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1、林业企业安全信息管理及安全性评价计算机辅助系统研究1 概述在工业生产及企业运作过程中，保证系统安全运行是极其重要的。 “安全第一 ” 的基本方针已成为企业生存与发展的 “生命线 ”。对生产系统实施安全分析与评价越来越受到人们重视。系统安全分析评价就是运用相关性原理、类推和概率推断评价原理、惯性原理等系统安全理论，对工业生产系统（包括生产工艺过程、生产装置、工作环境以及工作人员等）的安全状况进行定性定量诊断分析，对系统存在的事故隐患进行辨识预测。从系统安全观点出发，对生产系统进行全面分析，掌握系统的组成及功能任务，熟悉系统与环境的相互关系及变化趋势，进而辨识预测出系统的薄弱环节，得出系统发生危险
2、的可能性和危险程度，对消除危险、防止灾害，改进系统安全状况有重要作用，还能使生产系统在规定的功能、时间、成本等边界限制条件下， 达到人员伤害和设备财产损失最小， 投资效益最好。实践证明，系统安全分析与评价是实现系统安全的重要手段。对于诸如航空航天、交通运输、机械、化工、煤炭、矿山等复杂集成项目及变量众多的系统，更应仔细地进行系统安全分析与评价。只有分析评价的正确，才能采取适宜的安全预防措施，消除和控制事故的发生。系统安全分析与评价技术是用以完成系统安全分析与评价的各种分析评价方法的总称。在系统安全分析与评价过程中，针对生产系统、工作环境、研究对象等因素的不同，国内外相继提出了几十种具体的系统安
3、全分析与评价技术方法。例如：故障树分析（FTA） 、事件树分析（ ETA） 、 故障模式与影响分析（ FMEA） 、 管理疏忽与危险树分析 （ MORT） 、预先危险分析 （ PHA） 、 故障危险分析（ FHA） 、 系统安全检查表（ SCL） 、危险指数法等等。这些安全分析与评价技术方法对促进安全生产、减少生产事故发挥了重要作用。但是，由于各种系统安全分析评价方法是各行业部门在特定的安全分析评价需要的基础上根据各自的特殊情况研究提出的，不同的分析评价方法有不同的研究思路和侧重点，许多方法是从国外直接翻译引进的， 还有一些方法名称不同而内容相近。同时，系统安全状况与技术水平、人员素质、管理水
4、平、社会环境等诸多因素密切相关。因此，每种分析评价方法都有一定的适用范围和局限性。这样，对各种系统安全分析评价技术方法进行对比研究，针对具体的应用系统，选择切实可行的安全分析方法有着重要意义。2 国内外系统安全分析评价技术方法简介2.1 定性分析评价方法定性分析评价方法主要是根据工作经验和判断能力对生产系统的工艺、设备、环境、管理、人员等方面的安全状况进行定性分析与评价。安全检查表法（SCL） 、预先危险分析（PHA） 、故障危险分析（FHA） 、运行危险分析（OHA） 、系统危险分析及子系统危险分析（SHA、 SSHA） 、故障类型、影响及致命度分析（FMEA、 CA、 FMECA） 、危险
5、可操作性研究（OS）等方法均可归属于定性分析评价方法。这类方法的特点是理论简单、便于操作、评价过程及结果直观。该方法一般通过检查表形式来实施，在我国安全管理实践中得到了广泛应用。2.2 概率危险评价技术概率危险评价技术是根据系统元部件或子系统的事故发生概率，求解整个系统的事故发生概率。这类分析评价技术方法常用故障树分析法（FTA、事件树分析法（FTA来具体实施。应用概率危险评价技术，通过对系统可能发生的事故进行事故树分析或事件树分析，建立数学模型、选定目标函数，然后求解。该方法是一种定性定量相结合的技术方法，通常要求基础数据准确、逻辑分析正确、判断和假设合理。2.3 危险指数评价方法典型的危险
6、指数评价方法有美国 DOW 化学公司的火灾、爆炸指数法， 英国帝国化学公司蒙德工厂的 MOND 评价法，日本劳动省的六阶段安 全评价法，我国化工厂普遍采用的危险程度分级方法等。定量指数的采用使得化工厂这类系统结构复杂、用概率难以表述各类因素危险性的危险源的评价有了一个可行的方法。危险指数评价方法以危险物质为基础，同时考虑了工艺过程中其他诸如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置等因素的影响，来计算各单元的危险度数值，然后按照数值大小划分危险度等级。该方法操作简单实用，广泛应用于石油化工、兵器工业等领域。2.4 基于人机环管四因素的系统综合评价方法该方法主要通过对系统综合管理、系统危险
7、性、设备危险性、作业环境、人员素质等因素进行可靠性分析，从系统固有危险性、系统安全管理及系统现实危险性三个方面， 建立综合的系统安全分析评价方法。它在我国机械、化工、航空、地质、冶金、煤炭等行业不同程度地得到了应用。该方法在工艺设备比较规范、操作人员比较稳定、管理档案及统计数据比较齐全的条件下有较高的置信度。2.5 系统安全分析的人工神经网络方法因影响系统安全性的基本因素多，关系复杂，数据干扰大，因素测度难以确定，将高度非线性的人工神经网络模型应用于系统安全分析评价，通过不同层之间神经元之间的学习、组织和推理，以网络输出层的评价模式作为分析评价的结果，为系统安全分析与评价提供了新思路。3 系统
8、安全分析评价技术方法对比分析研究经过对上述各种系统安全分析评价技术进行对比研究，可以发现，各种技术方法之间既有紧密的联系，又有明显的区别。从时间域（主要指系统生命周期） 、空间维（主要指宏观、微观）等不同角度及层次上分析研究，可以得到以下几个特点。3.1 时间域角度分析，尽管系统安全分析评价方法很多，但其具体应用可以归为 3 个阶段。其一为系统设计阶段，此时需要对其技术路线、工艺流程、设备设施等进行安全分析与评价，以使系统投产后达到最佳安全状况；其二为生产过程分析评价阶段，以辨识运行系统、设备设施的安全可靠性，以保证系统处于良性循环状态；其三为系统寿命终结阶段，系统设备零部件设计寿命即将完结，
9、可靠性能变差，对其进行安全分析评价，以保证系统安全正常运转。对应生产系统运行寿命周期各阶段，可以先后或交叉应用预先危险分析（PHA） 、故障危险分析（FHA） 、操作危险分析（OHA） 、系统危险分析及子系统危险分析（ SHA、 SSHA） 、故障类型、影响及致命度分析（FMEA、 CA、 FMECA）等技术方法。一般在一项工程活动（包括设备、设施、生产等活动）之前，对其系统危险性还没有很深的认识，可以运用 PHA 对系统存在的危险性类别、出现条件、可能导致事故的后果等，作一宏观概略性的分析，以避免不安全技术路线、危险物质、工艺和设备的潜伏。在系统初步设计进行一段之后，进入技术设计阶段就可开始
10、运用SHA、FHA OHA、FMECA等技术对具体子系统、设备故障、典型致命性故障等进行安全性分析评价。3.2 从空间维的角度分析，系统安全分析评价技术既有宏观分析，亦有微观剖解。由各种技术方法不难看出，工业安全分析评价技术基本上分为两大体系， 一种是对工艺过程和生产装置危险度的评价分析体系，另一种则是对系统的安全性和可靠性的分析体系。 前者以美国 DOW 化学公司使用的对化工装置和过程的火灾爆炸危险度评价及相应的安全措施方法为代表，包括杜邦公司，美国保险协会，日本劳动省六阶段安全评价法、英国帝国化学公司 MOND 标准等许多改进类型。后者是以事故树分析为代表，包括FTA ETA FMEA F
11、MECA OS等。以DOW化学公司和日本劳动省为代表的对工艺过程和生产装置危险度的评价分析属于概略性的分析评价方法，它是从商品化上对工艺过程和生产装置的危险程度进行评定，而不是具体分析会出现什么样的危险以及危险的发生过程。以事故树分析为代表的安全性和可靠性的分析则属于详细的分析评价方法，是具体地分析和查明系统会产生什么故障和事故， 受那些因素的影响以及这些影响因素之间的相互关系。 如 FMEA方法就是对子系统或设备元部件可能会发生的故障类型、状态以及对子系统甚至整个系统的影响进行分析，其中特别严重的故障类型还要进行致命度分析。在实际应用过程中，往往通过宏观分析，找出事故隐患，再通过微观仔细剖解
12、，寻找发生事故隐患的原因和可能性，以防止事故的发生。3.3 从系统安全分析评价方法的性质特点考虑，其既有定性的分析，也有定量的计算。如 SCL PHA FMECA MORK SHA等属于定性分析，FTA ETA为定性定量结合分析，以DOW化学公司为代表的指数分析则属定量计算。定性分析主要用于工厂考察、审查、诊断和安全检查，主要包括设计阶段、施工阶段、安全审查和试运行阶段、正常运行阶段的危险评价。诸如厂址选择及工厂环境布置、工艺过程的潜在危险性、机构设备的安全装置、误操作防止装置、仪器仪表、安全应急措施评价等等。定量评价的目的在于判定事故危险的程度，用定量的形式将危险性表示出来，便于人们将其与相
13、关的标准规范进行比较，从而进行事故预防和控制。定量指标可分为两类，以系统安全性和可靠性为基础的定性定量综合分析评价方法，先查明系统隐患，求出损失率，再与相关的安全标准进行比较，若小于规定的安全标准，则说明其处于安全状态，否则则意味着危险，另以物质系数为基础，以 DOW化学公司和日本劳动省为代表的综合评分定量评价分析办法，其方法是将物质的危险性折合成火灾、爆炸、毒物扩散等定量指数，符合相关安全等级分数的指数则算是安全，否则属于危险。3.4 从逻辑思维方法分析，可将安全分析方法划分为 4 种形式：一种是从基本故障类型或各种失误 （原因） 推测可能导致的灾害事故 （结果） ，如FMECA从具体故障开
14、始，分析并判明其对系统的影响结果；一种是对既定的灾害事故按系统的构成逐项展开， 以探明原因或结果， 如 FTA以顶上事件为出发点，将构成其原因的事件按因果关系逐项列出，直至分析到部件故障为止，它实际上是一种演绎推理分析过程，而ET则是从总体上分析事故发生发展的动态过程和相关因素，并可以从中判明事故结果及严重程度，它实际上是一种逻辑归纳分析过程；再一种是从已知的中间原因（如工艺参数的变动） ，推测其可能导致的后果，并找出原因，如OS则是探讨状态参数（如温度、压力、流量、组分等）变动 （偏差） 的影响及其发生的原因； 还有一种如人工神经网络模型、可以理解为反馈型， 从影响系统安全的基本因素开始，
15、通过正向推理、误差校正、反馈学习等过程，对系统安全状况进行分析评价。4 系统安全分析与评价的实际应用要点工业生产系统是一个包含许多子系统、拥有众多不同类型设备、设计 方案时有改变的开放综合型复杂大系统，分析评价对象涉及到系统中人员素质、机械装备、管理状况、环境设置、物料质量等各方面。经验表明，很难用单一的方法完成分析评价任务。从各种系统安全分析与评价方法特点也可以看出，其本身就是一个定性定量、宏观微观、局部整体的方法综合。因此，我们在实际应用过程中根据自己的分析思路，以及研究系统及研究对象的复杂性以及分析条件的局限性，从系统生命周期、定性定量、整体局部等多层次考虑，在充分分析其相关信息资料的基础上，从方法的科学化、综合性、适用性出发，选择切实可行的分析评价方法。如果所分析的系统较为简单，如标准化的常规设备，不要求严格的危险计算结果，一般仅需综合应用几种定性分析方法， 找出系统存在的事故隐患即可。 对于比较复杂的分析系统，则必须进行定性定量等全面分析计算。在具体应用中，我们可以用事件树对系统危险进行动态分析，预测系统可能发生的各种事故后果，并进行定量风险评价，选择其中
