教学课件：《安全评价技术》(第三版).ppt

1、 安全评价原理安全评价原理 1 安全评价模型安全评价模型2思考题思考题3 第第2 2章章 安全评价原理与模型安全评价原理与模型 2.1 2.1 安全评价原理安全评价原理 进行安全评价，人们需要进行安全评价，人们需要辨识辨识工程或系统的危险、工程或系统的危险、有害性及其程度，有害性及其程度，预测预测发生事故和职业危害的可能性，发生事故和职业危害的可能性，掌握其发生、发展的条件、规律，以便采取有效的掌握其发生、发展的条件、规律，以便采取有效的对策对策措施措施和防止事故、减少职业危害，实现安全生产。和防止事故、减少职业危害，实现安全生产。在安全评价时，评价的领域、在安全评价时，评价的领域、对象、方法

2、、手段种类、手段对象、方法、手段种类、手段种类繁多，评价系统的特性、种类繁多，评价系统的特性、属性、特征千变万化，各不属性、特征千变万化，各不相同。相同。思维方式却是一致思维方式却是一致2.1 2.1 安全评价原理安全评价原理 相关原理；相关原理；类推原理；类推原理；惯性原理；惯性原理；量变到质变原理。量变到质变原理。常用基本原理常用基本原理一个系统的属性、特性与事故和职业危害存在着一个系统的属性、特性与事故和职业危害存在着因因果的相关性果的相关性，这是系统因果评价方法的理论基础。这是系统因果评价方法的理论基础。1.1.系统的基本特征系统的基本特征安全评价把研究的所有对象都视为系统。系统系统;

3、由若干由若干相互联系相互联系的、的、为实现为实现一定的目标一定的目标，由许，由许多个多个彼此有机联系彼此有机联系、具有、具有独立功能独立功能的要素组成的整体。的要素组成的整体。系统有大有小，千差万别，所有的系统有大有小，千差万别，所有的系统都具有以下特征：系统都具有以下特征：2.1.1 2.1.1 相关原理相关原理（1 1）目的性：目的性：任何系统都具有目的性，要实现一定目任何系统都具有目的性，要实现一定目 标（功能）。标（功能）。（2 2）集合性：集合性：每一个系统都是由若干个（两个以上）每一个系统都是由若干个（两个以上）元素组成的整体，或是由若干个层次的要素（子元素组成的整体，或是由若干个

4、层次的要素（子 系统、单元、元素集）集合组成的整体。系统、单元、元素集）集合组成的整体。（3 3）相关性：相关性：一个系统内部各要素（或元素）之间存一个系统内部各要素（或元素）之间存 在着相互影响、相互作用、相互依赖的有机联在着相互影响、相互作用、相互依赖的有机联 系，通过综合协调，实现系统的整体功能。系，通过综合协调，实现系统的整体功能。（4 4）阶层性：阶层性：在大多数系统中，存在着多个阶层，通在大多数系统中，存在着多个阶层，通 过彼此作用，相互影响和制约，形成一个系统整体。过彼此作用，相互影响和制约，形成一个系统整体。（5 5）整体性：整体性：系统的要素集、相关关系集、各阶层构系统的要素

5、集、相关关系集、各阶层构 成了系统的整体。成了系统的整体。（6 6）适应性：适应性：系统对外部环境的变化有着一定的适应系统对外部环境的变化有着一定的适应 性。性。系统的整体目标（功能）实现是组成系统的子系统的整体目标（功能）实现是组成系统的子系统、单元综合发挥作用的结果。系统、单元综合发挥作用的结果。不仅系统与子系统、不仅系统与子系统、子系统与单元之间有着密切的关系，而且各子系统之间、各单元子系统与单元之间有着密切的关系，而且各子系统之间、各单元之间、各元素之间，也都存在着密切的关系。所以，之间、各元素之间，也都存在着密切的关系。所以，在评价过在评价过程中，只有找出这种相关关系，并建立相关模型

6、，程中，只有找出这种相关关系，并建立相关模型，才能正确地对系统的安全作出评价。才能正确地对系统的安全作出评价。系统的结构：系统的结构：E=Max f(X,R,C)E E最优结合效果；最优结合效果；X X系统组成的要素集；系统组成的要素集；R R要素的相关关系；要素的相关关系；C C要素及其相关关系分布形式；要素及其相关关系分布形式；f fX X、R R、C C 的结合效果函数。的结合效果函数。通过对系统的要素集通过对系统的要素集(X X)、关系集、关系集(R R)和层次分布形式和层次分布形式(C C)的的分析，可阐明分析，可阐明系统整体的性质系统整体的性质。欲使系统目标达到最佳程度，。欲使系统

7、目标达到最佳程度，只有使上述三者达到只有使上述三者达到最优组合最优组合，才能产生最优的结合效果，才能产生最优的结合效果E E。最佳组合最佳组合最优效果最优效果E E实质上讲，安全评价就是寻找实质上讲，安全评价就是寻找 X、R、C的最合理的结合形式的最合理的结合形式寻优寻优2.2.系统的结构系统的结构工艺过程工艺过程系统系统分布关系分布关系目的目的X集集R集集C集集E集集生产装置生产装置物料物料人员人员设备的可靠性设备的可靠性人的行为安全性人的行为安全性安全管理的有效性安全管理的有效性系统生产状系统生产状态下最安全态下最安全地有机结合地有机结合人人 机机 物料物料 作业环境结作业环境结合过程合过

8、程在评在评价前价前明确相互明确相互影响作用影响作用制约关系制约关系关系关系一定要研究系统的组成要素一定要研究系统的组成要素要素之间的相互关系要素之间的相互关系各层次的分布各层次的分布对系统进行安全评价，就是要对系统进行安全评价，就是要寻求寻求X X、R R和和C C的最合的最合理的结合形式，即具有最优结合效果理的结合形式，即具有最优结合效果E E的系统结构形式，的系统结构形式，在对应的系统目标集和环境约束因素集的条件下，给出在对应的系统目标集和环境约束因素集的条件下，给出最安全的系统结合方式。最安全的系统结合方式。例如，一个系统一般是由若干生例如，一个系统一般是由若干生产装置、物料、人员（产装

9、置、物料、人员（X X集）集合组成的，其工艺过程是在人、集）集合组成的，其工艺过程是在人、机、物料、作业环境相结合的过程（人控制的物理、化学过程）机、物料、作业环境相结合的过程（人控制的物理、化学过程）中进行的（中进行的（R R集），生产设备的可靠性、人的行为的安全性、安集），生产设备的可靠性、人的行为的安全性、安全管理的有效性等因素层次上存在各种分布关系（全管理的有效性等因素层次上存在各种分布关系（C C集）。集）。安全安全评价的目的就是寻求系统要达到最佳生产（运行）状态评价的目的就是寻求系统要达到最佳生产（运行）状态时的最安全、最卫生的有机结合方式。时的最安全、最卫生的有机结合方式。因此，

10、在评价之前因此，在评价之前要研究与系统安全有关的组成要研究与系统安全有关的组成要素、各要素之间的相关关系以及它们在系统各层要素、各要素之间的相关关系以及它们在系统各层次的分布情况次的分布情况。例如，要调查、研究构成的所有要例如，要调查、研究构成的所有要素素（人、机、物料、环境等等），明确它们之间存，明确它们之间存在的相互影响、相互作用、相互制约的关系和这些在的相互影响、相互作用、相互制约的关系和这些关系在系统的不同层次中的不同表现形式等。关系在系统的不同层次中的不同表现形式等。3.3.因果关系因果关系有因才有果，有果必有因，这是事物发展变化的规律。事物这是事物发展变化的规律。事物的原因和结果之

11、间存在着密切的的原因和结果之间存在着密切的函数关系。通过研究、分析各通过研究、分析各个项目（工程）或系统之间的依存关系和影响程度，可以探求其个项目（工程）或系统之间的依存关系和影响程度，可以探求其变化的特征和规律，预测其未来的发展变化趋势。变化的特征和规律，预测其未来的发展变化趋势。事故和导致事故发生的各种原因（危险因素）之间存在着相事故和导致事故发生的各种原因（危险因素）之间存在着相关关系，关关系，表现为依存关系和因果关系。危险因素是原因，事故是表现为依存关系和因果关系。危险因素是原因，事故是结果，事故的发生是许多因素综合作用的结果。结果，事故的发生是许多因素综合作用的结果。分析各因素的特征

12、、变化规律、影响事故发生和事故后果的程度以及从原因到结果的途径，揭示其内在联系和相关程度，才能在评价中得出正确的分析结论，采取恰当的对策。例如，可燃气体泄漏爆炸事故是例如，可燃气体泄漏爆炸事故是可燃气体泄漏可燃气体泄漏、泄漏的泄漏的可燃气体与空气混合可燃气体与空气混合达到爆炸极限以及存在达到爆炸极限以及存在引引燃能源燃能源三个因素共同作用的结果；而这而这三个因素又是又是设计失误、设备故障、安全装置失效、操作失误、环设计失误、设备故障、安全装置失效、操作失误、环境不良、管理不当等一系列因素造成的；爆炸后果的境不良、管理不当等一系列因素造成的；爆炸后果的严重程度又和可燃气体的性质（闪点、燃点、扩散

13、性、又和可燃气体的性质（闪点、燃点、扩散性、燃烧速度、燃烧热值等）、可燃性气体的爆炸量、空燃烧速度、燃烧热值等）、可燃性气体的爆炸量、空间密闭程度及空间内设备的布置等有着密切的关系，间密闭程度及空间内设备的布置等有着密切的关系，在评价中需要分析这些因素的因果关系和相互影响程在评价中需要分析这些因素的因果关系和相互影响程度，并定量地加以评述。度，并定量地加以评述。事故的因果关系是：事故的发生有其原因因素，而且事故事故的发生有其原因因素，而且事故往往不是由单一原因因素造成的，而是由若干个原因因素结合往往不是由单一原因因素造成的，而是由若干个原因因素结合在一起在一起，当符合事故发生的充分与必要条件时

14、，事故就必然会当符合事故发生的充分与必要条件时，事故就必然会立即爆发，多一个原因因素不需要，少一个原因因素事故就不立即爆发，多一个原因因素不需要，少一个原因因素事故就不会发生，而每一个原因因素又由若干个二次原因因素构成会发生，而每一个原因因素又由若干个二次原因因素构成，依，依此类推，还有三次原因因素、四次原因因素等。此类推，还有三次原因因素、四次原因因素等。消除一次原因因素、二次原因因素、三次原因因素消除一次原因因素、二次原因因素、三次原因因素，n n次原因因素，次原因因素，破坏发生事故的充分与必要条件，事故破坏发生事故的充分与必要条件，事故就不会产生，这就是采取技术、管理、教育等方面的就不会

15、产生，这就是采取技术、管理、教育等方面的安全对策的理论依据。安全对策的理论依据。S22wS222S221S2pS11S22S21S1mS12SnSn-1S2S1事故事故 一次原因一次原因(直接原因直接原因)二次原因二次原因(间接原因间接原因)三次原因三次原因(间接原因间接原因)n n次原因次原因(间接原因间接原因)图图2-12-1事故及其发生的原因层次分析事故及其发生的原因层次分析 找出事故找出事故相关关系相关关系评价评价建立模型建立模型结论结论借鉴历史资料借鉴历史资料同类情况数据同类情况数据典型案例典型案例越真实越好越真实越好具体具体定性定量定性定量分析分析准确准确“类推”亦称“类比推理”。

16、类比推理是人们经常类比推理是人们经常使用的一种逻辑思维方法，常用来推出一种新知识。使用的一种逻辑思维方法，常用来推出一种新知识。在人们认在人们认识世界和改造世界的活动中，类比推理有着非常重要的作用，识世界和改造世界的活动中，类比推理有着非常重要的作用，在安全评价中同样也有着特殊的意义和重要作用。在安全评价中同样也有着特殊的意义和重要作用。类比推理是根据两个或两类对象之间存在的某些类比推理是根据两个或两类对象之间存在的某些相同或相似的属性，从一个已知对象具有某个属性来相同或相似的属性，从一个已知对象具有某个属性来推出另一个对象也具有此种属性的一种推理方法。推出另一个对象也具有此种属性的一种推理方

17、法。2.1.2 2.1.2 类推原理类推原理例如，颤振曾是空气动力学中的一个难题，飞机的机翼在高曾是空气动力学中的一个难题，飞机的机翼在高速飞行中会产生颤振现象（一种有害的振动），飞行越快，机翼速飞行中会产生颤振现象（一种有害的振动），飞行越快，机翼的颤振越强烈，甚至造成机翼折断，发生机毁人亡的空难悲剧。的颤振越强烈，甚至造成机翼折断，发生机毁人亡的空难悲剧。研究人员从蜻蜒的翅膀上获得了灵感：研究人员从蜻蜒的翅膀上获得了灵感：蜻蜒之所以能够有效地、灵活自如地控制翅膀的颤振，是因为在它的半透明翅膀的前缘有是因为在它的半透明翅膀的前缘有一块加厚的色素斑，这种色素斑称为一块加厚的色素斑，这种色素斑称

18、为“翅痣翅痣”，可使蜻蜒在快速，可使蜻蜒在快速飞行和转弯时不受颤振的困扰。如果将翅痣去掉，蜻蜓飞行时就飞行和转弯时不受颤振的困扰。如果将翅痣去掉，蜻蜓飞行时就变得荡来荡去。变得荡来荡去。实验证明，实验证明，蜻蜓翅痣的角组织使蜻蜓飞行时消除了颤振。人们就模仿蜻蜓，在飞机机翼末端的前缘装上了类似的加厚区，颤振现象竞奇迹般地被克服了。类比推理的基本模式为：类比推理的基本模式为：若若A A、B B表示两个不同对象，表示两个不同对象，A A有属性有属性P P1 1、P P2 2、P Pm m、P Pn n，B B有属性有属性P P1 1、P P2 2、P Pm m ，且且n n m m，则则对象对象B

19、B亦具有属性亦具有属性P Pn n 。对象。对象A A与与B B的类比推理可用如下公的类比推理可用如下公式表示：式表示：A 有属性 P1、P2Pm、Pn；B 有属性 P1、P2Pm；所以，B 也有属性 Pn(nm)类比推理的结论不是必然的，所以，在应用时要注意提高所以，在应用时要注意提高其结论的可靠性，其方法有：其结论的可靠性，其方法有：要尽量多地列举两个或两类对象所共有或共缺的属性；两个类比对象所共有或共缺的属性愈本质，则推出的结论愈可靠；两个类比对象共有或共缺的属性与类推的属性之间如果具有本质的和必然的联系，则推出结论的可靠性就高。1.平衡推算法平衡推算法是根据相互依存的平衡关系来推算所缺

20、平衡推算法是根据相互依存的平衡关系来推算所缺的有关指标的方法。的有关指标的方法。例如例如:利用利用海因利希关于重伤死亡、轻伤和无伤害事故的比例为关于重伤死亡、轻伤和无伤害事故的比例为129300的规律，在已知重伤死亡数据的情况下，可推算出轻，在已知重伤死亡数据的情况下，可推算出轻伤和无伤害数据；伤和无伤害数据；利用事故的利用事故的直接经济损失与间接经济损失直接经济损失与间接经济损失的比例为的比例为14的关系，可从直接损失推算出间接损失和事故总经济损失；可从直接损失推算出间接损失和事故总经济损失；利用爆炸破坏情况推算离爆炸中心一定距离处的冲击波超压利用爆炸破坏情况推算离爆炸中心一定距离处的冲击波

21、超压(p(p，MPaMPa)或爆炸坑或爆炸坑(漏斗漏斗)的大小，推算爆炸物的的大小，推算爆炸物的TNTTNT当量。当量。2.代替推算法代替推算法是利用具有密切联系代替推算法是利用具有密切联系(或相似或相似)的有关资料和数据的有关资料和数据来推算所需的资料和数据的方法。来推算所需的资料和数据的方法。例如，对新建装置的安全预评例如，对新建装置的安全预评价，可使用与其类似的已有装置的资料和数据对其进行评价。在价，可使用与其类似的已有装置的资料和数据对其进行评价。在安全评价中，人们常常通过类比同类或类似装置的检测数据进行安全评价中，人们常常通过类比同类或类似装置的检测数据进行评价。评价。3.因素推算法

22、因素推算法是根据指标之间的联系，从已知因素的数据推算因素推算法是根据指标之间的联系，从已知因素的数据推算有关未知指标数据的方法。有关未知指标数据的方法。例如，已知系统事故发生概率例如，已知系统事故发生概率P P和事故和事故损失严重度损失严重度S S，就可利用风险率，就可利用风险率R R与与P P、S S的关系来求得风险率的关系来求得风险率R R。4.抽样推算法抽样推算法是根据抽样或典型调查资料推算系统总体特征的抽样推算法是根据抽样或典型调查资料推算系统总体特征的方法。方法。这种方法是数理统计分析中常用的方法，以部分样本代表这种方法是数理统计分析中常用的方法，以部分样本代表整个样本空间来对总体进

23、行统计分析的一种方法。整个样本空间来对总体进行统计分析的一种方法。5.比例推算法比例推算法是根据社会经济现象的内在联系，用某一时期、比例推算法是根据社会经济现象的内在联系，用某一时期、某一地区、某一部门或某一单位的实际比例，推算另一类似时期、某一地区、某一部门或某一单位的实际比例，推算另一类似时期、类似地区、类似部门或类似单位有关指标的方法。类似地区、类似部门或类似单位有关指标的方法。例如，控制图例如，控制图法的控制中心线是根据上一个统计期间的平均事故率来确定的。法的控制中心线是根据上一个统计期间的平均事故率来确定的。国外行业安全指标通常也都是根据前几年的年度事故平均数值来国外行业安全指标通常

24、也都是根据前几年的年度事故平均数值来确定的。确定的。6.概率推算法概率是指某一事件发生的可能性大小。事故的发生概率是指某一事件发生的可能性大小。事故的发生是一种随机事件。任何随机事件，在一定条件下是否是一种随机事件。任何随机事件，在一定条件下是否发生是没有规律的，但其发生概率是一客观存在的定发生是没有规律的，但其发生概率是一客观存在的定值。因此，值。因此，根据有限的实际统计资料，采用概率论和根据有限的实际统计资料，采用概率论和数理统计方法可求出随机事件出现各种状态的概率。数理统计方法可求出随机事件出现各种状态的概率。用概率值来预测系统未来发生事故的可能性大小，以用概率值来预测系统未来发生事故的

25、可能性大小，以此来衡量系统危险性的大小和安全程度的高低。此来衡量系统危险性的大小和安全程度的高低。任何事物在其发展过程中，从其任何事物在其发展过程中，从其过去到现在以及延伸至将来过去到现在以及延伸至将来，都具有一定的延续性，这种延续性都具有一定的延续性，这种延续性称为惯性称为惯性。利用惯性可以研究利用惯性可以研究事物或一个评价项目（工程）或系统的未来发展趋势。事物或一个评价项目（工程）或系统的未来发展趋势。1.惯性的大小惯性越大，影响越大；反之，则影响越小。生产经营生产经营单位，如果疏于管理、违章作业、违章指挥、违反劳动纪律的现单位，如果疏于管理、违章作业、违章指挥、违反劳动纪律的现象严重，则

26、事故就多；若任其发展则会愈演愈烈，而且有加速的象严重，则事故就多；若任其发展则会愈演愈烈，而且有加速的态势，惯性会越来越大。对此，必须立即采取相应对策，破坏这态势，惯性会越来越大。对此，必须立即采取相应对策，破坏这种格局，亦即中止或改变这种不良惯性，才能防止事故的发生。种格局，亦即中止或改变这种不良惯性，才能防止事故的发生。2.1.3 2.1.3 惯性原理惯性原理2.互相联系与影响一个项目一个项目(工程工程)或系统的惯性是这个系统内的各个内部因素或系统的惯性是这个系统内的各个内部因素之间互相联系、互相影响、互相作用并按照一定的规律发展变化之间互相联系、互相影响、互相作用并按照一定的规律发展变化

27、的一种状态趋势。的一种状态趋势。因此，只有当系统稳定，受外部环境和内部因因此，只有当系统稳定，受外部环境和内部因素的影响产生的变化较小时，其内在联系和基本特征才可能延续素的影响产生的变化较小时，其内在联系和基本特征才可能延续下去，该系统所表现的惯性发展结果才基本符合实际。但是，绝下去，该系统所表现的惯性发展结果才基本符合实际。但是，绝对稳定的系统是没有的，因为事物发展的惯性在外力作用时可使对稳定的系统是没有的，因为事物发展的惯性在外力作用时可使其加速或减速甚至改变方向，这样就需要对一个系统的评价进行其加速或减速甚至改变方向，这样就需要对一个系统的评价进行修正，即在系统主要方面不变，而其他方面有

28、所偏离时，应根据修正，即在系统主要方面不变，而其他方面有所偏离时，应根据其偏离程度对所出现的偏离现象进行修正。其偏离程度对所出现的偏离现象进行修正。任何一个事物在发展变化过程中都存在着从量变到质变的规任何一个事物在发展变化过程中都存在着从量变到质变的规律。同样，在一个项目（工程）或系统中，许多有关安全的因素律。同样，在一个项目（工程）或系统中，许多有关安全的因素也都存在着从量变到质变的规律。在评价一个项目（工程）或系也都存在着从量变到质变的规律。在评价一个项目（工程）或系统的安全时，也都离不开从量变到质变的原理。统的安全时，也都离不开从量变到质变的原理。许多定量评许多定量评价方法中，有关等级的

29、划分，一般都应用了从量变到质价方法中，有关等级的划分，一般都应用了从量变到质变的原理。变的原理。如道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）中，如道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）中，关于按关于按F&EIF&EI（火灾、爆炸指数）划分的危险等级，从（火灾、爆炸指数）划分的危险等级，从1 1至至159159，经过了，经过了6060、61619696、9797127127、128128158158、159159的量变到质变的不同变化层次，即分别的量变到质变的不同变化层次，即分别为为“最轻最轻”级、级、“较轻较轻”级、级、“中等中等”级、级、“很大很大”级、级、“非常大非常大”级；而级；

30、而在评价结论中，在评价结论中，“中等中等”级及其以下的级别是级及其以下的级别是“可以接受的可以接受的”，而，而“很大很大”级、级、“非常大非常大”级则是级则是“不能接受的不能接受的”。2.1.4 2.1.4 量变到质变原理量变到质变原理我国根据我国根据噪声作业量级噪声作业量级(LD8095)(LD8095)，将噪声按噪声值将噪声按噪声值（dB(AdB(A)）和接噪时间分别划分为）和接噪时间分别划分为0 0级、级、级、级、级、级、级和级和级；级；而且规定，噪声超过而且规定，噪声超过115115（dB(AdB(A)）的作业，不论接噪时间长短，）的作业，不论接噪时间长短，均属均属级。级。爆炸时产生的

31、冲击波超压爆炸时产生的冲击波超压p p(MPa(MPa)值达到值达到0.020.020.030.03时，时，人体人体“轻微损伤轻微损伤”；达到；达到0.030.030.050.05时，人体时，人体“听觉器官损听觉器官损伤或骨折伤或骨折”；达到；达到0.050.050.100.10时，人体时，人体“内脏严重损伤或死亡内脏严重损伤或死亡”；大于大于0.100.10时，则大部分人员死亡。时间就是生命，心跳停止时，则大部分人员死亡。时间就是生命，心跳停止4 46min6min后，由于大脑严重缺氧而使脑细胞受到严重损害，甚至不能后，由于大脑严重缺氧而使脑细胞受到严重损害，甚至不能恢复，需要立即进行心肺复

32、苏：心跳停止恢复，需要立即进行心肺复苏：心跳停止4min4min内复苏者有内复苏者有5050可可能被救活；能被救活；4 46min6min开始复苏者，开始复苏者，1010可被救活；超过可被救活；超过6min6min复苏者，复苏者，存活率只有存活率只有4 4；10min10min以后开始复苏者，存活的可能性更小。以后开始复苏者，存活的可能性更小。四个评价原理是人们经过长期研究和实践总结出来的。掌握评价的基本原理可以建立正确的思维程序，对于掌握评价的基本原理可以建立正确的思维程序，对于评价人员开拓思路、合理选择和多活运用评价方法都是评价人员开拓思路、合理选择和多活运用评价方法都是十分必要的。十分必

33、要的。由于世界上没有一成不变的事物，评价对象的发由于世界上没有一成不变的事物，评价对象的发展也不是过去状态的简单延续，评价的事件也不会是自展也不是过去状态的简单延续，评价的事件也不会是自己的类似事件的机械再现，己的类似事件的机械再现，相似不等于相同。因此，在。因此，在评价过程中，还应对客观情况进行具体细致的分析，以评价过程中，还应对客观情况进行具体细致的分析，以提高评价结果的准确程度。提高评价结果的准确程度。2.2 2.2 安全评价模型安全评价模型 评价模型评价模型不是直接研究现实世界的某一现象或过程的本身，而不是直接研究现实世界的某一现象或过程的本身，而是设计出一个与该现象或过程相类似的模型

34、，通过模型间接地是设计出一个与该现象或过程相类似的模型，通过模型间接地研究该现象和过程。研究该现象和过程。2.2.1 2.2.1 安全评价模型简介安全评价模型简介1.形象模型形象模型形象模型是系统实体的放大或缩小，如建造舰船和飞机用是系统实体的放大或缩小，如建造舰船和飞机用的模型、作战计划用的沙盘、土木工程用的建筑模型等的模型、作战计划用的沙盘、土木工程用的建筑模型等。2.模拟模型模拟模型是在一组可控制的条件下，通过改变是在一组可控制的条件下，通过改变特定的参数来观察模型的响应，预测系统在真实环境条件下的性能和运动来观察模型的响应，预测系统在真实环境条件下的性能和运动规律。如：在水池中对船模进

35、行航行模拟试验；飞机模型在风规律。如：在水池中对船模进行航行模拟试验；飞机模型在风洞中模拟飞行过程；在实验室条件下利用计算机模拟自动系统洞中模拟飞行过程；在实验室条件下利用计算机模拟自动系统的工作过程等。的工作过程等。3.数学模型数学模型也称符号模型，它是用数学表达式来描数学模型也称符号模型，它是用数学表达式来描述实际系统的结构及其变量间的相互关系的。述实际系统的结构及其变量间的相互关系的。如化工如化工装置利用装置利用ICIICI蒙德法进行单元评价时，其火灾、爆炸、毒性指蒙德法进行单元评价时，其火灾、爆炸、毒性指标由下式来描述：标由下式来描述：100100110011001TLQSPMBD式中

36、：式中：D D为为DOWDOWICIICI全体指标；全体指标；B B为物质系数；为物质系数；M M为特殊物质危为特殊物质危险性；险性；P P为一般工艺危险性；为一般工艺危险性；S S为特殊工艺危险性；为特殊工艺危险性；Q Q为量危险为量危险性；性；L L为配置危险性；为配置危险性；T T为毒性危险性。为毒性危险性。评价模型不是直接研究现实世界的某一现象或过程的本身，评价模型不是直接研究现实世界的某一现象或过程的本身，而是设计出一个与该现象或过程相类似的模型，通过模型间接地而是设计出一个与该现象或过程相类似的模型，通过模型间接地研究该现象和过程。研究该现象和过程。设计评价模型最本质的一条就是抓住

37、设计评价模型最本质的一条就是抓住“相似性”。具体地。具体地说，就是说，就是在两个对象之间可以找到某种相似性，两个对象之间就存在着“原型模型”关系。对于庞大、复杂的系统，如社会系统或军事技术系统，要做对于庞大、复杂的系统，如社会系统或军事技术系统，要做实验很难或根本不可能做，而评价模型可以取而代之。评价模型实验很难或根本不可能做，而评价模型可以取而代之。评价模型是现实系统的抽象或者模仿，是由那些与分析的问题有关的部分是现实系统的抽象或者模仿，是由那些与分析的问题有关的部分或者因素构成的，它表明了这些有关部分或因素之间的关系。或者因素构成的，它表明了这些有关部分或因素之间的关系。2.2.2 2.2

38、.2 安全评价模型的特点安全评价模型的特点使用评价模型的优点在于：使用评价模型的优点在于：（1 1）使现实系统被简化，易理解；）使现实系统被简化，易理解；（2 2）可操作性强，一些参数的改变比在实际中要容易；）可操作性强，一些参数的改变比在实际中要容易；（3 3）敏感度大，可显示出哪些因素对系统影响更大，而）敏感度大，可显示出哪些因素对系统影响更大，而且可通过不断改进，寻求更符合现实特性的模型，以此且可通过不断改进，寻求更符合现实特性的模型，以此指导建立现实系统，并使之达到最佳状态；指导建立现实系统，并使之达到最佳状态；（4 4）通过模拟试验满足系统要求，耗资少。）通过模拟试验满足系统要求，耗

39、资少。评价模型是描述现实系统的，因此必须反映实际情况。由于评价模型是描述现实系统的，因此必须反映实际情况。由于它是抽象的，因而又高于实际，且又便于研究实际系统的共性，它是抽象的，因而又高于实际，且又便于研究实际系统的共性，从而有助于解决被抽象的实际系统中的问题。同样，评价模型也从而有助于解决被抽象的实际系统中的问题。同样，评价模型也能指导其他有这些共性的实际问题的解决。能指导其他有这些共性的实际问题的解决。评价模型是现实系统的一个抽象表示形式，如果搞得太复是现实系统的一个抽象表示形式，如果搞得太复杂甚至和实际情况一样，就失去利用评价模型的意义。一般总杂甚至和实际情况一样，就失去利用评价模型的意

40、义。一般总是做一个比实际对象远为简单的模型，同时又希望在实际中使是做一个比实际对象远为简单的模型，同时又希望在实际中使用它来用它来预测及解释一些现象时有足够的精确度。任何一。任何一个实际现象总要涉及大量的因素个实际现象总要涉及大量的因素(或变量或变量)，但确定导致其现象，但确定导致其现象产生的本质因素时，往往只要抓住其主要因素即可。用字母、产生的本质因素时，往往只要抓住其主要因素即可。用字母、数字及其他符号来体现变量以及它们之间的关系，是最一般、数字及其他符号来体现变量以及它们之间的关系，是最一般、最抽象的模型，它使人们一点也想像不出原来所代表的现实是最抽象的模型，它使人们一点也想像不出原来所

41、代表的现实是什么。符号模型通常采用数学表达的形式。由于数学模型中的什么。符号模型通常采用数学表达的形式。由于数学模型中的参数和变量最容易改变，因此最容易操作。数学模型在系统工参数和变量最容易改变，因此最容易操作。数学模型在系统工程和运筹学等方面是十分重要的。程和运筹学等方面是十分重要的。1.火灾模型和火灾损失1）火灾模型火灾对周围环境的影响主要在于其辐射热。若辐射热足够大，若辐射热足够大，会引起包括生物体在内的其他物体燃烧。但火灾辐射热的影响范会引起包括生物体在内的其他物体燃烧。但火灾辐射热的影响范围一般均在距围一般均在距火焰200m左右的近火源区域，对较远区域影响不的近火源区域，对较远区域影

42、响不大。辐射热损害可由单位表面积在受辐射时间内所接受的大。辐射热损害可由单位表面积在受辐射时间内所接受的能量或单位面积上得到的辐射功率来计算确定。易燃、易爆的来计算确定。易燃、易爆的气体或液体泄漏后遇到引火源就会着火燃烧，它们的燃烧方式有气体或液体泄漏后遇到引火源就会着火燃烧，它们的燃烧方式有池火、喷射火、火球和爆燃、固体火灾以及突发火五种。以及突发火五种。2.2.3 2.2.3 常用的几种安全评价模型常用的几种安全评价模型（1）池火。可燃液体可燃液体(如汽油、柴油等如汽油、柴油等)泄漏后流到地面泄漏后流到地面形成液池，或流到水中并覆盖水面，遇到火源燃烧便形成池形成液池，或流到水中并覆盖水面，

43、遇到火源燃烧便形成池火。池火可用以下几个参数来描述。火。池火可用以下几个参数来描述。燃烧速度。当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度为温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度为 HTTCHtmp)(001.0dd0bc（2-1）式中：式中：dmdmdtdt单位表面积燃烧速度，单位表面积燃烧速度，kgkg(m(m2 2s)s)；HcHc-液体燃烧热，液体燃烧热，J Jkgkg；Cp-Cp-液体的比定压热容，液体的比定压热容，J J(kgK(kgK)；T Tb b液体的沸点，液体的沸点，K K；T T0 0环境温度，环境温度，K K

44、；HH液体的气化热，液体的气化热，J Jkgkg。当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度为气，其单位面积的燃烧速度为 HHtmc001.0dd(2-2)表表2-12-1一些可燃液体的燃烧速度一些可燃液体的燃烧速度 火焰高度。设液池为一半径为设液池为一半径为r的圆池子，其火焰高度的圆池子，其火焰高度可按下式计算：可按下式计算：6.0210)2(/84grdtdmrh(2-3)式中：式中：h火焰高度，火焰高度，m；r液池半径，液池半径，m；0周围空气密度，周围空气密度，kgm3；g重力加速度，重力加速度，9.8m

45、s2；dmdt单位表面积燃烧速度，单位表面积燃烧速度，kg(m2s)。热辐射通量。液池燃烧时放出的总热辐射通量为液池燃烧时放出的总热辐射通量为 1dd72dd)2(60.02tmHtmrhrQc(2-4)式中：式中：Q总热辐射通量，总热辐射通量，W；效率因子，可取效率因子，可取0.130.35。目标入射热辐射强度。假设全部辐射热量由液池中心假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离(x)处的入射处的入射热辐射强度为热辐射强度为 2c4 xQtI(2-5)式中：式中：I热辐射强度，热辐射强度，Wm2；tc热传导系数，在无相对理想

46、的数据时，可取值热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为为1；x目标点到液池中心距离，目标点到液池中心距离，m。（2）喷射火。加压的可燃物质泄漏时形成射流，如果在，如果在泄漏裂口处被点燃，则形成喷射火。喷射火辐射热计算方法泄漏裂口处被点燃，则形成喷射火。喷射火辐射热计算方法是一种包括气流效应在内的喷射扩散模式的扩展。是一种包括气流效应在内的喷射扩散模式的扩展。把整个喷把整个喷射火看成是射火看成是由沿喷射中心线上的全部点热源组成的，每个点热源的热辐射通量相等。热辐射通量 点热源的热辐射通量按下式计算：点热源的热辐射通量按下式计算：c0V Hq(2-6)式中：式中：q点热源热辐射通量，点热源热辐

47、射通量，W；效率因子，取效率因子，取0.35；V0泄漏速度，泄漏速度，kgs；Hc燃烧热，燃烧热，Jkg。从理论上讲，喷射火的火焰长度等于从泄漏口到可燃混合从理论上讲，喷射火的火焰长度等于从泄漏口到可燃混合气燃烧下限气燃烧下限(LFL)(LFL)的射流轴线长度。对表面火焰热通量，则集的射流轴线长度。对表面火焰热通量，则集中在中在LFLLFL1.51.5处。对危险评价分析而言，点热源数处。对危险评价分析而言，点热源数n n一般取一般取5 5就就可以了。可以了。点热辐射强度。射流轴线上某点热源射流轴线上某点热源i到距离该点到距离该点x处处一点的热辐射强度为一点的热辐射强度为 24 xfqIi(2-

48、7)式中：式中：Ii点热源点热源i至目标点至目标点x处的热辐射强度，处的热辐射强度，Wm2；f辐射系数，可取辐射系数，可取0.2；x点热源到目标点的距离，点热源到目标点的距离，m。目标入射热辐射强度。某一目标点处的入射热辐射强某一目标点处的入射热辐射强度等于喷射火的全部点热源对目标的热辐射强度的总和，即度等于喷射火的全部点热源对目标的热辐射强度的总和，即 niiII1(2-8)式中：式中：n计算时选取的点热源数，一般取计算时选取的点热源数，一般取n=5。（3）火球和爆燃。低温可燃液化气由于过热，容器内压低温可燃液化气由于过热，容器内压增大，使容器爆炸，内容物释放并被点燃，发生剧烈的燃烧，增大，

49、使容器爆炸，内容物释放并被点燃，发生剧烈的燃烧，产生强大的火球，形成强烈的热辐射。产生强大的火球，形成强烈的热辐射。火球半径为 327.0665.2MR(2-9)式中：式中：R火球半径，火球半径，m；M急剧蒸发的可燃物质的质量，急剧蒸发的可燃物质的质量，kg。火球持续时间 327.0089.1Mt 式中：式中：t火球持续时间，火球持续时间，s。(2-10)火球燃烧时释放出的辐射热通量 tMHQc式中：式中：Q火球燃烧时的辐射热通量，火球燃烧时的辐射热通量，W；效率因子，取决于容器内可燃物质的饱和蒸气压效率因子，取决于容器内可燃物质的饱和蒸气压p，=0.27p0.32。目标接受到的入射热辐射强度

50、 24 xQtIC式中：式中：tc传导系数，保守取值为传导系数，保守取值为1；x目标距火球中心的水平距离，目标距火球中心的水平距离，m。(2-11)(2-12)（4）固体火灾。固体火灾的热辐射参数按点源模型估计。固体火灾的热辐射参数按点源模型估计。模型认为火焰射出的能量为燃烧的一部分，并且模型认为火焰射出的能量为燃烧的一部分，并且辐射强度与目标至火源中心距离的平方成反比，即即 24xfMIcr(2-13)式中：式中：Ir目标接受到的辐射强度，目标接受到的辐射强度，Wm2；f辐射系数，可取辐射系数，可取f=0.25；Mc燃烧速率，燃烧速率，kgs。（5）突发火。泄漏的可燃气体、液体蒸发的蒸气泄漏