩序建立后矛盾的穩(wěn)定發(fā)展階段BC段:舊的管理體制阻礙生產力發(fā)展后的矛盾加劇階段

C點:矛盾激化程度的突變點。安全第一,預防為主2023/7/27106(三)

社會變安全第一,預防為主2023/7/31107(四)人的衰亡過程1.人的生命過程縱軸表示人體的衰老程度OA段:生命誕生到青春期階段AB段:青春期到老年期階段BC段:人體進入老年期的加速衰老階段

C點:生命衰亡的臨界值安全第一,預防為主2023/7/27107(四)人的衰亡過程安全第一,預防為主2023/7/31108(四)人的衰亡過程2.人的傷亡過程縱軸表示人體傷亡事故發(fā)生概率OA段:人體進入工作環(huán)境認識工作對象的過程AB段:熟悉環(huán)境后傷亡事故概率穩(wěn)定增加階段BC段:一些客觀導致危險度增大階段C點:危險度的臨界值安全第一,預防為主2023/7/27108(四)人的衰亡過程安全第一,預防為主2023/7/31109(五)安全流變—突變論綜上所述,安全—危險這一矛盾運動貫穿于事物存在的始終。并且受到內在因素和外在因素的制約。研究事物的流變—突變運動,必須從危險因素中找到內在因素,通過研究內在因素的變化規(guī)律得到安全流變—突變的基本規(guī)律,然后再考慮外在因素的影響。安全第一,預防為主2023/7/27109(五)安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/31110事物“安全流變與突變”的全過程為:當某一新事物誕生后的初期(OA階段),其損傷量隨時間呈減速遞增,新秩序在此期間逐漸形成和完善。當新秩序發(fā)展到成熟階段時(AB階段),完善的新秩序使損傷量勻速緩慢增加。經過一個穩(wěn)定增加的時期后,原秩序將再次向無序方向發(fā)展,進而使損傷量值開始加速增大(BC段)。任何事物都具有其固有的損傷量承受能力界限,超出此限后,事物將發(fā)生安全突變。當原秩序破壞后,事物又開始回歸到一個新的安全狀態(tài)(O點)。

安全第一,預防為主2023/7/27110事物“安全流變與突安全第一,預防為主2023/7/31111三、安全流變—突變的基本理論(一)安全流變—突變的基本概念(二)安全流變—突變的理論模型(三)安全流變—突變的數學模型安全第一,預防為主2023/7/27111三、安全流變—突變安全第一,預防為主2023/7/31112(一)安全流變—突變的基本概念1、安全科學的狀態(tài)概念1)安全——事物的主體在某一限度內受到損傷的狀態(tài),該限度可以根據具體事物對安全度的要求來確定。2)危險——事物的主體受損傷超過了某一限度的狀態(tài)。3)事故——事物的損傷量達到極限值而發(fā)生的原事物的局部或整體秩序紊亂與瓦解狀態(tài)。自然界的事故狀態(tài)稱為災害。安全第一,預防為主2023/7/27112(一)安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/31113(一)安全流變—突變的基本概念2、安全科學的本質概念1)損傷——事物在內、外因作用下隨時間的破壞量2)安全度——描述事物保持安全狀態(tài)的概率值,S=1-Sb,Sb表示事物可能發(fā)生事故狀態(tài)的概率,即是危險度。3)壽命極限——事物僅在內因作用下?lián)p傷量達到極限值的時間,或事物從誕生經理想環(huán)境過渡到事故發(fā)生所經歷的時間。4)系統(tǒng)——進行安全狀態(tài)研究的對象,是一個或多個事物的集合。安全第一,預防為主2023/7/27113(一)安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/31114(一)安全流變—突變的基本概念3、安全科學的過程概念1)秩序——事物自身的組成、結構和內部運行規(guī)律2)安全突變——事物從危險狀態(tài)到事故狀態(tài)的質變過程3)安全流變——事物的損傷量隨時間變化的量變過程安全第一,預防為主2023/7/27114(一)安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/31115安全損傷(e):事物在內外因的作用下隨時間的破壞量。安全外因:影響事物安全程度的外部因素,指事物周圍所有對事物本身有影響的集合作。安全內因:影響事物安全程度的內部因素,指事物內部結構、組成、形態(tài)等相互作用、相互影響的集合作。安全能:由事物的狀態(tài)決定,反映事物運動形態(tài)變化的可能性,是事物安全質變和變形的公共度量。安全熵:促使事物向負效應方向轉變的量度。安全功:是過程特征參量,反映事物狀態(tài)變化的度量。安全第一,預防為主2023/7/27115安全損傷(e):事安全第一,預防為主2023/7/31116

損傷的滯后效應:當作用于事物的能量對事物損傷做功時,本質損傷不會立即出現,而產生一個彈性前效;當對損傷做功的能量消失后,損傷不會立即停止,而還要延遲一段時間,這兩個時間對安全預測很重要。安全勢:指事物從一狀態(tài)向另一狀態(tài)轉化的能力大小和趨勢,是一種可能性的表述。安全潛力勢:指事物達到安全最佳狀態(tài)或理想狀態(tài)的能力大小和趨勢潛力損傷勢:是指在事物的不斷發(fā)展過程中,對事物達到安全最佳狀態(tài)的能力和趨勢損傷程度的反映。安全第一,預防為主2023/7/27116損傷的滯后效應:安全第一,預防為主2023/7/31117(二)安全流變—突變的理論模型安全第一,預防為主2023/7/27117(二)安全流變—突安全第一,預防為主2023/7/311181、物理模型:在對事物的安全流變—突變特征有了定性認識的基礎上,下面建立安全流變—突變的物理模型。四組基本元件:1)安全可逆元件2)安全阻尼元件3)安全摩擦件4)安全質量體五個層次:1)外界廣義力區(qū)2)可立即恢復損傷區(qū)3)可緩慢恢復損傷區(qū)4)本質損傷區(qū)5)本質損傷加速區(qū)安全第一,預防為主2023/7/271181、物理模型:在對安全第一,預防為主2023/7/311191)安全可逆元件:在外界廣義力作用下發(fā)生安全損傷變形,變形量遵循胡克定律,變形量的安全意義是可恢復安全損傷,用表示。式中:為可修復損傷廣義作用力;為表征事物可修復損傷過程的系數;為可修復損傷?;驹卣靼踩谝?,預防為主2023/7/271191)安全可逆元件:安全第一,預防為主2023/7/31120基本元件特征2)安全阻尼元件:在外界力作用下發(fā)生安全損傷,安全損傷速度與力成正比。安全阻尼元件用表示。

式中:為引起永久損傷的廣義力;為反映永久損傷過程的系數,表征事物永久損傷形成程度的系數;為永久損傷。安全第一,預防為主2023/7/27120基本元件特征2)安安全第一,預防為主2023/7/31121基本元件特征3)安全摩擦件:=常數,用表示。反映了事物抵抗外界影響的容度,當外界影響小時,事物內部的系統(tǒng)不損傷,摩擦件對系統(tǒng)起一個保護作用,相當于保護層;當外界影響大時,摩擦件開始運動產生永久損傷。安全第一,預防為主2023/7/27121基本元件特征3)安安全第一,預防為主2023/7/31122基本元件特征4)安全質量體:用表示元件。該元件可以想象為具有一定質量的物體,但它的質量隨損傷的增大而不斷衰減。當外界的作用力大于初始摩擦力時,質量體可以運動,并且服從牛頓阻力定律,由于質量體質量不斷減小,即使外界作用力不變,質量體的運動也要呈現加速趨勢。質量體在安全科學中的意義是安全的邊界密度,當外界或內部作用小時,質量體不運動,其他元件工作,系統(tǒng)只形成大量的可恢復損傷和小部分永久損傷,系統(tǒng)的本質特征不會受影響;當外界或內部作用大時,質量體開始滑動,形成穩(wěn)定的不可恢復的損傷,經過一段時間或一定的永久損傷后,安全邊界密度值降低,內部永久損傷形成加速之勢。安全第一,預防為主2023/7/27122基本元件特征4)安安全第一,預防為主2023/7/31123安全流變-突變換型的五個層次l)外界廣義力區(qū)S

一切外部對事物有影響作用的總稱,它通過事物內部而對事物起作用。當對于同一事物外界變化范圍不大時,可以認為是相同的力作用,如研究人的壽命規(guī)律時,外部環(huán)境較穩(wěn)定,生理、心理變化不大,可以按定常力作用

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