河南城建安全系统工程复习课件.ppt
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1、第一章第一章 重点重点1、两类安全工作方法两类安全工作方法问题出发型问题出发型 问题发现型问题发现型2、基本概念基本概念(1)系统(特征:)系统(特征:整体性、相关性、目的性、有序性整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性)环境适应性)(2)系统工程)系统工程是是以系统为研究对象,以达到总体最佳化为研究目标,是是以系统为研究对象,以达到总体最佳化为研究目标,是一种综合性的管理工程技术。是一种综合性的管理工程技术。(3 3)安全)安全,是指免遭不可接受危险的伤害,是一种使伤害或损害的风险,是指免遭不可接受危险的伤害,是一种使伤害或损害的风险限制在可以接受的水平的状态。限制在可以接受的水平的状态
2、。(4)(4)危险危险,指在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。,指在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。研究表明,利益影响人们承受危险的程度。研究表明,利益影响人们承受危险的程度。安全系统工程安全系统工程用系统工程的基本原理和方法,预先识别、分析系统存在的危险因素,用系统工程的基本原理和方法,预先识别、分析系统存在的危险因素,评价并控制系统风险,使系统安全性达到预期目标的工程技术(是一评价并控制系统风险,使系统安全性达到预期目标的工程技术(是一整套管理程序和方法体系)。整套管理程序和方法体系)。第二章第二章 重点重点1 1、系统安全分析:就是系统安全分析:就是
3、采用采用安全系统工程的方法和原理安全系统工程的方法和原理找出找出影响系统正常影响系统正常运行的各种事件出现的条件以及可能导致的后果,运行的各种事件出现的条件以及可能导致的后果,寻求寻求消除和控制危险消除和控制危险的对策,的对策,最大最大限度地实现系统安全。限度地实现系统安全。2.2.安全检查的目的和作用安全检查的目的和作用 目的:目的:及时发现并消除生产过程中由于设备、工作环境、人员操作等存在及时发现并消除生产过程中由于设备、工作环境、人员操作等存在的可能发生事故的隐患,防止事故发生。的可能发生事故的隐患,防止事故发生。作用:作用:发现不安全状态、不安全行为以及管理缺陷的有效途径。发现不安全状
4、态、不安全行为以及管理缺陷的有效途径。3.3.安全检查的内容安全检查的内容安全检查的内容主要是安全检查的内容主要是查思想、查管理、查隐患、查事故处理查思想、查管理、查隐患、查事故处理4.“4.“三同时三同时”5.“5.“四不放过四不放过”6.6.优点优点(1 1)全面性和系统性;()全面性和系统性;(4M)4M)(2 2)有明确的检查目标;(某一工序、某一地点、某一具体)有明确的检查目标;(某一工序、某一地点、某一具体设备)设备)(3 3)简单易懂,容易掌握;)简单易懂,容易掌握;(4 4)有利于明确责任;)有利于明确责任;(5 5)有利于安全教育;)有利于安全教育;(6 6)可以事先编制;)
5、可以事先编制;(7 7)随科学和标准的变化,不断变换)随科学和标准的变化,不断变换7.7.现代工业生产的特点:现代工业生产的特点:四新:新工艺、新技术、新能源和新材料四新:新工艺、新技术、新能源和新材料三化:大规模化、复杂化和高度自动化三化:大规模化、复杂化和高度自动化1.1.通过通过PHAPHA可以做到:可以做到:(1 1)识别识别出系统中可能存在的所出系统中可能存在的所有有危险源危险源;(2 2)识别识别出危险源可能导致的危出危险源可能导致的危害害后果后果(3 3)根据风险程度对其)根据风险程度对其分级分级(4 4)确定风险控制)确定风险控制措施措施。2.2.危险源包含危险源包含3 3个要
6、素个要素(1 1)潜在危险性()潜在危险性(2 2)存在状态)存在状态(3 3)触发因素)触发因素3.3.风险分级风险分级4.4.风险控制措施风险控制措施(1 1)降低事故发生的概率:)降低事故发生的概率:预防性措施预防性措施(2 2)低事故后果的严重程度:)低事故后果的严重程度:保护性措施保护性措施及及应急性措施降应急性措施降5.5.(1 1)故障(故障(2 2)故障类型()故障类型(3 3)故障影响)故障影响(4 4)故障严重度)故障严重度分为分为轻微的、临界的、严重的、致命的四级轻微的、临界的、严重的、致命的四级6.6.一般来说,一个元素至少有一般来说,一个元素至少有4 4种种可能的故障
7、类型可能的故障类型:意外运行;运行不准时;停止不及时;运行期间故障。意外运行;运行不准时;停止不及时;运行期间故障。1.1.风险矩阵法风险矩阵法-故障等级故障等级2.2.危险和可操作性研究危险和可操作性研究(1 1)基本思想)基本思想(2 2)(1 1)NONENONE(不或没有)(不或没有)(2 2)MOREMORE(过量)(过量)(3 3)LESSLESS(减少)(减少)(4 4)AS WELL ASAS WELL AS(伴随)(伴随)(5 5)PART OFPART OF(部分)(部分)(6 6)REVERSEREVERSE(相逆)(相逆)(7 7)OTHER THANOTHER THA
8、N(异常)(异常)风险率矩阵图风险率矩阵图概率概率1 2341 234严重度严重度 事件树分析事件树分析(Event Tree AnalysisEvent Tree Analysis)法是一种逻辑)法是一种逻辑的的归纳法归纳法,它在,它在给定一个初因事件给定一个初因事件的情况下,的情况下,分析分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果此初因事件可能导致的各种事件序列的结果,从而,从而定性与定量的评价了系统的特性,并帮助分析人员定性与定量的评价了系统的特性,并帮助分析人员以以获得正确的决策获得正确的决策,6.6.事件树分析事件树分析原因事件原因事件起因事起因事件件或诱发或诱发事件事件结果结果事件
9、事件起起因因事事件件原因事件原因事件1成功成功原因事件原因事件1失败失败原因事件原因事件2成功成功原因事件原因事件2失败失败结果事件结果事件ABC若泵若泵A、阀门、阀门B、阀门、阀门C的可靠度分别为的可靠度分别为.95,0.9,0.9,计算成功计算成功的概率。的概率。P(S)=0.95 0.9 0.9=0.7695F(S)=1 P(S)=10.7695=0.23051.1.事故树分析事故树分析2.2.1.1.事件符号事件符号矩形、圆形、房形、菱形矩形、圆形、房形、菱形2.2.逻辑门符号逻辑门符号与门、或门、非门、条件与门、条件或门、表与门、或门、非门、条件与门、条件或门、表决门、异或门决门、异
10、或门等幂律等幂律 AAA A AA 交换律交换律 ABBA A BB A结合律结合律 (AB)CA(BC)(A B)CA(B C)布尔代数的变量只有布尔代数的变量只有0 0和和1 1两种取值,它所代两种取值,它所代表的是某个事件存在表的是某个事件存在与否或真与假的一种与否或真与假的一种状态,不表示数量上状态,不表示数量上的差别。布尔代数中的差别。布尔代数中有有“或或”(+,)、)、“与与”(,)、)、“非非”三种运算三种运算。分配律分配律 A(BC)()(A B)()(A C)A(B C)()(AB)(AC)吸收律吸收律 AA BA A(AB)A零一律零一律:A+1=1 A 0=0同一律:同一
11、律:A+0=A A 1=A互补律互补律 AA A A 对合律对合律 (A)A德德莫根律莫根律 (AB)A B (A B)A B 割集割集:事故树中某些基本事件的集合,当这些基:事故树中某些基本事件的集合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。本事件都发生时,顶上事件必然发生。如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了,这样的割集就称为是割集了,这样的割集就称为最小割集最小割集。也就是导致。也就是导致顶上事件发生的最低数量的基本事件集合。顶上事件发生的最低数量的基本事件集合。行列法行列法 布尔代数化简法布尔代数化简法 行列法行列法 行列法是行
12、列法是19721972年由富赛尔年由富赛尔(Fussel)(Fussel)提出的,所以又提出的,所以又称称富塞尔法富塞尔法。从顶上事件开始,按逻辑门顺序用下面的输入事件从顶上事件开始,按逻辑门顺序用下面的输入事件代替上面的输出事件,代替上面的输出事件,与门横向列出,或门纵向展开,与门横向列出,或门纵向展开,逐层代替,直到所有基本事件都代完逐层代替,直到所有基本事件都代完,再利用布尔代数化再利用布尔代数化简,其结果为最小割集。简,其结果为最小割集。布尔代数化简法布尔代数化简法 事故树经过布尔代数化简,得到若干交集的并集,事故树经过布尔代数化简,得到若干交集的并集,每个交集实际就是一个最小割集。每
13、个交集实际就是一个最小割集。T.+.M1M2X1X2X1X3用行列法求最小割集用行列法求最小割集153121412323553354XGXXGXXTG GGGXXGXXXX13215313513214141435533523353543553354XXXXGXXXXXXXXXXXXXXXGXXXXXXXXXXXXXXXXX+T1E2E3X5X3E.2X1X.4E4X3X+用布尔代数法求最小割集用布尔代数法求最小割集P76图图320化简化简1233451233451233451342343341525351342343415253513423415253513()()()()()()(1)(1)
14、TE EEXEXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX X415253534152535XXXXXXXXXXXXXXXT+M4M3M2M1.X1X5X2X5X4X3X3X54径集与最小径集径集与最小径集在事故树中,当所有的在事故树中,当所有的基本事件都不发生时基本事件都不发生时,顶上,顶上事件肯定不会发生。事件肯定不会发生。然而顶上事件不发生常常并不要求所有基本事件都然而顶上事件不发生常常并不要求所有基本事件都不发生,而只要不发生,而只要某些基本事件不发生某些基本事件不发生顶上事件就不顶上事件就不会发生。会发生。这些这些不导
15、致顶上事件发生不导致顶上事件发生的基本事件的集合称为径的基本事件的集合称为径集。集。径集是表示系统不发生故障而正常运行的模式。径集是表示系统不发生故障而正常运行的模式。同样在径集中也存在同样在径集中也存在相互包含和重复事件的情况,去相互包含和重复事件的情况,去掉这些事件的径集叫掉这些事件的径集叫最小径集最小径集。也就是说凡不能导致。也就是说凡不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小最小径集。径集。在最小径集里,任意去掉一个基本事件就不成其为在最小径集里,任意去掉一个基本事件就不成其为径径集。集。事故树有一个最小径集,顶上事件不发生的可能性
16、就事故树有一个最小径集,顶上事件不发生的可能性就有一种。有一种。最小径集最小径集越多,顶上事件不发生的途径就越越多,顶上事件不发生的途径就越多,系统也就越安全。多,系统也就越安全。5最小径集求法最小径集求法最小径集的求法是利用最小径集的求法是利用最小径集与最小割集最小径集与最小割集的对偶性,首的对偶性,首先画事故树的对偶树,即先画事故树的对偶树,即成功树成功树,求,求成功树的最小割集成功树的最小割集,就是原事故树的就是原事故树的最小径集最小径集。成功树的画法成功树的画法是将事故树的是将事故树的“与门与门”全部换成全部换成“或门或门”,“或门或门”全部换成全部换成“与门与门”,并把全部事件发生变
17、成不发生,就是在,并把全部事件发生变成不发生,就是在所有事件上都加所有事件上都加“-”,使之变成原事件补的形式。经过这样,使之变成原事件补的形式。经过这样变换后得到的树形就是原事故树的成功树。变换后得到的树形就是原事故树的成功树。同理可知,画成功树时事故树的同理可知,画成功树时事故树的“与门与门”要变成要变成“或或门门”,事件也都要变为原事件非的形式。,事件也都要变为原事件非的形式。条件与门、条件或门、限制门的变换方式同上,变换条件与门、条件或门、限制门的变换方式同上,变换时把时把条件作为基本事件条件作为基本事件处理。处理。用最小径集表示的等效树也有两层逻辑门,与用最小用最小径集表示的等效树也
18、有两层逻辑门,与用最小割集表示的等效树比较,所不同的是两层逻辑门符号割集表示的等效树比较,所不同的是两层逻辑门符号正好相反。正好相反。最小割集和最小径集在事故树分析中的作用最小割集和最小径集在事故树分析中的作用最小割集和最小径集在事故树分析中的作用最小割集和最小径集在事故树分析中的作用(1)(1)最小割集事故树分析中的作用最小割集事故树分析中的作用 表示系统的表示系统的危险性危险性 表示顶事件发生的表示顶事件发生的原因组合原因组合 为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施 利用最小割集可以判定事故树中基本事件的结构重利用最小割集可以判定事故树中基本事件的
19、结构重 要度和方便地计算顶事件发生的概率。要度和方便地计算顶事件发生的概率。(2)(2)最小径集事故树分析中的作用最小径集事故树分析中的作用 表示系统的表示系统的安全性安全性 选取确保系统安全的选取确保系统安全的最佳方案最佳方案 利用最小径集同样可以判定事故树中基本事件的结利用最小径集同样可以判定事故树中基本事件的结构重要度和计算顶事件发生的概率。构重要度和计算顶事件发生的概率。T+M3M2M1.X1X3X3X5X4X5+X2T+M4M3M2M1.X1X5X2X5X4X3X3X5用最小割集表示的等效事故树用最小割集表示的等效事故树用最小径集表示的等效事故树用最小径集表示的等效事故树用最小割集表
20、示的结构函数用最小割集表示的结构函数最小割集:最小割集:K K1 1=x=x1 1,x,x3 3 ,K,K2 2=x=x1 1,x,x5 5 ,K ,K3 3=x=x2 2,x x3 3,x x4 4 ,K K4 4=x=x4 4,x x5 5 T T=x=x1 1 x x3 3+x+x1 1 x x5 5+x x2 2 x x3 3 x x4 4+x x4 4 x x5 5 用最小径集表示的结构函数用最小径集表示的结构函数最小径集:最小径集:P P1 1=x=x1 1,x,x4 4,P,P2 2=x=x1 1,x,x2 2,x,x5 5,P,P3 3=x x3 3,x x5 5 T T=(x
21、=(x1 1+x+x4 4)(x)(x1 1+x+x2 2+x+x5 5)(x)(x3 3+x x5 5)3 3 基本事件的结构重要度分析基本事件的结构重要度分析 在在假定各基本事件的发生概率相等假定各基本事件的发生概率相等的前提下的前提下,分分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度。析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度。y=y=(x(x1 1,x,x2 2,.x,.xi i,.,x,.,xn n)当基本事件当基本事件x xi i的状态从的状态从0 0变到变到1,1,其他基本事件的状态保持不变其他基本事件的状态保持不变,顶上顶上事件的状态有事件的状态有3 3种可能的情况:种可能的情况
22、:1 1)无论)无论x xi i 是否发生是否发生,顶上事件都不发生;顶上事件都不发生;(x(xi i=0=0 ,x)=0,x)=0,(x(xi i=1=1 ,x)=0 ,x)=0 之差之差=0=02 2)顶上事件的状态随顶上事件的状态随x xi i状态的变化而发生变化;状态的变化而发生变化;(x(xi i=0=0 ,x)=0,x)=0,(x(xi i=1=1 ,x)=1 ,x)=1 之差之差=1=13 3)无论)无论x xi i 是否发生是否发生,顶上事件都发生;顶上事件都发生;(x(xi i=0=0 ,x)=1,x)=1,(x(xi i=1=1 ,x)=1 ,x)=1 之差之差=0=0(二
23、二)、利用最小割(径)集近似判断、利用最小割(径)集近似判断1)1)一阶最小割集中的基本事件结构重要度最大;一阶最小割集中的基本事件结构重要度最大;2)2)仅在同一最小割集中出现的所有基本事件仅在同一最小割集中出现的所有基本事件,相等;相等;3)3)若所有最小割集均不含有共同元素若所有最小割集均不含有共同元素,则低阶最小割集中的基本事则低阶最小割集中的基本事件结构重要度系数大于高阶中的;件结构重要度系数大于高阶中的;4)4)例例 xx1 1,x,x2 2,x x3 3 x x4 4,x x5 5 x x6 6、xx7 7,x x8 8,x x9 9,x x1010 5)5)4 4)若与两个基本
24、事件有关的最小割集的阶数相同)若与两个基本事件有关的最小割集的阶数相同,则出现次数则出现次数多的结构重要度大;多的结构重要度大;6)6)例例 xx1 1,x x2 2,x x4 4、xx1 1,x x2 2,x x5 5 、xx1 1,x x3 3,x x6 6、xx4,4,x x7 7 7)7)5 5)若两个基本事件在所有最小割集中出现的次数相等若两个基本事件在所有最小割集中出现的次数相等,则在低则在低阶最小割集中出现的基本事件的结构重要度大;阶最小割集中出现的基本事件的结构重要度大;8)8)例例 xx1 1,x x3 3、xx2 2,x x3 3,x x5 5 、xx1 1,x x4 4、
25、xx2 2,x x4 4,x x5 5(二二)、利用最小割(径)集近似判断(续)、利用最小割(径)集近似判断(续)6 6)利用近似公式计算利用近似公式计算 jijKxniI1)(21例例 xx1 1,x x3 3 x x1 1,x x4 4 x x2 2,x x4 4,x x5 5 x x2 2,x x5 5,x,x6 6 xx2 2,x x3 3,x,x6 6 中的基本事件数的最小割集含有基本事件最小割集总数KnIjiKNKxNjjiijn11i KxnjiJI21111i在进行事故树定量分析时,应在进行事故树定量分析时,应满足几个条件满足几个条件:各基本事件的故障参数或故障率已知,且数各基
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