安全技术评价第二版作张乃禄15第5章

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1、第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.1安全评价方法概述5.2安全检查表分析法5.3专家评议法5.4预先危险分析法5.5故障假设分析法5.6危险与可操作性研究法5.7故障树分析法5.8事件树分析法5.9日本化工企业六阶段安全评价法5.10 道化学火灾、 爆炸危险指数评价法5.11ICI蒙德火灾、 爆炸、 毒性指标评价法5.12其他评价方法第第5章安全评价方法章安全评价方法 在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输

2、入下面地址：http:/第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.1安全评价方法概述安全评价方法概述 5.1.1安全评价方法的分类安全评价方法的分类安全评价方法有多种分类标准， 常用的有按评价结果的量化程度分类法、 按评价的推理过程分类法、 按评价的目的分类法、 按评价的系统性质分类法等多种分类方法， 下面对这几种分类方法分别进行介绍。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1. 按评价结果的量化程度分类法按评价结果的量化程度分类法按评价结果的量化程度，安全评价方法可分为定性安全评价方法和定量安全评价方法。 1） 定性安全评价方法定性安全评价方法主要是借助于对事物的经验知识及其发展变化规律的了解，

3、 通过直观判断对生产系统的工艺、 设备、 设施、 环境、 人员和管理等方面的状况进行科学的定性分析、 判断的一类方法。评价的结果是一些定性的指标， 例如是否达到了某项安全指标、 事故类别和导致事故发生的因素等。 依据评价结果，可从技术上、 管理上对危险和危害因素提出对策和措施并加以控制，达到使系统处于安全状态的目的。第第5章安全评价方法章安全评价方法 目前，常用的定性安全评价方法有：安全检查法(Safety Review， SR)、 安全检查表分析法(Safety Checklist Analysis， SCA)、专家评议法、 预先危险性分析法 (Preliminary Hazard Anal

4、ysis， PHA)、 作业条件危险性评价法(LEC)、 故障类型及影响分析法(Failure Mode Effects Analysis， FMEA)、 故障假设分析法(WhatIf，WI)、 危险和可操作性研究法(Hazard and Operability Study， HAZOP)以及人的可靠性分析 (Human Reliability Analysis， HRA)等。第第5章安全评价方法章安全评价方法 定性安全评价方法的特点是容易理解， 便于掌握， 评价过程简单。 目前定性安全评价方法在国内外企业安全管理工作中被广泛使用。 但定性安全评价方法往往依靠经验判断，带有一定的局限性。 第第

5、5章安全评价方法章安全评价方法 2） 定量安全评价方法定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律(数学模型)， 对生产系统的工艺、 设备、 设施、 环境、 人员和管理等方面的状况， 按有关标准， 应用科学的方法构造数学模型， 进行定量评价的一类方法。 评价的结果是一些定量的指标， 如事故发生的概率、 事故的伤害(或破坏)范围、 定量的危险性、 事故致因因素的关联度或重要度等。 定量安全评价主要有以下两种类型。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 以可靠性、 安全性为基础， 先查明系统中存在的隐患并求出其损失率、 有害因素的种类及其危害程度， 然后再与国家规

6、定的有关标准进行比较、 量化。 常用的方法有： 故障树分析法(Fault Tree Analysis， FTA)、 事件树分析法(Event Tree Analysis， ETA)、 模糊数学综合评价法、 层次分析法、 作业条件危险性分析法(LEC)、 机械工厂固有危险性评价法、 原因后果分析法(Cause-Consequence Analysis， CCA)等。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 以物质系数为基础，采用综合评价的危险度分级方法。 常用的方法有：美国道化学公司的“火灾、 爆炸危险指数评价法”(Dow Hazard Index， DOW)、 英国ICI公司蒙德部的“火灾、 爆炸

7、、 毒性指数法”(Mond Index， ICI)、 日本劳动省的“化工企业六阶段法”以及“单元危险指数快速排序法”等。 按照定量结果类别的不同， 定量安全评价方法还可以分为概率风险评价法、 伤害(或破坏)范围评价法和危险指数评价法(Hazard Index， HI)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 按评价的推理过程分类法按评价的推理过程分类法按照安全评价的逻辑推理过程， 安全评价方法可分为归纳推理评价法和演绎推理评价法。 归纳推理评价法是从事故原因推论结果的评价方法， 即从最基本的危险危害因素开始， 逐渐分析导致事故发生的直接因素， 最终分析出可能导致的事故。 演绎推理评价法是从

8、结果推论原因的评价方法， 即从事故开始， 推论导致事故发生的直接因素， 再分析与直接因素相关的间接因素， 最终分析和查找出导致事故发生的最基本的危险危害因素。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 按评价的目的分类法按评价的目的分类法按照安全评价要达到的目的， 安全评价方法可分为事故致因因素安全评价方法、 危险性分级安全评价方法和事故后果安全评价方法。 事故致因因素安全评价方法是采用逻辑推理的方法， 由事故推论最基本的危险危害因素或由最基本的危险危害因素推论事故的评价法， 适用于识别系统的危险危害因素和分析事故。 该类方法一般属于定性安全评价法。 危险性分级安全评价方法是通过定性或定量分析

9、给出系统危险性等级的安全评价方法， 适用于系统的危险性分级。 该类方法可以是定性安全评价法， 也可以是定量安全评价法。 事故后果安全评价方法可以直接给出定量的事故后果， 给出的事故后果可以是系统事故发生的概率、 事故的伤害(或破坏)范围、 事故的损失或定量的系统危险性等。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 按评价的系统性质分类法按评价的系统性质分类法按照评价系统的性质不同， 安全评价方法可分为设备(设施或工艺)故障率评价法、 人员失误率评价法、 物质系数评价法、 系统危险性评价法等。 由于安全评价不仅涉及自然科学， 而且涉及管理学、 逻辑学、 心理学等社会科学的相关知识， 而且安全评价

10、指标及其权值的选取又与生产技术水平、 安全管理水平、 生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关， 因此， 每种评价方法都有一定的适用范围和限度。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.1.2常用的安全评价方法常用的安全评价方法1. 安全检查法安全检查法( Safety Review， SR)安全检查法可以说是第一个安全评价方法， 它有时也称为工艺安全审查、 设计审查或损失预防审查。 它可以用于建设项目的任何阶段。 对现有装置(在役装置)进行评价时， 传统的安全检查主要包括巡视检查、 正规日常检查或安全检查(例如， 如果工艺尚处于设计阶段， 设计项目小组可以对一套图纸进行审查)。

11、第第5章安全评价方法章安全评价方法 安全检查的目的是辨识可能导致事故、 引起伤害和重要财产损失或对公共环境产生重大影响的装置条件或操作规程。 一般安全检查人员主要包括与装置有关的人员， 即操作人员、 维修人员、 工程师、 管理人员、 安全员等， 具体视工厂的组织情况而定。 安全检查的目的是为了提高整个装置的操作安全度， 而不是干扰正常操作或对发现的问题进行处罚。 完成安全检查后， 评价人员对亟待改进的地方应提出具体的措施、 建议。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 安全检查表分析法安全检查表分析法(Safety Checklist Analysis， SCA)安全检查表是指在评价过程中

12、， 为了查找工程和系统中各种设备、 设施、 物料、 工件、操作以及管理和组织措施中的危险和有害因素， 事先把检查对象加以分类， 将大系统分割成若干小的子系统， 编制成表， 这种表称为安全检查表。 在评价过程中， 以提问或打分的形式， 将检查项目列表逐项检查， 避免遗漏， 这种方法称为安全检查表分析法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 预先危险性分析法预先危险性分析法(Preliminary Hazard Analysis， PHA)预先危险分析法用于对危险物质和装置的主要区域进行分析， 包括在设计、 施工和生产前， 对系统中存在的危险性类别、 出现条件、 事故导致的后果进行分析， 其

13、目的是识别系统中的潜在危险， 确定其危险等级， 防止危险发展成事故。 预先危险性分析可以达到四个目的： 大体识别与系统有关的主要危险； 鉴别产生危险的原因； 预测事故发生对人员和系统的影响； 判别危险等级， 并提出消除或控制危险性的对策措施。第第5章安全评价方法章安全评价方法 预先危险性分析法通常用在对潜在危险了解较少和无法凭经验觉察的工艺项目的初期阶段， 用于工艺装置的初步设计或研究和开发。 当分析一个庞大的现有装置或无法使用更为系统的方法时， 常优先考虑PHA法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 故障假设分析法故障假设分析法(WhatIf， WI)故障假设分析法是一种对系统工艺过

14、程或操作过程的创造性分析方法。 使用该方法的人员应对工艺熟悉， 通过提问（故障假设）的方式来发现可能潜在的事故隐患。 故障假设分析法一般要求评价人员用“WhatIf”作为开头， 对有关问题进行考虑。任何与工艺安全有关的问题， 即使关系不大， 也可提出并加以讨论。 通常， 将所有的问题都记录下来， 然后将问题分门别类， 例如： 按照电气安全、 消防安全、人员安全等问题分类， 然后分别进行讨论。 对正在运行的现役装置， 应与操作人员进行交谈，所提出的问题要考虑到任何与装置有关的不正常的生产条件， 而不仅仅是设备故障或工艺参数的变化。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5. 故障假设分析检查表分析

15、法故障假设分析检查表分析法( WhatIfChecklist Analysis， WICA)故障假设分析检查表分析法是由具有创造性的假设分析方法与安全检查表分析法组合而成的， 它弥补了两种方法单独使用时各自的不足。 例如： 安全检查表分析法是一种以经验为主的分析方法， 用它进行安全评价时， 成功与否很大程度取决于检查表编制人员的经验水平。 如果检查表编制得不完整， 评价人员就很难对危险性状况做出有效的分析。而故障假设分析法鼓励评价人员思考潜在的事故和后果，它弥补了检查表编制时可能存在的经验不足； 检查表则使故障假设分析方法更系统化。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 故障假设分析检查表分析法

16、可用于工艺项目的任何阶段。 与其他大多数的评价方法相类似， 这种方法同样需要由丰富工艺经验的人员完成， 常用于分析工艺中存在的最普遍的危险。 虽然它也能够用来评价所有层次的事故隐患， 但故障假设分析检查表分析法一般主要是对过程中的危险进行初步分析， 然后可用其他方法进行更详细的评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 6. 危险和可操作性研究法危险和可操作性研究法(Hazard and Operability Study， HAZOP)危险和可操作性研究法是一种定性的安全评价方法， 基本过程以引导词为引导， 找出过程中工艺状态的变化（即偏差）， 然后分析偏差产生的原因、 后果及可采取的对策。

17、 危险和可操作性研究技术是基于这样一种原理， 即背景各异的专家们若在一起工作， 就能够在创造性、 系统性和风格上互相影响和启发， 能够发现和鉴别更多的问题， 要比他们独立工作并分别提供工作结果更为有效。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 危险和可操作性分析的本质， 就是通过系列会议对工艺流程图和操作规程进行分析，由各种专业人员按照规定的方法对偏离设计的工艺条件进行危险和可操作性研究。 所以， 危险和可操作性分析技术与其他安全评价方法的明显不同之处是其他方法可由某人单独去做， 而危险和可操作性分析则必须由多方面的、专业的、熟练的人员组成的小组来完成。第第5章安全评价方法章安全评价方法 7. 故

18、障类型及影响分析法故障类型及影响分析法( Failure Mode Effects Analysis， FMEA)故障类型及影响分析(FMEA)是系统安全工程的一种方法， 根据系统可以划分为子系统、 设备和元件的特点， 按实际需要将系统进行分割， 然后分析各自可能发生的故障类型及其产生的影响， 以便采取相应的对策， 提高系统的安全可靠性。 FMEA辨识可直接导致事故或对事故有重要影响的单一故障。 在FMEA中不直接确定人的影响因素， 像人为操作失误的影响通常作为一种设备故障模式表示出来。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 8. 故障树分析法故障树分析法(Fault Tree Analysis

19、， FTA)故障树(Fault Tree)是一种描述事故因果关系的有方向的“树”， 故障树分析法是安全系统工程中重要的分析方法之一。 它能对各种系统的危险性进行识别评价， 既能进行定性分析， 又能进行定量分析， 具有简明、 形象化的特点， 体现了以工程方法研究安全问题的系统性、 准确性和预测性。 FTA作为安全分析评价和事故预测的一种先进的科学方法， 已得到国内外的广泛认可和采用。 FTA不仅能分析出事故的直接原因， 而且能深入发掘事故的潜在原因， 因此在工程或设备的设计阶段， 在事故查询或编制新的操作方法时， 都可以使用FTA对它们的安全性做出评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 9.

20、 事件树分析法事件树分析法(Event Tree Analysis， ETA)事件树分析法是用来分析普通设备故障或过程波动（称为初始事件）导致事故发生的可能性的方法。 事故是由典型设备故障或工艺异常（称为初始事件）引发的结果。 与故障树分析不同，事件树分析使用归纳法， 事件树可提供系统性的记录事故后果的方法， 并能确定导致后果的事件与初始事件的关系。 事件树分析适用于分析那些产生不同后果的初始事件。 事件树强调的是事故可能发生的初始原因以及初始事件对事件后果的影响， 事件树的每一个分支都表示一个独立的事故序列， 对一个初始事件而言， 每一个独立事故序列都清楚地界定了安全功能之间的关系。 第第5

21、章安全评价方法章安全评价方法 10. 危险指数方法危险指数方法(Risk Rank， RR)危险指数方法是通过对几种工艺现状及运行的固有属性进行比较计算， 确定各种工艺危险特性的重要性， 并根据评价结果， 确定进一步评价的对象的评价方法。 危险指数评价法可用在工程项目的各个阶段(可行性研究、 设计、 运行等)， 或在详细的设计方案完成之前， 或在现有装置危险分析计划制定之前。 当然它也可用于在役装置，作为确定工艺及操作危险性的依据。 目前已有好几种危险等级方法得到了广泛的应用。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 危险指数方法使用起来可繁可简， 形式多样， 既可定性， 又可定量。 例如， 评价

22、者可依据对作业现场危险度、 事故几率、 事故严重度的定性评估， 对现场进行简单分级， 通过对工艺特性赋予一定的数值组成数值图表， 可用此表计算数值化的分级因子。 常用危险指数方法有： 危险度评价法； 道化学火灾、 爆炸危险指数评价法； 蒙德火灾、 爆炸、 毒性指数评价法； 日本化工企业六阶段评价法； 其他危险等级评价法。 下面简单介绍几种常用的危险指数方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1） 日本化工企业六阶段评价法日本劳动省提出的“化工装置安全评价方法”又称“化工企业六阶段安全评价法”， 是应用安全检查表、 定量危险性评价、 事故信息评价、 故障树分析以及事件树分析等方法， 分成六个阶

23、段， 采取逐步深入， 进行定性评价和定量评价的综合评价方法， 是一种考虑较为周到的评价方法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) 道化学火灾、 爆炸危险指数评价法美国道化学公司提出了物质指数作为系统安全工程的评价方法。1966年， 该公司又进一步提出了火灾、 爆炸危险指数的概念， 表示火灾、 爆炸的危险程度。 1972年， 他们又提出了以物质的闪点(或沸点)为基础， 代表物质潜在能量的物质系数， 结合物质的特定危险值、 工艺过程及特殊工艺的危险值， 计算出系统的火灾、 爆炸危险指数， 以评价该系统火灾、 爆炸危险程度的评价方法， 即道化学评价法第三版。 之后他们又以第三版为蓝本， 陆续推

24、出了新的版本， 1993年推出了最新的第七版。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 蒙德火灾、 爆炸、 毒性指数评价法英国帝国化学公司(ICI)在对现有装置和设计建设中的装置的危险性进行研究时， 既肯定了道化学公司的道化学火灾、 爆炸危险指数法， 又在其定量评价的基础上对道化学评价法第三版作了重要的改进和扩充， 增加了毒性的概念和计算方法，并提出了一些补充系数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 11. 人员可靠性分析人员可靠性分析(Human Reliability Analysis， HRA)人员可靠性行为是人机系统成功的必要条件， 人的行为受很多因素影响， 这些“行为成因要素”可

25、以是人的内在属性， 比如紧张、 情绪、 教养和经验； 也可以是外在因素， 比如工作间、 环境、 监督者的举动、 工艺规程和硬件界面等。 影响人员行为的成因要素数不胜数。 尽管有些行为成因要素是不能控制的， 但许多却是可以控制的， 可以对一个过程或一项操作的成功或失败产生明显的影响。第第5章安全评价方法章安全评价方法 例如： 评价人员可以把人为失误考虑到故障树之中， 一项检查表分析可以考虑这种情况在异常状况下， 操作人员可能将本应关闭的阀门打开了。典型的危险和可操作性研究通常也把操作人员失误作为工艺失常(偏差)的原因考虑进去。 尽管这些安全评价技术可以用来寻找常见的人为失误， 但它们还是主要集中

26、于引发事故的硬件方面。 当工艺过程中手工操作很多时， 或者当人机界面很复杂， 难以用标准的安全评价技术评价人为失误时， 就需要特定的方法去评估这些人为因素。第第5章安全评价方法章安全评价方法 有许多不同的方法可供人为因素专家用来评估工作情况。 一种常用的方法叫做“作业安全分析”(Job Safety Analysis， JSA)， 但该方法的重点是作业人员的个人安全。 作业安全分析是一个良好的开端， 但就工艺安全分析而言， 人员可靠性分析方法更为有用。 人员可靠性分析技术可用来识别和改进行为成因要素， 从而减少人为失误的机会。 这种技术分析的是系统、 工艺过程和操作人员的特性， 寻找失误的源头

27、。 如果不与整个系统的分析相结合而单独使用HRA技术， 似乎太突出人的行为而忽视了设备特性的影响。 所以， 在大多数情况下， 建议将HRA方法与其他安全评价方法结合使用。一般来说， HRA技术应该在其他评价技术(如HAZOP、 FMEA、 FTA)之后使用， 识别出具体的、 有严重后果的人为失误。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 12. 作业条件危险性评价法作业条件危险性评价法(LEC)美国的K.J.格雷厄姆(Keneth J. Graham)和金尼(Gilbert F. Kinney)研究了人们在具有潜在危险环境中作业的危险性， 提出了以所评价的环境与某些参考环境的对比为基础， 将作业条

28、件的危险性作为因变量， 事故或危险事件发生的可能性(L)、 暴露于危险环境的频率(E)及危险严重程度(C) 作为自变量， 确定了它们之间的函数式。 根据实际经验，他们给出了3个自变量的各种不同情况的分数值， 采取对所评价的对象根据情况进行打分的办法， 然后根据公式计算出其危险性的分数值，再在危险程度等级表或图上查出其危险性分数值对应的危险程度。 这是一种简单易行的评价作业条件危险性的方法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 13. 定量风险评价法定量风险评价法(QRA)在识别危险分析方面， 定性和半定量的评价是非常有价值的， 但是这些方法仅是定性的， 不能提供足够的量化数量， 特别是不能对复

29、杂、 危险的工业流程等提供决策的依据和足够的信息。定量风险评价可以将风险的大小完全量化， 风险可以表征为事故发生的频率和事故后果的乘积。 QRA对这两方面均进行评价， 并提供足够的信息， 为业主、 投资者、 政府管理者提供有利的定量化的决策依据。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 对于事故后果模拟分析， 国内外有很多研究成果， 如美国、 英国、 德国等发达国家， 早在20世纪80年代初便完成了以Burro、 Coyote、 Thorney Island为代表的一系列大规模现场泄漏扩散实验。 到了20世纪90年代， 又针对毒性物质的泄漏扩散进行了现场实验研究。 迄今为止， 已经形成了数以百计的

30、事故后果模型， 如著名的DEGADIS、ALOHA、 SLAB、 TRACE、 ARCHIE等。 基于事故模型的实际应用也取得了发展， 如DNV公司的SAFETY软件是一种多功能的定量风险分析和危险评价软件包， 包含多种事故模型， 可用于工厂的选址、 区域和土地使用决策、 运输方案选择、 优化设计、 提供可接受的安全标准等。第第5章安全评价方法章安全评价方法 Shall Global Solution公司提供的Shall FRED、 Shell SCOPE和Shell Shepherd 3个序列的模拟软件涉及泄漏、 火灾、 爆炸和扩散等方面的危险风险评价。 这些软件都是在大量实验的基础上得出的

31、数学模型， 有着很强的可信度。评价的结果用数字或图形的方式显示事故影响区域， 以及个人和社会承担的风险。可根据风险的严重程度对可能发生的事故进行分级， 有助于制定降低风险的措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.2安全检查表分析法安全检查表分析法 5.2.1安全检查表分析法概述安全检查表分析法概述安全检查表分析法(SCA)是依据相关的标准、 规范， 对工程和系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、 操作、 管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查的方法。 该方法事先把检查对象分割成若干子系统， 以提问或打分的形式，将检查项目列表。视具体情况可采用不同类型、 不同格式的安全检查

32、表，以便进行有效的分析。 该方法可用于工程和系统的各个阶段， 常用于对熟知的工艺设计进行分析，也可用于新工艺过程的早期开发阶段， 有经验的人员还要将设计文件与相应的安全检查表进行比较。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.2.2安全检查表分析法步骤安全检查表分析法步骤安全检查表分析方法包括三个步骤， 即建立安全检查表、 完成分析以及编制分析结果文件。 1. 建立安全检查表建立安全检查表为了编制一张标准的检查表， 评价人员应确定检查表的设计标准或操作规范， 然后依据存在的缺陷和差别编制一系列带问题的检查表。 编制检查表所需的资料包括有关标准、 规范及规定， 国内外事故案例， 系统安全分析事例

33、， 研究成果等资料。 还应按设备类型和操作情况提供一系列的安全检查项目。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 SCA法是基于经验的方法， 安全检查表必须由熟悉装置的操作和标准、 熟悉相关的政策和规定、有经验和具备专业知识的人员协同编制。 所拟定的安全检查表，应当是通过回答表中所列问题， 就能够发现系统设计和操作的各个方面与有关标准不符的地方的安全检查表。安全检查表一旦准备好，即使缺乏经验的工程师也能独立使用它， 或者可作为其他危险分析的一部分。建立某一特定工艺过程的详细安全检查表时，应与通用安全检查表对照，以保证其完整性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 完成分析完成分析对已运行的系

34、统，分析组应当视察所分析的工艺区域。 在视察过程中，分析人员将工艺设备和操作过程与安全检查表进行比较。依据对现场的视察、对系统文件的阅读、与操作人员的座谈以及个人的理解回答安全检查表所列的项目。 当所观察的系统特性或操作特性与安全检查表上希望的特性不同时，分析人员应当记下差异。新工艺过程的安全检查表分析，在施工之前常常是由分析小组在分析会议上完成的， 主要是对工艺图纸进行审查，完成安全检查表以及讨论差异。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 编制分析结果文件编制分析结果文件危险分析组完成分析后， 应当总结或视察会议过程中所记录的差异。 分析报告包含用于分析的安全检查表复印件。 任何有关提

35、高过程安全性的建议与恰当的解释都应写入分析报告中。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.2.3安全检查表分析法的优缺点及适用范围安全检查表分析法的优缺点及适用范围SCA法因简单、经济、有效而被经常使用。 SCA法是以经验为主的方法，使用其进行安全评价时， 成功与否很大程度取决于检查表编制人员的专业知识和经验水平， 如果检查表不完整，评价人员就很难对危险性状况做出有效的分析。 SCA法可用于安全生产管理和对熟知的工艺设计、 物料、 设备或操作规程的分析，也可用在新工艺的早期开发阶段， 来识别和消除在类似系统多年的操作中所发现的危险。但由于SCA法只能作定性分析，不能预测事故后果及对危险性进行

36、分级，因此很少用于安全预评价，事故调查时一般也不用。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.2.4安全检查表分析法应用实例安全检查表分析法应用实例表5-1是某厂的“放射性射线探伤作业安全检查表”，是由企业有关人员根据实际情况编制的，既有针对性，又有科学性，在长期使用中收到了良好的效果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-1放射性射线探伤作业安全检查表放射性射线探伤作业安全检查表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.3专家评议法专家评议法5.3.1专家评议法概述专家评议法概述专家评议法是一种吸收专家参加， 根据事物的过去、 现在及发展趋势，进行积极的创造性思维活动， 对事物的未来

37、进行分析、 预测的方法。 专家评议法有下列两种方式： （1） 专家评议。 专家评议法是根据一定规则， 组织相关专家进行积极的创造性思维， 对具体问题通过共同讨论， 集思广益进行解决的一种专家评价方法。 （2） 专家质疑。 专家质疑法需要先后进行两次会议。 第一次会议是专家对具体问题进行直接讨论，第二次会议则是专家对第一次会议提出的设想进行质疑。 主要是： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 研究讨论有碍设想实现的问题； 论证已提出的设想实现的可能性； 讨论设想的限制因素并提出排除限制因素的建议； 在质疑过程中， 也可能会有新的建设性的可行性设想提出。 最后由分析小组对专家直接讨论及质疑的结果进

38、行分析， 编写一个评价意见一览表； 并对质疑过程中提出的评价意见进行评价， 形成实际可行的最终设想一览表。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.3.2专家评议法步骤专家评议法步骤采用专家评议法进行安全评价、 预测有以下四个步骤。 （1） 明确分析评价、 预测的具体问题。 （2） 组成专家评议分析、 预测小组。 小组应由预测专家、 专业领域的专家、 推断思维能力强的演绎专家以及高级专业领域的分析专家等组成。 （3） 举行专家会议， 对所提出的具体问题进行分析、 预测。 组织专家会议时， 应遵守以下几个原则： 分析、 预测的问题要具体明确， 并且要限制范围； 参加会议的专家要注意力集中， 发言

39、要言简意赅； 要即席发言， 不能照稿宣读； 鼓励任何设想， 鼓励对已提出的设想进行补充改进和综合； 鼓励提出不同意见、 观点， 提倡自由讨论， 充分激发专家的积极性和创造性。 （4） 分析、 归纳出专家会议的结果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.3.3专家评议法的优缺点及适用范围专家评议法的优缺点及适用范围专家评议法由于简单易行， 比较客观， 十分有用， 因此被人们广泛采用。 由于所邀请的人员是在专业理论上造诣较深、 实践经验较丰富的专家， 而且由于有专业专家、 安全专家、评价专家、 逻辑专家参加， 将专家的意见运用逻辑推理的方法进行综合、 归纳， 因此所得出的结论一般比较全面、 正

40、确。 特别是对专家的质疑进行正反两方面的讨论， 使问题更深入、 更全面透彻， 所形成的结论性意见更科学、 合理。 但是， 因为对邀请的专家要求比较高，所以并不是所有项目均适合应用。第第5章安全评价方法章安全评价方法 专家评议法很适合于对类似装置的安全评价， 它可以充分发挥专家丰富的实践经验和理论知识。 专家评价法对专项安全评价十分有用， 可以将问题研究讨论得更深、 更细、 更透彻， 便于决策。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.3.4专家评议法应用实例专家评议法应用实例某钢厂需增加1台VDVOD装置， 运用专家评议法进行危险和危害因素的分析、 评价和预测。 评议过程按评议步骤和评议结论进

41、行。1. 评议步骤评议步骤（1） 明确问题。 分析评价、 预测的具体问题是该钢厂增加的1台VDVOD装置的危险和危害因素。 （2） 成立专家组。 专家组由具有丰富实践经验和理论知识的VOD设备专家、 生产工艺专家、 劳动安全专家、 VOD操作人员、 安全评价专家及逻辑专家共6人组成。 （3） 专家评议。 举行专家会议， 对VOD装置进行分析、 类比和预测。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 评议结论评议结论由专家组综合分析、 归纳， 得出如下结论。 （1） 该钢厂为了淘汰技术落后、 消耗高、 产品市场竞争力日趋萎缩的长线产品， 调整现有生产结构， 实现技术更新， 生产超低碳奥氏体不锈钢

42、、 轴承钢、 高速齿轮钢等， 以提高产品质量， 增强企业的市场竞争力， 需要对电炉特钢系统新增加一台VOD精炼装置。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （2） 在吹氧、 真空脱气过程中， VOD装置可能发生的较为严重的事故是钢水遇水的爆炸事故。 因为水遇到1600左右的钢水时， 会瞬间汽化， 使分子间距增大1011.4倍，体积增大约1500倍。 而此膨胀过程在极短时间内发生， 所以会在有限空间内形成爆炸。 若真空罐冷却系统及其他水冷设施泄漏， 则遇钢水会发生爆炸。 所以， 各水冷设施需要经常检漏。 真空罐底部有积水， 水冷系统和炉体等耐火材料损坏、 坍塌等均存在着发生爆炸事故的可能性。第第5章

43、安全评价方法章安全评价方法 （3） 钢包在吊运过程中， 钢包钢水口因多次使用， 受钢水侵蚀、 冲刷， 可能发生钢水泄漏事故； 钢包装载超量或吊装不当， 会发生钢水溢漏事故。 这些都会造成人员灼、 烫伤，损坏设备、 设施及引发火灾爆炸事故。 （4） 氧气是强氧化剂， 在由氧气站通过管路接至VOD精炼炉顶氧枪过程中， 可能存在下列危险： 在氧气输送过程中， 管道或阀门中残留的金属屑、 焊渣、 焊瘤、 可燃物等杂质会引起燃烧， 将管壁烧红， 引发火灾、 灼烫事故； 氧气泄漏有引发火灾、 爆炸事故的可能； 氧气泄漏时， 如人员吸入高浓度氧气(40)， 会发生氧中毒； 若氧枪插入位置不当， 冷却水管冷却

44、效果不良， 会损坏氧枪水冷系统， 造成漏水， 水遇钢水会发生爆炸。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （5） 惰性组分氮、 氩(用作底吹搅拌、 均匀温度和调节成分)系统如发生管线或阀门泄漏，有可能发生窒息中毒事故。 （6） VOD精炼炉的起重、 吊装作业特点是重量大(仅钢水约100120 t， 钢包总重约有160170 t)、 温度高(1600左右)、 频率高(存放钢水的钢包吊入、 精炼后将钢包吊出等)， 因而存在着钢包漏钢的危险性。 一般， 漏钢要吊至漏钢事故坑， 否则如遇积水或潮湿会发生爆炸。 而且吊索和吊具受高温烘烤， 强度下降， 易损坏， 有可能造成重大事故。 正是由于钢包的起重、 吊

45、装、 运输作业中危险性大， 所以吊钩、 吊索等吊具要确保完好； 挂钩和吊装的运行要稳妥、 牢靠； 吊索和吊具要定期更换， 以严防钢包脱落造成重大事故。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （7） VOD装置中的液动、 气动、 电动、 计算机控制等系统， 应确保安全、 可靠。要防止因系统失灵、 失控及操作失误而引发事故。 对于计算机系统要防止病毒侵入； 不但要防直接雷， 而且要防间接雷(有一钢厂近年计算机系统曾遭到感应雷的袭击)。 （8） 在VOD装置的生产过程中， 同样还存在着触电、 高处坠落、 机械伤害、 物体打击的可能性， 不能忽视。 （9） VOD炉是引进设备， 自动化程度较高， 要求严

46、格管理。 作业人员需要具有较高的文化素质和技术水平以及良好的心理素质， 作业时应精心操作。 （10） 要防止因电缆老化或电路短路而引发火灾事故。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.4预先危险分析法预先危险分析法 5.4.1预先危险分析法概述预先危险分析法概述预先危险分析法(Preliminary Hazard Analysis， PHA)又称初步危险分析， 是一项为实现系统安全而进行的危害分析的初始工作， 常用在对潜在危险了解较少和无法凭经验觉察其危险因素的工艺项目的初步设计或工艺装置的研究和开发中， 或用于在危险物质和项目装置的主要工艺区域的初期开发阶段(包括设计、 施工和生产前)，对

47、物料、装置、工艺过程以及能量等失控时可能出现的危险性类别、出现条件及可能导致的后果，作宏观的概略分析，其目的是识别系统中存在的潜在危险，确定其危险等级，防止危险发展成事故。第第5章安全评价方法章安全评价方法 当分析一个庞大的现有装置或对环境无法使用更为系统的方法时， PHA技术可能非常有用。 英国ICI公司在工艺装置的概念设计阶段、 工厂选址阶段以及项目发展过程的初期， 就是用这种方法来分析可能存在的危险性的。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在PHA中， 分析组应考虑工艺特点，列出系统基本单元可能的危险性和危险状态，这些是概念设计阶段所要确定的，包括：原料、中间物、催化剂、三废、最终产品

48、的危险特性及其反应活性，装置设备，设备布置， 操作环境， 操作(测试、 维修等)及操作规程，各单元之间的联系， 防火及安全设备等。 当识别出所有的危险情况后，列出可能的原因、后果以及可能的改正或防范措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.4.2预先危险分析法步骤预先危险分析法步骤PHA法包括三个步骤， 即分析准备、 完成分析和编制分析结果文件(报告)。 1. 分析准备分析准备PHA分析通过经验判断、技术诊断或其他方法调查确定危险源(即危险因素存在于哪个子系统中)。对所需分析的系统的生产目的、物料、装置和设备、工艺过程、 操作条件以及周围环境等进行充分详细的调查了解。分析组需要收集装置或

49、系统的有用资料，以及其他可靠的资料(如： 任何相同或相似的装置， 或者即使工艺过程不同但使用方法相同的设备的资料)。 危险分析组应尽可能从不同渠道汲取相关经验，包括相似设备的危险性分析、相似设备的操作经验等。第第5章安全评价方法章安全评价方法 为了让PHA达到预期的目的，分析人员必须写出工艺过程的概念设计说明书。因此， 分析人员必须知道过程所包含的主要化学物品、 反应、工艺参数以及主要设备的类型(如容器、 反应器、 换热器等)。 此外， 明确装置需要完成的基本操作和操作目标， 有助于确定设备的危险类型和操作环境。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 完成分析完成分析PHA识别可能发现一些

50、危险和事故情况， 因此PHA还应对设计标准进行分析并找到能消除或减少这些危险的其他途径，要做出这样的评判需要一定的经验。危险分析组在完成PHA的过程中应考虑以下几方面的因素。 （1） 危险物料和设备。 如燃料、 高反应活性物质、 有毒物质， 爆炸系统、 高压系统、 其他储能系统。 （2） 设备与物料之间与安全有关的隔离装置。 如物料的相互作用、 火灾爆炸的产生和发展、 控制停车系统。 （3） 影响设备和物料的环境因素。 如地震、 振动、 洪水、 极端环境温度、 湿度、 静电等。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （4） 操作、 测试、 维修及紧急处置规程。 如人为失误的重要性、 操作人员的作用

51、、 设备的可接近性、 人员的安全保护。 （5） 辅助设施。 如储槽、 测试设备、 培训设施、 公用工程。（6） 与安全有关的设备。 如调节系统、 备用设备、 灭火及人员保护设备。对工艺过程的每一个区域， 分析组都要识别危险并分析这些危险产生的原因及可能导致的后果。最后，分析组为了衡量危险性的大小及其对系统的破坏性，根据事故的原因和后果， 可以将各类危险性划分为四个等级，见表5-2。 然后分析组将提出消除或减少危险的建议。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-2危险性等级划分危险性等级划分 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 编制分析结果文件编制分析结果文件为方便起见， PHA的分

52、析结果以表格的形式记录。 其内容包括识别出的危险、 危险产生的原因、 主要后果、 危险等级以及改正或预防措施。 表5-3是PHA的分析结果记录的表格式样。 PHA结果表常作为PHA的最终产品提交给装置设计人员。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-3PHA分析结果记录表格分析结果记录表格 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.4.3预先危险分析法的优缺点及适用范围预先危险分析法的优缺点及适用范围预先危险分析是一种宏观的概略定性分析方法。 在项目发展初期使用PHA有如下优点：（1） 它能识别可能的危险， 用较少的费用或时间就能进行改正。 （2） 它能帮助项目开发组分析和设计操作指南。

53、（3） 该方法简单易行， 经济有效。 固有系统中采取新的操作方法或接触新的危险物质、 工具和设备时， 采用PHA比较合适， 它从一开始就能消除、 减少或控制主要的危险。 当只希望进行粗略的危险和潜在事故情况分析时， 也可用PHA对已建成的装置进行分析。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.4.4预先危险分析法应用实例预先危险分析法应用实例分析将H2S从储气罐送入工艺设备的危险性。 在该设计阶段，分析人员只知道在工艺过程中要用到H2S，H2S有毒且易燃，其他一无所知。主要分析步骤如下。 （1） 分析人员将H2S可能释放出来作为一个危险情况，列出了以下几种可能引起H2S释放的原因： 储罐受压泄

54、漏或破裂； 工艺过程中没有消耗掉所有的H2S； H2S的工艺输送管线泄漏或破裂； H2S在储罐与工艺设备的连接过程中发生泄漏。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 分析人员确定这些导致H2S泄漏的原因可能产生的后果。 对本例来说只有发生大量泄漏时才会导致死亡事故。下一步通过对每种可能导致H2S释放的原因提出改正或避免措施，以便为设计提供依据。 例如， 分析人员可建议设计人员： 考虑储存另外的低毒但能产生需要的H2S的物质的工艺； 考虑开发能收集和处理过量的H2S的系统； 由熟练的操作人员进行储罐的连接； 考虑储罐封闭在水洗系统中，水洗系统由H2S检测器启动； 储罐的位置位于易于输送的地

55、方， 但远离其他设备； 建立培训计划， 在装置开车前对所有工人进行H2S释放紧急处置操作规程的培训。 H2S系统PHA部分分析结果见表5-4。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-4 H2S系统系统PHA部分分析结果部分分析结果 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.5故障假设分析法故障假设分析法 5.5.1故障假设分析法概述故障假设分析法概述故障假设分析法(WhatIf Analysis)是对某一生产工艺过程或操作过程创造性的分析方法。 使用该方法的人员应对工艺熟悉，通过提出一系列“如果怎么办”的问题(故障假设)，来发现可能和潜在的事故隐患，从而对系统进行彻底的检查。在分析会上围绕

56、所确定的安全分析项目对工艺过程或操作进行分析，鼓励每个分析人员对假定的故障问题发表不同看法。如果分析人员富有经验，则该方法是一种强有力的分析方法；否则，其结果可能是不完整的。第第5章安全评价方法章安全评价方法 对一个相对简单的系统，故障假设分析只需要一两个分析人员就能进行；对复杂系统则需要组织较大规模的分析组， 需较长时间或多次会议才能完成。 故障假设分析法通常对工艺过程进行审查， 一般要求评价人员用“WhatIf”作为开头对有关问题进行考虑， 从进料开始沿着流程直到工艺过程结束。任何与工艺安全有关的问题， 即使它与之不太相关也可提出并加以讨论。 故障假设分析结果将找出暗含在分析组所提出的问题

57、和争论中的可能的事故情况。 这些问题和争论常常指出了故障发生的原因。 故障假设提出的问题诸如： “如果原料的浓度不对将会发生什么情况?”、 “如果在开车时泵停止运转如何处理?”、 “如果操作工打开阀B而不是阀A怎么办?”等。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 通常， 将所有的问题都记录下来， 然后将问题分类。 例如： 按照电气安全、消防、人员安全等对问题进行分类， 分别进行讨论。 对正在运行的现役装置，则与操作人员进行交谈，所提出的问题要考虑到任何与装置有关的不正常的生产条件，而不仅仅是设备故障或工艺参数的变化。 此外， 对问题的回答，包括危险、后果、已有安全保护、重要项目的可能解决方法也要

58、记录下来。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.5.2故障假设分析法步骤故障假设分析法步骤故障假设分析法由三个步骤组成， 即分析准备、 完成分析、 编制分析结果文件。 1. 分析准备分析准备（1）人员组成。 分析小组应由23名专业人员组成。 小组成员要熟悉生产工艺， 且有评价危险性的经验并了解分析结果的意义， 最好有现场班组长和工程技术人员参加。 （2） 确定分析目标。首先要考虑以取得什么样的结果作为目标，对目标又可进一步加以限定。目标确定之后就要确定分析哪些系统， 如物料系统、 生产工艺等。 分析某一系统时应注意与其他系统的相互作用，避免漏掉危险性。如果是对正在运行的装置进行分析，分析组

59、应与操作、 维修、公用系统或其他服务系统的负责人座谈。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （3） 准备资料。 故障假设分析法所需资料见表5-5。 危险分析组最好在分析会议开始之前得到这些资料。 表表5-5故障假设分析法所需资料故障假设分析法所需资料 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （4） 准备基本问题。它们是分析会议的“种子”。如果以前进行过故障假设分析，或者进行过对装置改造后的分析，则可以使用以前分析报告中所列的问题。对新的装置或第一次进行故障假设分析的装置，分析组成员在会议之前应当拟定一些基本的问题，其他各种危险分析方法对原因和后果的分析也可以作为故障假设分析的问题。 第第5章安全评价

60、方法章安全评价方法 2. 完成分析完成分析（1）了解情况， 准备故障假设问题。分析会议一开始， 应该首先由熟悉整个装置和工艺的人员阐述生产情况和工艺过程， 包括原有的安全设备及措施。 分析人员还应说明装置的安全防范、安全设备、卫生控制规程。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 分析人员要向现场操作人员提问， 然后对所分析的工艺过程提出有关安全方面的问题。但是分析人员不应受所准备的故障假设问题的限制或者仅局限于对这些问题的回答，而是应当利用他们的综合专业知识和分析组人员之间的相互启发， 提出他们认为必须分析的问题， 以保证分析的完整。分析进度不能太快也不能太慢， 每天最好不要超过46 h， 连续

61、分析不要超过一周。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 分析过程有两种会议方式可采用。 一种方式是列出所有的安全项目和问题， 然后进行分析； 另一种方式是提出一个问题讨论一个问题， 即对所提出的某个问题的各个方面进行分析后再对分析组提出的下一个问题(分析对象)进行讨论。 两种方式都可以， 但通常最好是在分析之前列出所有的问题， 以免打断分析组的创造性思维。如果过程比较复杂，可以分成几部分， 这样不至于让分析组花上几天时间来列出所有问题。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （2） 按照准备好的问题，从工艺进料开始，一直进行到成品产出为止，逐一提出如果发生某种情况，操作人员应该怎么办的问题，分别

62、得出正确答案， 填入分析表中。 常见的故障假设分析法分析表如表5-6所示。 （3） 将提出的问题及正确答案加以整理，找出危险、 可能产生的后果、已有安全保护装置和措施、可能的解决方法等汇总后报相关部门，以便采取相应措施。在分析过程中，可以补充任何新的故障假设问题。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-6故障假设分析法分析表故障假设分析法分析表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 编制分析结果文件编制分析结果文件编制分析结果文件是将分析人员的发现变为消除或减少危险的措施的关键。 5.5.4小节中的表5CD*28即是一份故障假设分析结果报告式样， 读者可参考。 分析组还应根据分析结果

63、提出提高过程安全性的建议。 根据对象的不同要求可对表格内容进行调整。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.5.3故障假设分析法的优缺点及适用范围故障假设分析法的优缺点及适用范围故障假设分析法适用范围很广，可用于设备设计和操作的各个方面(如建筑物、动力系统、原料、中间体、产品、 仓库储存、物料的装卸与运输、工厂环境、操作方法与规程、安全管理规程、装置的安全保卫等)。故障假设分析法鼓励思考潜在的事故和可能导致的后果，它弥补了基于经验的安全检查表编制时经验的不足， 但是，检查表可以使故障假设分析方法更系统化，因此出现了安全检查表分析与故障假设分析组合在一起的分析方法，互相取长补短，弥补各自单独使

64、用时的不足。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.5.4故障假设分析法应用实例故障假设分析法应用实例用故障假设分析法， 对磷酸氢二铵(DAP)系统的反应工段进行分析。 表5-7列出了将在分析会议上讨论的问题。 表表5-7对生产对生产DAP的过程进行故障假设分析所提出的问题的过程进行故障假设分析所提出的问题 第第5章安全评价方法章安全评价方法 对第一个问题， 分析人员需要考虑哪些物质与氨混合可发生危险。 如果清楚是哪种物质，就要注意是装置中存在该物质， 还是原料供应商提供的原料本来就有问题(也可能是原料标签有误)。如果物料的错误搭配对操作人员和环境有危害，分析人员要能够识别这种危害，并且还应

65、分析已有的安全保护措施是否能避免这种危害的发生。 建议原料分析中心在磷酸送入装置前对其进行分析检验。 分析人员按照这种方式逐一分析、回答其他问题并记录下来。 表5-8列出了本例的结果分析文件。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-8DAP工艺过程的故障假设结果分析文件工艺过程的故障假设结果分析文件 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.6危险与可操作性研究法危险与可操作性研究法 5.6.1危险与可操作性研究法概述危险与可操作性研究法概述危险与可操作性研究法(Hazard and Operability Study， HAZOP)是以系统工程为基础，主要针对化工装置而开发的一种定性的危

66、险性评价方法。它以关键词为引导， 分析讨论生产过程中工艺参数可能出现的偏差、 偏差出现的原因和可能导致的后果， 以及这些偏差对整个系统的影响，并有针对性地提出必要的对策措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 HAZOP的特点是由中间状态参数的偏差开始，找出原因并判断后果，它是属于从中间向两头分析的方法，具体就是通过一系列的分析会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在装置的设计、操作、维修等过程中，需要工艺、工程、仪表、土建、 给排水等专业的人员一起工作，因此危险与可操作性分析实际上是一个系统工程， 需要各专业人员的共同参与， 才能识别更多的问题。第第5章安全评价方法章安全评价方法 HAZOP分

67、析是对工艺或操作的特殊点进行的分析，这些特殊点称为分析节点，又称工艺单元或操作步骤。通过分析每个节点，识别出那些具有潜在危险的偏差，这些偏差通过引导词(或关键词)引出。一套完整的引导词可使每个可识别的偏差不被遗漏。 表5-9列出了HAZOP分析中经常遇到的术语及其定义；表5-10列出了HAZOP分析常用的引导词。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-9常用常用HAZOP分析术语及其定义分析术语及其定义 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-10HAZOP分析常用引导词及其意义分析常用引导词及其意义(参考参考GB 1354892) 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.6.2危险

68、与可操作性研究法步骤危险与可操作性研究法步骤危险与可操作性研究法可分三个步骤进行，即分析准备、 完成分析和编制分析结果文件。1. 分析准备分析准备（1） 确定分析的目的、 对象和范围。 分析对象通常由装置或项目负责人确定， 并得到HAZOP分析组组织者的帮助。 （2） 分析组的构成。 HAZOP研究小组一般由48人组成， 每个成员都能为所研究的项目提供知识和经验， 最大限度发挥每个成员的作用。 HAZOP研究小组最少由4人组成， 包括组织者、记录员、两名熟悉过程设计和操作的人员，但57人的分析组是比较理想的。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （3） 获得必要的文件资料。最重要的文件资料是带

69、控制点的流程图，但工艺流程图、平面布置图、 安全排放原则、化学危险数据、管道数据表、工艺数据表以及以前的安全报告等也很重要。其他需要的文件包括操作与维护指导手册、仪表控制图、逻辑图、安全程序文件、管道单线图、 装置手册和设备制造手册等。重要的图纸和数据应在分析会议开始之前分发到每位分析成员手中。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （4） 将资料变成适当的表格并拟定分析顺序。对连续过程来说，准备工作量最小，在分析会议之前使用最新的图纸确定分析节点，每一位分析人员在会议上都应有这些图纸。对间歇过程来说，准备工作量很大，主要是因为操作过程复杂，分析这些操作程序是间歇过程HAZOP分析的主要内容。如有

70、两个或两个以上的间歇步骤同时在过程中出现， 应当将每个步骤中的每个容器的状态都表示出来。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （5） 安排会议次数和时间。制定会议计划，首先要确定分析会议所需的时间。一般来说每个分析节点平均需要2030 min， 若某容器有两个进口， 两个出口，一个放空点， 则需要3 h左右。另外还可以每个设备分配23 h。 每次会议持续时间不要超过46 h(最好安排在上午)， 会议时间越长， 则效率越低。 也可以把装置划分成几个相对独立的区域， 每个区域讨论完毕后， 会议组作适当修整， 再进行下一区域的分析讨论。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 完成分析完成分析图5

71、-1是HAZOP分析流程图。分析组对每个节点或操作步骤使用引导词进行分析，得到一系列的结果， 如偏差的原因、 后果、保护装置、建议措施等。当发现危险情况时，HAZOP分析组的每一位成员都应明白问题所在。在分析过程中，应当确保对每个偏差的分析，并且在建议措施完成之后再进行下一偏差的分析。在考虑采取某种措施以提高安全性之前，应对与节点有关的所有危险进行分析，以减少那些悬而未决的问题。 此外，对偏差或危险应当主要考虑易于实现的解决方法，而不是花费大量时间去设计解决方案。过程危险性分析会议的主要目的是发现问题，而不是解决问题。但是如果解决方法是明确和简单的，应当作为意见或建议记录下来。 第第5章安全评

72、价方法章安全评价方法 图5-1HAZOP分析流程图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 HAZOP分析涉及过程的各个方面，包括工艺、设备、仪表、控制、环境等。HAZOP分析人员的知识及可获得的资料总是与HAZOP分析方法的要求有距离，因此，对某些具体问题可听取专家的意见。必要时对某些部分的分析可延期， 在获得更多的资料后再进行分析。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 编制分析结果文件编制分析结果文件分析记录是HAZOP分析的一个重要组成部分。负责记录的人员应从分析讨论过程中提炼出准确的结果。尽管不可能把会议上说的每一句话都记录下来，但必须记录所有重要的意见。必要时可举行分析报告审核会，

73、让分析组对最终报告进行审核和补充。通常，HAZOP分析会议以表格形式记录，如表5-11所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-11HAZOP分析记录表分析记录表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.6.3危险与可操作性研究法的优缺点及适用范围危险与可操作性研究法的优缺点及适用范围危险与可操作性研究法的优点是简便易行，且背景各异的专家们一起工作，在创造性、系统性和风格上互相影响和启发，能够发现和鉴别更多的问题，要比他们独立工作更为有效。 缺点是分析结果受分析评价人员主观因素影响。 危险与可操作性研究法的适用范围：该评价方法起初专门用于评价新工程项目设计审查阶段，用以查明潜在危险源

74、和操作难点，以便采取措施加以避免，不过HAZOP法还特别适合于化工系统的装置设计审查和运行过程分析，也可用于热力、 水力系统的安全分析。第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.6.4危险与可操作性研究法应用实例危险与可操作性研究法应用实例使用HAZOP分析方法对DAP反应系统的危险情况进行分析。 DAP工艺流程如图5-2所示。分析组将引导词用于工艺参数，对连接DAP反应器的磷酸溶液进料管线进行分析。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-2DAP工艺流程简图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （1） 分析节点： 连接DAP反应器的磷酸溶液进料管线。（2） 设计工艺指标： 磷酸以一定流量进

75、入DAP反应器。（3） 引导词： 空白。（4） 工艺参数： 流量。（5） 偏差： 空白+流量=无流量。（6） 后果： 反应器中氨过量， 导致事故； 未反应的氨进入DAP储槽， 结果是氨从储槽逸出弥散到封闭的工作区域； 损失DAP产品。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （7） 原因： 磷酸储槽中无原料； 流量指示器控制器因发生故障而显示值 偏 高； 操作人员将流量控制器流量值设置得过 低； 磷酸流量控制阀因故障关闭； 管道堵塞； 管道泄漏或破裂。 （8）安全保护： 定期维护阀门B。 （9） 建议措施： 考虑安装报警停车系统； 保证定时检查和维护阀门B； 考虑使用DAP封闭储槽， 并连接洗涤系统

76、。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 然后对该系统的其他节点用引导词+工艺参数的方法继续进行分析， 将每个节点的分析内容记录到HAZOP分析表中。 表5-12是HAZOP分析结果的部分示例。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-12用用HAZOP法分析法分析DAP工艺过程部分结果工艺过程部分结果 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.7故障树分析法故障树分析法 5.7.1故障树分析法概述故障树分析法概述故障树分析法（FTA）是美国贝尔电话实验室于1962年开发的。 故障树分析法采用演绎逻辑方法进行危险分析， 将事故的因果关系形象地描述为一种有方向

77、的“树”，以系统可能发生或已发生的事故(称为顶事件)作为分析起点，将导致事故发生的原因事件按因果逻辑关系逐层列出， 用树形图表示出来，构成一种逻辑模型，然后定性或定量地分析事件发生的各种可能途径及发生的概率，找出避免事故发生的各种方案并选出最佳安全对策。FTA法形象、清晰，逻辑性强，它能对各种系统的危险性进行识别评价，既能进行定性分析，又能进行定量分析。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 顶事件通常是由故障假设、HAZOP等危险分析方法识别出来的。 故障树模型是原因事件(即故障)的组合(称为故障模式或失效模式)， 这种组合导致顶事件。 这些故障模式称为割集， 最小的割集是原因事件的最小组合。

78、 要使顶事件发生， 最小割集中的所有事件必须全部发生。 例如， 如果割集中“无燃料”和“挡风玻璃损坏”全部发生， 顶事件“汽车不能启动”才能发生。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.7.2故障树分析法名词术语和符号故障树分析法名词术语和符号1. 事件事件在故障树分析中，各种故障状态或不正常情况皆称为故障事件；各种完好状态或正常情况皆称为成功事件。两者均可简称为事件。事件可分为以下几种类型。1） 底事件底事件是故障树分析中能导致其他事件的原因事件。底事件位于所讨论的故障树底端，总是某个逻辑门的输入事件而不是输出事件。 底事件分为基本事件与未探明事件。 基本事件是在特定的故障树分析中无须探明

79、其发生原因的底事件。 未探明事件是原则上应进一步探明但暂时不必或者暂时不能探明其原因的底事件。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2） 结果事件结果事件是故障树分析中由其他事件或事件组合所导致的事件。结果事件总位于某个逻辑门的输出端。 结果事件又分为顶事件与中间事件。 顶事件是故障树分析中所关心的结果事件。顶事件位于故障树的顶端，总是所讨论故障树中逻辑门的输出事件而不是输入事件。 中间事件是位于底事件和顶事件之间的结果事件。中间事件既是某个逻辑门的输出事件，同时又是别的逻辑门的输入事件。第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 特殊事件特殊事件是指在故障树分析中需用特殊符号表明其特殊性或引起

80、注意的事件。特殊事件分为开关事件和条件事件。 开关事件是在正常工作条件下必然发生或者必然不发生的特殊事件。 条件事件是使逻辑门起作用的具有限制作用的特殊事件。第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 逻辑门及符号逻辑门及符号在故障树分析中逻辑门只描述事件间的逻辑因果关系， 主要分为以下几种。（1） 与门：表示仅当所有输入事件发生时， 输出事件才发生。 （2） 或门：表示只要有一个输入事件发生， 输出事件就发生。 （3） 非门：表示输出事件是输入事件的对立事件。第第5章安全评价方法章安全评价方法 另外还有以下几种特殊门。 （1） 顺序与门： 表示仅当输入事件按规定的顺序发生时， 输出事件才发生。

81、 （2） 表决门： 表示仅当几个输入事件中n个或n个以上的事件发生时， 输出事件才发生。 （3） 异或门： 表示仅当单个输入事件发生时， 输出事件才发生。 （4） 禁门： 表示仅当条件事件发生时， 输入事件的发生方导致输出事件的发生。 各种逻辑门的符号及定义见表5-13。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 转移符号转移符号转移符号有相同转移符号和相似转移符号两种，表示转移到或来自于另一个子(故障)树，用三角形表示， 其符号及定义见表5-13。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-13故障树分析相关名词术语的符号及定义故障树分析相关名词术语的符号及定义 第第5章安全评价方法章安全

82、评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 故障树故障树故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图。 它用表5-13所示的事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统各种事件的因果关系，逻辑门的输入事件是输出事件的“因”， 输出事件是输入事件的“果”。 故障树可分为以下几种类型。（1）二状态故障树：如果故障树的底事件刻画一种状态， 而其对立事件也只刻画一种状态， 则称为二状态故障树。 （2）多状态故障树：若故障树的底事件有3种以上互不相容的状态， 则称为多状态故障树。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 规范化故障树： 将画好的故障树中各种特殊事件与特殊门进行转换或删减，变成仅含有底事件

83、、 结果事件以及与、 或、 非3种逻辑门的故障树， 这种故障树称为规范化故障树。 (4) 正规故障树：仅含故障事件以及与门、 或门的故障树称为正规故障树。 (5) 非正规故障树：含有成功事件或者非门的故障树称为非正规故障树。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (6) 对偶故障树：将二状态故障树中的与门换为或门，或门换为与门，而其余不变，这样得到的故障树称为原故障树的对偶故障树。 (7)成功树：除将二状态故障树中的与门换为或门、或门换为与门外，还将底事件与结果事件换为相应的对立事件， 这样所得到的树称为原故障树对应的成功树。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.7.3故障树分析法步骤故障树分

84、析法步骤故障树分析法基本程序如图5-3所示。首先详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或平面布置图。其次，收集事故案例(国内外同行业、同类装置曾经发生的)，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶事件。根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率(频率)， 确定要控制的事故目标值。然后从顶事件起按其逻辑关系，构建故障树。最后作定性分析，确定各基本事件的结构重要度，求出概率，再作定量分析。如果故障树规模很大，借助计算机进行。目前我国故障树分析法一般都进行到定性分析为止。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-3故障树分析法的基本程序 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1. 故

85、障树的构建故障树的构建故障树的构建从顶事件开始，用演绎和推理的方法确定导致顶事件直接的、间接的、必然的、充分的原因。通常这些原因不是基本事件，而是需要进一步发展的中间事件。为了保证故障树的系统性和完整性，构建故障树须遵循几条基本规则，具体内容见表5-14。故障树结构图如图5-4所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-4故障树结构图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-14故障树构建规则故障树构建规则 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 故障树的定性分析故障树的定性分析故障树的定性分析仅按故障树的结构和事故的因果关系进行。 分析过程中不考虑各事件的发生概率， 或认为各事件

86、的发生概率相等。 内容包括求基本事件的最小割集、 最小径集及其结构重要度。 求取方法有质数代入法、 矩阵法、 行列法、 布尔代数法简法等。 图5-5是故障树图例，下面结合图5-5介绍布尔代数法简法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-5故障树图例 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1） 布尔代数主要运算法则在故障树分析中常用逻辑运算符号“”、 “+”将A、 B、 C等各个事件连接起来， 这些连接式称为布尔代数表达式。 在求最小割集时要用布尔代数运算法则化简代数式。 这些法则有： 交换律： A+B=B+A AB=BA 结合律： A+(B+C)=(A+B)+C A(BC)=(AB)C 分

87、配律： A(B+C)=AB+AC A+(BC)=(A+B)(A+C)第第5章安全评价方法章安全评价方法 吸收律： A(A+B)=A A+AB=A 互补律： A+=1 A=0 幂等律： AA=A A+A=A 狄摩根定律： 对偶律： 重叠律： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 其中， 、 分别为事件A和事件B的逆事件(或称对偶事件)。 2） 故障树的数学表达式结构函数表达式在进行故障树定性、 定量分析时， 需要写出故障树的数学表达式。 把顶事件用布尔代数表现示， 并自上而下展开， 即可得到故障树的布尔表达式，如图5-6所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-6故障树的布尔表达式 第第5

88、章安全评价方法章安全评价方法 图5-6为图5-5所示故障树的布尔表达式， 其结构函数表达式为 T=M1M2=(X1M3)(X2+X4) =X1(X2+X3)(X2+X4)=(X1X2+X1X3)(X2+X4)第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 割集与最小割集(1) 割集与最小割集的概念。 故障树中某些基本事件组成集合，当集合中这些基本事件全都发生时，顶事件必然发生，这样的集合称为割集。如果某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集，则这样的割集称为最小割集， 亦即导致顶事件发生的最低限度的基本事件的集合。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （2） 最小割集的求法。 最小割集的求法有布尔

89、代数法和矩阵法。 故障树经过布尔代数化简， 得到若干交(“与”) 集和并(“或”)集， 每个交集实际就是一个最小割集。将式(5-1)展开并应用上述布尔代数有关运算法则归并、化简得 T=X1X2X2+X1X2X4+X1X2X3+X1X3X4 =X1X2+X1X2X4+X1X2X3+X1X3X4 =X1X2+X1X3X4 (5-2)得到两个最小割集：T1=X1，X2；T2=X1，X3，X4。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 最小割集表明系统的危险性， 每个最小割集都是顶事件发生的一种可能渠道。 最小割集的数目越多， 系统越危险。 最小割集的作用如下： 最小割集表示顶事件发生的原因。事故的发生必

90、然是某个最小割集中几个事件同时存在的结果。求出故障树全部最小割集就可掌握事故发生的各种可能，对掌握事故的发生规律、 查明原因大有帮助。 每一个最小割集都是顶事件发生的一种可能模式。根据最小割集可以发现系统中最薄弱的环节， 直观判断出哪种模式最危险，哪些次之，以及如何采取安全措施减少事故发生等。 可以用最小割集判断基本事件的结构重要度， 计算顶事件概率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4） 结构重要度分析从故障树结构上分析各基本事件的重要度，即分析各基本事件的发生对顶事件发生的影响程度， 称为结构重要度分析。 利用最小割集分析判断结构重要度有以下几个原则。 单事件最小割集(一阶)中的基本事

91、件的结构重要度系数I(i)大于所有高阶最小割集中基本事件的结构重要度系数。 如： 在T1=X1，T2=X2，X3，T3=X4，X5，X6)三个最小割集中， I(1)最大。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在同一最小割集中出现的所有基本事件，结构重要系数相等(在其他割集中不再出现)。如在T1=X1，X2，T2=X3，X4，X5，T3=X7，X8，X9中，I(1)=I(2)，I(3)=I(4)=I(5)等。 几个最小割集均不含共同元素， 则低阶最小割集中基本事件重要系数大于高阶割集中基本事件重要系数。阶数相同，重要系数相同。 比较两个基本事件，若与之相关的割集阶数相同，则两事件结构重要系数大小

92、由它们出现的次数决定， 出现次数多的重要系数大。如：T1=X1，X2，X3，T2=X1，X2，X4，T3=X1，X5，X6中，I(1)I(2)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 相比较的两事件仅出现在基本事件个数不等的若干最小割集中，若它们重复在各最小割集中出现次数相等， 则在少事件最小割集中出现的基本事件结构重要系数大。 如：T1=X1，X3，T2=X2，X3，X5，T3=X1，X4，T4=X2，X4，X5中，X1出现两次，X2也出现两次，但X1位于少事件割集中，所以I(1)I(2)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 此外， 还可以用近似判别式判断， 其公式为 (5-3) 式中：I(

93、i)基本事件Xi的结构重要系数近似判断值； Ki包含Xi的所有最小割集； ni包含Xi的最小割集中的基本事件个数。 由式(5-2)表示的两个最小割集中各基本事件的结构重要度分别为第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5） 径集、 最小径集及等效故障树故障树中某些基本事件的集合，当集合中这些基本事件全都不发生时，顶事件必然不发生，这样的集合称为径集。 若在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集，则这样的径集称为最小径集，亦即导致顶事件不能发生的最低限度的基本事件的集合。（1） 最小径集求法。先将故障树化为对偶的成功树(只需将或门换成与门，与门换成或门，将事件

94、化为其对偶事件即可)；写出成功树的结构函数；化简得到由最小割集表示的成功树的结构函数；再求补得到若干并集的交集，每一个并集实际上就是一个最小径集。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-6故障树对应的成功树见图5-7， 其结构函数为图5-7图5-6所对应的成功树布尔表达式 第第5章安全评价方法章安全评价方法 利用狄摩根定律求补得： 得到三个最小径集： P1=X1，P2=X2，X3，P3=X2，X4。 （2） 画出等效故障树。由式(5-5)知： T=X1(X2+X3)(X2+X4)用最小径集表示的等效故障树见图5-8。 用最小径集判别基本事件结构重要度顺序与用最小割集判别结果一样；凡对最小割

95、集适用的原则，对最小径集都适用。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-8等效故障树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 故障树的定量分析故障树的定量分析故障树的定量分析在于确定基本事件发生的频率，计算顶上事件的发生概率，以它来评价系统的安全可靠性。将计算顶上事件的发生概率与预定目标值进行比较，如果超出目标值， 就要采取必要的系统改进措施，使其降至目标值以下。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1） 基本事件发生概率的计算要计算顶上事件发生的概率，首要条件是必须了解基本事件发生的频率。基本事件发生的概率是机械设备的元件故障概率。对于一般可修复系统，元件或单元的故障概率为，即单位时间

96、(或周期)故障发生的概率，它是元件平均故障间隔期(或称平均无故障时间，MTBF)的倒数, 即第第5章安全评价方法章安全评价方法 一般来说， MTBF由生产厂家给出，或通过实验室测得。它是元件到故障发生时运行时间ti的算术平均值， 即式中n所测元件的个数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 元件在实验室条件下测出的故障率为0，即故障率数据库存储的数据。在实际应用时， 还必须考虑比实验室条件更恶劣的现场因素，适当选择严重系数k0。故实际故障率为 式中，可维修度，它是反映元件或维修单元难易程度的量度，是所需平均修复时间(MTTR)t的倒数，=1/t。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 因为MTB

97、FMTTR， 故，所以，对于一般不可修复系统，元件或单元的故障概率为q=1-e-t式中t元件运行时间。 如果把e-t按无穷级数展开，略去后面的高阶无穷小， 则可近似为qt。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2） 顶上事件发生概率 有了各基本事件的发生概率， 就可以计算顶上事件的发生概率。 关于顶上事件发生概率的方法， 可以根据故障树的结构函数和各种基本事件的发生概率qi求得。在这里介绍两种方法：直接分步算法和以最小割集求概率计算法。 (1) 直接分布算法。 这种方法适用于树的规模不大， 不需要进行布尔代数化简时使用。它是从底部的门事件算起， 逐次向上推移计算到顶上事件。 对于“或门”连接的

98、事件， 其计算公式为第第5章安全评价方法章安全评价方法 式中, P0或门事件的概率； qi第i个事件的概率； n输入事件数。 对于“与门”连接的事件， 其计算公式为 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 以最小割集求概率算法。这种方法是根据故障树的顶上事件与最小割集的关系来进行计算的， 具有以下的特性： 顶上事件T与最小割集的事件Ei之间是用“或门”连接的。 每个最小割集与它所包含的基本事件yi之间是用“与门”连接的。 也就是说， 顶上事件的发生概率等于各个最小割集的概率和。第第5章安全评价方法章安全评价方法 设Ei为最小割集Ki发生的事件，也就是属于Ei的所有基本事件发生时的事件，如果

99、最小割集的总数有k个，那么使顶上事件发生的事件，应该是k个最小割集中至少有一个发生的事件，可以用 表示。 因而顶上事件的发生概率g可表示为 而事件的概率若以F1表示， 则 第第5章安全评价方法章安全评价方法 故障树的规模很大时，可将它分成几个部分，即“模块”。 故障树的模块是整个故障树的一个子系统， 一般至少有2个基本事件的集合。它没有来自其他部分的输入， 且只有一个输出到故障树的其他部分，这个输出称为模块的顶点。故障树的模块可以从整个故障树中分割出来， 单独计算其最小割集及概率。而在故障树中，可以用“准基本事件”来代替这个分解出来的模块。由于模块规模小， 计算量不大， 而且数量集中， 便于掌

100、握， 在没有重复事件的故障树中， 可以任意分解模块来减少计算的规模。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 编制分析结果文件编制分析结果文件故障树分析的最后一步是编制故障树分析结果文件。 危险分析人员应当提供分析系统的说明、 问题的讨论、 故障树模型、 最小割集(最小径集)、 结构重要性及顶事件发生概率分析， 还应提出有关建议。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.7.4故障树分析法的优缺点及适用范围故障树分析法的优缺点及适用范围故障树分析法的优点有： （1） 它能识别导致事故的基本事件(基本的设备故障)与人为失误的组合， 可为人们提供设法避免或减少导致事故发生的基本事件， 从而降低事

101、故发生的可能性。 （2） 能对导致灾害事故的各种因素及逻辑关系做出全面、 简洁和形象的描述。 （3） 便于查明系统内固有的或潜在的各种危险因素， 为设计、 施工和管理提供科学依据。 （4） 使有关人员、 作业人员全面了解和掌握各项防灾要点。第第5章安全评价方法章安全评价方法 （5） 便于进行逻辑运算， 进行定性、 定量分析和系统评价。 故障树分析法的缺点： 步骤较多， 计算也较复杂； 在国内数据较少， 进行定量分析还需要做大量工作。 故障树分析法的应用范围比较广， 非常适合于重复性大的系统。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.7.5故障树分析法应用实例故障树分析法应用实例实例实例1某化工

102、厂一反应器为受压容器反应塔装置（如图5-9所示）， 配有呼吸阀及压力自控装置。其中， 输出阀堵塞的发生概率为0.002， 呼吸阀故障的发生概率为0.004， 调节阀故障的发生概率为0.003， 调节仪表故障的发生概率为0.001。 请用故障树分析法对受压容器反应塔装置进行安全评价， 完成以下要求：第第5章安全评价方法章安全评价方法 （1） 画出以压力容器爆炸为顶上事件的故障树。 （2） 建立故障树的结构函数， 并计算其最小割集。 （3） 对故障树各基本事件的重要度进行排序。 （4） 计算顶事件压力容器爆炸的发生概率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-9受压容器反应塔装置 第第5章安全

103、评价方法章安全评价方法 解: （1） 压力容器爆炸为顶上事件的故障树如图5-10所示 图5-10 反应塔装置故障树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 故障树的结构函数： T=X1M1=X1（X2+M2） =X1（X2+X3X4）=X1X2+X1X3X4求出2个最小割集为P1 =X1，X2 ，P2 = X1，X3，X4(3) 结构重要度排序方法有多种。 采用排列法求解T=X1X2+X1X3X4； 故障的结构重要度为I1I2I3=I4 第第5章安全评价方法章安全评价方法 采用近似判别式法求解 故障的结构重要度为： I1I2I3 = I4 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (4) 顶事件

104、压力容器爆炸的发生概率为 P=P1P2+P1P3P4 =0.0020.004+0.0020.0030.001 =0.000008006第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例2在建筑施工过程中，高处坠落事故是高层建筑施工中经常发生的事故，以高处坠落事故为例进行故障树分析，了解高处坠落事故的原因和预防措施。 按FTA方法分析步骤画出故障树如图5-11所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-11高处作业坠落故障树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (1) 进行定性分析。如图5-11所示，对故障A1进行定性分析。A1最小割集有45 个，比最小径集(只有 4 个)多，所以用最小径集分析

105、比较方便，因此，做出如图5-12所示的成功树。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-12A1故障树的成功树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由图5-12可得 求出 4 个最小径集为第第5章安全评价方法章安全评价方法 对故障A2进行分析，同样在故障A2中，A2最小割集最多有25个，比最小径集(只有 3 个)多，所以用最小径集分析比较方便，因此，做出故障A2的成功树如图5-13所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-13A2故障树的成功树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由图5-13可得P1 = X1，X2，X3，X4，X5 P2 = X14，X15，X16，X17，X18

106、 P3 = X13(2) 进行结构重要度分析。结构重要度的分析方法有多种， 这里采用排列法求解， 求解结果排列如下： 故障A1的结构重要度为I11=I12I19I6 = I7 =I10I1 =I2 = I3 = I4 = I5 = I8 = I9故障A2的结构重要度为I13I1 =I2 = I3 = I4 = I5 =I14 =I15 =I16 =I17 = I18 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 进行定量分析。 对故障 A1进行定量分析。 表5-15列出了图5-11中基本事件发生的概率， 根据表中数据可求出A1顶上事件概率g为g=1-(1- q1)(1-q2)(1- q3)(1-

107、q4)(1-q5) 1-(1-q6)(1-q7)(1-q11)(1-q12) 1-(1-q8)(1- q9 )(1-q11)(1-q12)(1-q19) 1-(1-q10)(1-q11)(1-q12)(1-q19) =1- 0.980.999 990.9 0.99990.999 1-0.9 0.990.99 0.999 1-0.999 0.99 0.99 0.999 0.9999 1- 0.30.99 0.999 0.9999 = 5.5110-4 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-15基本事件发生概率基本事件发生概率 第第5章安全评价方法章安全评价方法 对故障A2进行定量分析。A2

108、顶上事件概率g为g=1- (1- q1)(1- q2)(1-q3)(1-q4)(1-q5)q131- (1-q14) (1-q15)(1-q16)(1-q17)(1-q18) =1-0.980.999 990.90.9999 0.99910-21- 0.999 999 0.999 0.999 99 0.9990.99 =1.4310-5 第第5章安全评价方法章安全评价方法 分析故障树可得到如下结论:(1) 人员从高处坠落主要原因有人员坠落和脚手架倒塌两类。 事故的预防可以从这两方面来采取措施。 分析故障树结构可知逻辑或门的数目远多于逻辑与门， 事故发生的可能性很大。 (2) 从最小径集看，A1

109、故障不发生只有 4 条途径，A2故障不发生只有 3 条途径， 说明高处作业坠落事故容易发生，而防止事故发生的途径较少，且事件发生的概率A1比 A2大。 (3) 导致事故发生的基本事件共 19 个， 其中 11 个与设备有关。所以在预防高处坠落事故中，安全防护设施是极其重要的，万万不可马虎。同时安全检查人员要密切注意工人使用安全防护用品的情况。 (4) 从人的角度来考虑，应增强工人的危险预知能力及预防事故的能力。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.8 事件树分析法事件树分析法 5.8.1事件树分析法概述事件树分析法概述事件树分析法(Event Tree Analysis， ETA)的理论基

110、础是决策论。它与FTA法正好相反，是一种从原因到结果的自下而上的归纳逻辑分析方法。从一个初始事件开始，交替考虑成功与失败的两种可能性， 然后再以这两种可能性作为新的初始事件， 如此继续分析下去，直至找到最后的结果。所以，ETA是一种归纳逻辑树图，能够看到事故的动态发展过程，提供事故后果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 事故的发生是若干事件按时间顺序相继出现产生的结果， 每一个初始事件都可能导致灾难性的后果， 但并不一定是必然的后果， 因为事件向前发展的每一步都会受到安全防护措施、 操作人员的工作方式、 安全管理及其他条件的制约。 所以事件发展的每一阶段都有两种可能性结果， 即达到既定目标

111、的“成功”和达不到既定目标的“失败”。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 ETA从事故的初始事件(或诱发事件)开始，途经原因事件，到结果事件为止，对每一事件都按成功和失败两种状态进行分析。成功和失败的分叉称为歧点， 用树枝的上分支作为成功事件，下分支作为失败事件，按事件的发展顺序延续分析， 直至得到最后结果，最终形成一个在水平方向横向展开的树形图。 显然，有n个阶段，就有n-1个歧点。根据事件发展的不同情况，如已知每个歧点处成功或失败的概率，就可以算出得到各种不同结果的概率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.8.2事件树分析法步骤事件树分析法步骤事件树分析法通常包括以下六步。 1）

112、确定初始事件初始事件的确定是事件树分析的重要一环，初始事件应当是系统故障、设备故障、人为失误或工艺异常，这主要取决于安全系统或操作人员对初始事件的反应。如果所确定的初始事件能直接导致一个具体事故，事件树就能较好地确定事故的原因。在绝大多数的事件树分析应用中，初始事件是预想的。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2） 明确消除初始事件的安全措施初始事件做出响应的安全功能可被看成为防止初始事件造成后果的预防措施。安全功能措施通常包括： 系统自动对初始事件做出的响应(如自动停车系统)； 当初始事件发生时， 报警器发出警报； 操作工按设计要求或操作规程对警报做出响应； 启动冷却系统、 压力释放系统，

113、 以减轻事故的严重程度； 设计对初始事件的影响起限制作用的围堤或封闭方法。 这些安全措施主要是减轻初始事件造成的后果，分析人员应该确定事件发展的顺序， 确认在事件树中安全措施是否有效。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 编制事件树事件树展开的是事故序列，由初始事件开始，再对控制系统和安全系统如何响应进行分析， 其结果是确定出由初始事件引起的事故。分析人员按事件发生和发展的顺序列出安全措施， 在估计安全系统对异常状况的响应时，分析人员应仔细考虑正常工艺控制系统对异常状况的响应。 （1） 编制事件树的第一步，是写出初始事件和要分析的安全措施，初始事件列在左边，安全措施写在顶格内。图5-14

114、表示编制常见事故事件树的第一步。初始事件后面的下边一条线，代表初始事件发生后，虽然采取安全措施，事故仍继续发展的那一支。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 第二步是评价安全措施。 通常只考虑两种可能， 即安全措施成功或者失败。 假设初始事件已经发生， 分析人员须确定所采用的安全措施成功或失败的判定标准。 接着判断如果安全措施实施了， 对事故的发生有什么影响。 如果对事故有影响， 则事件树要分成两支， 分别代表安全措施成功和安全措施失败， 一般把成功的一支放在上面， 失败的一支放在下面。 如果该安全措施对事故的发生没有什么影响， 则不需分支， 可进行下一项安全措施。 用字母标明成功的安

115、全措施(如A， B， C， D， E)， 用字母上面加一横代表失败的安全措施。 就图5-14来说， 设第一个安全措施对事故发生有影响， 则在节点处分支， 如图5-15所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-14编制事件树的第一步 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-15第一项安全措施的展开 第第5章安全评价方法章安全评价方法 事件树展开的每一个分支都会发生新的事故， 都必须对每一项安全措施依次进行评价。 当评价某一事故支路的安全措施时， 必须假定本支路前面的安全措施已经成功或失败， 这点可在所举的例子(评价第二项安全措施)中看出来(见图5-16)。 如果第一项安全措施是成功的，

116、 那么上面那一支需要有分支， 因为第二项安全措施仍可能对事故发生产生影响。 如果第一项安全措施失败了， 则下面那一支路中第二项安全措施就不会有机会再去影响事故的发生了， 故而下面那一支路可直接进入第三项安全措施的评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-16第二项安全措施的展开 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-17表示出例子的完整事件树。 最上面那一支路对第三项安全措施没有分支， 这是因为在本系统的设计中， 第一、 第二两项安全措施是成功的， 所以不需要第三项安全措施， 它对事故的出现没有影响。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-17事件树编制 第第5章安全评价方法章

117、安全评价方法 4） 对所得事故序列的结果进行说明这一步应说明由初始事件引起的一系列结果， 其中某一序列或多个序列有可能表示安全回复到正常状态或有序地停车。 从安全角度看， 其重要意义在于得到事故的结果。 5） 分析事故序列这一步是用故障树分析法对事件树的事故序列加以分析， 以便确定其最小割集。 每一事故序列都由一系列的成功和失败组成， 并以“与门”逻辑与初始事件相关。这样， 每一事故序列都可以看做是由“事故序列(结果)”作为顶事件， 并用“与门”将初始事件和一系列安全措施与“事故序列(结果)”相连接的故障树。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 6） 事件树分析的定量分析 事件树分析的定量分析

118、就是计算每个分支发生的概率。 为了计算各分支发生的概率，首先必须确定每个因素的概率。 如果各个因素的可靠度已知， 根据事件树就可求得系统的可靠度。 实例实例1串联物料输送系统如图5-18所示。若泵A和阀门B、 C正常(成功)的概率分别为P(A)、 P(B)、 P(C)， 则系统的概率为P（S）。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-18串联物料输送系统 第第5章安全评价方法章安全评价方法 （1） 串联物料输送系统事件树。串联物料输送系统事件树如图5-19所示。 图5-19串联物料输送系统事件树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 串联系统的成功概率P(S)。系统的成功概率P(S)

119、为泵A和阀门B、 C均处于成功状态时，三个因素的积事件概率，即 P(S)=P(A)P(B)P(C) (5-6)系统的失败概率， 即不可靠度F(S)为 F(S)=1-P(S) (5-7)已知P(A)=0.95，P(B)=0.9，P(C)=0.9，代入式(5-6)得成功概率为 P(S) =0.950.90.9 =0.7695失败概率为 F(S) =1-0.7695 =0.2305第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例2并联物料输送系统如图5-20所示。若泵A和阀门B、 C正常(成功)的概率分别为P(A)、P(B)、P(C)，系统的正常(成功）概率为P(S)。 图5-20并联物料输送系统 第第

120、5章安全评价方法章安全评价方法 (1) 并联物料输送系统事件树。并联物料输送系统事件树如图5-21所示。图5-21并联物料输送系统事件树第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2)并联系统的成功概率P(S)。设各因素的概率与上例相同， 则系统的成功概率为P(S)=P(A)P(B)+P(A)1-P(B)P(C) (5-8) 将各因素概率值代入式(5-8)， 得 P(S)=0.950.9+0.950.10.9=0.9405 系统的失败概率为 F(S)=1-0.9405=0.0595将计算结果与上例比较， 可看出并联系统的可靠度约为串联系统的1.2倍。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 7) 编制分

121、析结果文件事件树的最后一步是将分析研究的结果汇总， 分析人员应对初始事件、 一系列的假设及事件树模式等进行分析， 并列出事故的最小割集。 列出得到的不同事故后果和从对事件树的分析中得出的建议措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.8.3事件树分析法的优缺点及适用范围事件树分析法的优缺点及适用范围事件树分析法是一种图解形式，层次清楚。它既可对故障树分析法进行补充，又可以将严重事故的动态发展过程全部揭示出来，特别是可以对大规模系统的危险性及后果进行定性、定量的辨识，并分析其严重程度， 也可以对影响严重的事件进行定量分析。 事件树分析法的优点： 各种事件发生的概率可以按照路径精确到节点； 整

122、个结果的范围可以在整个树中得到改善； 事件树从原因到结果， 概念上比较容易明白。第第5章安全评价方法章安全评价方法 事件树分析法的缺点：事件树成长非常快，为了保持合理的大小，往往使分析细节非常粗； 缺少像FTA中的数学混合应用。 事件树分析法在分析系统故障、设备失效、工艺异常、人员失误等方面应用比较广泛。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.8.4事件树分析法应用实例事件树分析法应用实例实例实例1某炼油厂催化生产输送系统构成如图5-22所示，A为增压泵， B为手动调节阀门，C为电动流量调节阀；A 增压泵失效概率为0.02，B阀门关闭概率为0.04，C电动流量阀不正常概率为0.03。 请用事

123、件树分析法对催化生产输送系统进行安全评价， 完成以下要求： (1) 画出催化生产输送系统的事件树。 (2) 计算催化生产输送系统正常工作的概率。 (3) 计算催化生产输送系统的失效概率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-22催化生产输送系统 第第5章安全评价方法章安全评价方法 解解： (1) 催化生产输送系统的事件树 图5-23输送系统事件树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 已知PA=0.02、PB=0.04、 PC=0.03，系统正常工作的概率： PS=(1-PA)(1-PB)(1-PC) =(1-0.02)(1-0.04)(1-0.03) =0.912 576(3)

124、失效概率 F(S)=1-PS=1-0.912 576=0.087 424第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例2将“氧化反应器的冷却水断流”作为初始事件， 设计如下安全措施来应对初始事件： 氧化反应器高温报警， 向操作工提示报警温度t1； 操作工重新向反应器通冷却水； 在温度达到t2时， 反应器自动停车。 这些安全措施是用来应对初始事件的发生的。 报警和停车系统都有各自的传感器， 温度报警仅仅是为了使操作工对这一问题(高温)引起注意。 图5-24是表示“氧化反应器的冷却水断流”初始事件和安全措施的事件树。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-24 “氧化反应器的冷却水断流”初始事件

125、的事件树 第第5章安全评价方法章安全评价方法 如果高温报警器运行正常， 第一项安全措施(高温报警)就能通过向操作工发出警报而对事故的发生产生影响。 第一项安全措施应该有一分支， 因为操作工对高温报警可能做出反应， 也可能不做出反应， 所以在高温报警功能成功的那一支路上为第二项安全措施确定一个分支； 若高温报警器没有工作， 则操作工不可能对初始事件做出反应， 所以， 安全功能(高温报警)失败的那一支路上就不应该有第二项安全的分支， 而应直接进行第三项安全措施的分析。第第5章安全评价方法章安全评价方法 最上面的一支路没有第三项安全措施(自动停车)的分支， 这是因为报警器和操作工两者均成功了， 第三

126、项安全措施已没有必要。 如果前两项安全措施(报警器和操作工)全都失败了， 则需要编入第三项安全措施， 下面的几支应该都有节点， 因为停车系统对这几支的结果都有影响。第第5章安全评价方法章安全评价方法 分析人员应仔细检验一下每一序列的“成功”和“失败”， 并要对预期的结果提供准确说明。 该说明应尽可能详尽地对事故进行描述。 用一组字符表示一个由成功事件和可能导致事故的失败事件构成的故障序列。 例如， 在图5-24中， 最上面的那个序列简化地用“某D”表示， 这个序列表示“初始事件发生安全措施B和C运行成功”。第第5章安全评价方法章安全评价方法 一旦事故序列描述完毕， 分析人员就能按照事故类型和数

127、目以及后果对事故进行排序。 事件树的结构可清楚地显示事故的发展过程， 可帮助分析人员判断哪些补充措施或安全系统对预防事故是有效的。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.9日本化工企业六阶段日本化工企业六阶段安全评价法安全评价法 5.9.1六阶段评价法概述六阶段评价法概述日本劳动省颁布的化工企业六阶段安全评价法， 综合应用安全检查表、定量危险性评价、事故信息评价、故障树分析以及事件树分析等方法，分成六个阶段，采取逐步深入、定性与定量相结合以及层层筛选的方式识别、分析和评价危险，并采取措施修改设计，消除危险。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.9.2六阶段评价法步骤六阶段评价法步骤六阶段

128、评价法评价程序如图5-25所示。1） 第一阶段资料准备六阶段安全评价所需的资料主要有： 建厂条件、 原料和产品的物化性质以及有关法规标准； 反应过程； 制造工程概要；流程图；流程机械表；配管、仪表系统图；安全设备种类及设置地点；运转要点；人员配置图；安全教育训练计划等其他有关资料。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) 第二阶段定性评价应用安全检查表主要针对厂址选择，工厂内部布置，建筑设计，工艺流程和设备布置，原材料、中间体、产品的输送储存系统以及消防设施等方面进行检查，如果发现问题应改进设计。第第5章安全评价方法章安全评价方法 3) 第三阶段定量评价将

129、装置划分为若干个单元，对各单元的物质、 容量、 温度、 压力和操作等5项内容进行评价，每项又分成A、B、C、D四个分段，对应的分值分别为10点、5点、2点和0点，其评价内容见表5-16。对单元的各项按表中规定的方法赋分，最后由5项分值之和求得各单元的危险度点数，进而评定各单元的危险度等级，见式(5-9)。16点以上为 级，属高度危险；1115点为级，属中度危险；110点为级，属低度危险。 (5-9) 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-16日本化工企业六阶段评价法定量评价的内容日本化工企业六阶段评价法定量评价的内容 第第5章安全评价方法章安全评价方法 * 化学反应强度Q=Qr/cpV，

130、/min。式中，Qr为反应发热速度，kJ/mol；cp为反应物质比热kJ/(kgK)；为单元内物质的密度，kg/m3；V为装置容积，m3。第第5章安全评价方法章安全评价方法 4） 第四阶段制定安全对策根据各单元的危险度等级， 按照方法中推荐的各评价等级应采取的措施和要求， 采取相应的技术、 设备和组织管理等方面的安全对策措施。第第5章安全评价方法章安全评价方法 5） 第五阶段用过去类似设备和装置的事故资料进行复查评价根据设计内容，参照过去同样的设备和装置的事故情报进行再评价，如果有应改进的地方，再按第四阶段的要求进一步采取措施。对于危险度为级、级的装置，在以上评价终了之后，即可在完善设计的基础

131、上进行中间工厂或装置的建设。对于危险度为级的装置，最好用FTA、ETA进行再评价。如果通过评价后发现有需要改进的地方， 要对设计内容进行修正，然后才能建厂。第第5章安全评价方法章安全评价方法 6） 第六阶段再评价用故障树(FTA)、 事件树(ETA)进行再评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.9.3六阶段评价法的优缺点及适用范围六阶段评价法的优缺点及适用范围日本化工企业六阶段安全评价法综合运用检查表法、 定量评价法、类比法、FTA、ETA反复评价，准确性高， 但工作量大。它是一种周到的评价方法，除化工厂外， 还可用于其他有关行业的安全评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.9

132、.4六阶段评价法应用实例六阶段评价法应用实例采用六阶段安全评价法对某农药厂技术改造和搬迁改造工程装置进行各单元的危险度评价， 评价结果见表5-17。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-17技术改造和搬迁项目工程装置各单元危险度评价技术改造和搬迁项目工程装置各单元危险度评价 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.10道化学火灾、道化学火灾、 爆炸危险爆炸危险指数评价法指数评价法 5.10.1道化学评价法概述道化学评价法概述1964年， 美国道化学公司首创了火灾、 爆炸危险指数评价法， 后经过不断修改， 目前已发展到了第七版。 该法是以以往事故的统计

133、资料、 物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况为依据， 以单元重要危险物质在标准状态下发生火灾、 爆炸或释放出危险性潜在能量的可能性大小为基础， 同时考虑工艺过程的危险性， 计算单元火灾、 爆炸指数(F&EI)， 确定危险等级。 另外还可加上对特定物质、 一般工艺及特定工艺的危险修正系数， 求出火灾、 爆炸指数。第第5章安全评价方法章安全评价方法 它是定量地对工艺过程、 生产装置及所含物料的潜在火灾、 爆炸和反应性危险情况通过逐步推算进行客观的评价， 再根据指数的大小将其分成几个等级， 按等级的要求及火灾、 爆炸危险的分组采取相应的安全措施的一种方法。 由于该评价方法科学合理，切合实际，而且提

134、供了评价火灾、爆炸总体危险的关键数据，可以与“化学暴露指数指南”(第2版)及其他工艺数据联合使用，形成一个风险分析软件包， 从而更好地剖析生产单元的潜在危险，因此，已被世界化学工业及石油化学工业公认为最主要的危险指数评价法。 道(DOW)评价方法要点示于图5-26中。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-26道化学公司火灾、 爆炸指数评价法要点 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.10.2道化学评价法有关内容道化学评价法有关内容1) 道七版“火灾、 爆炸危险指数评价法”计算程序道七版“火灾、 爆炸危险指数评价法”计算程序如图5-27所示。 2)分析、 计算、 评价所需填写的表格分析、

135、 计算、 评价需要填写火灾、 爆炸指数计算表（见表5-18）、 JP3安全措施补偿系数表（见表5-19）、 工艺单元危险分析汇总表（见表5-20）及生产单元危险分析汇总表（见表5-21）。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-27道化学公司火灾、 爆炸危险指数评价法计算程序图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-18火灾、火灾、 爆炸指数爆炸指数(F&EI)计算表计算表 地区/国家： 部门： 场所： 位置：日期： 建筑物：生产单元：工艺单元：评价人： 审定人(负责人)： 检查人： (管理部)DW检查人： (技术中心)检查人： (安全和损失预防)工艺设备中的物料：操作状态： 设计-

136、开车-正常操作-停车确定MF的物质： 操作温度： 物质系数： 若单元温度超过60则需作温度修正 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-19安全措施补偿系数表安全措施补偿系数表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-20工艺单元危险分析汇总表工艺单元危险分析汇总表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-21生产单元危险分析汇总表生产单元危险分析汇总表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 相关参数计算由于项目预评价时工程尚处于可行性研究阶段， 有关设备、 物质的价值等不能准确确定， 要进行这方面的精确计算较为困难， 故预评价经常是确定火灾

137、、 爆炸危险等级，暴露区域半径， 暴露区域面积， 暴露区域内的财产损失、 工作日损失、 停产损失等， 并提出相应的评价结论和降低危险程度的安全对策措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.10.3道化学评价法评价程序道化学评价法评价程序1) 选择工艺单元进行危险指数评价的第一步是确定评价单元。单元是装置的一个独立部分，与其他部分保持一定的距离，或用防火墙、 防爆墙、防护堤等与其他部分隔开。通常，在不增加危险性潜能的情况下，可把危险性潜能类似的几个单元归并为一个较大的单元。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) 确定物质系数物质系数MF是表述物质在由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过

138、程中释放能量大小的内在特性，是最基础的数值。物质系数是由美国消防协会规定的NF和NR(分别代表物质的燃烧性和化学活性或不稳定性)决定的。 通常，NF和NR是针对正常环境温度而言的。物质发生燃烧和反应的危险性随温度的上升而急剧增大，例如温度达到闪点之上的可燃性液体引起火灾的危险性就比正常环境温度下的易燃性液体大得多。物质发生反应的速度也随温度的上升而急剧增大，所以当物质的温度超过60时， 物质系数就需要修正。第第5章安全评价方法章安全评价方法 一些工具书提供了大量化学物质的物质系数，它们能用于大多数场合。 对其中未列出的物质，其NF和NR可根据NFPA 325M或NFPA 49(NFPA为美国消

139、防协会)加以确定， 并根据温度进行修正。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3) 确定火灾、 爆炸危险指数火灾、 爆炸危险指数(F&EI)按下式计算： F&EI=F3MF式中： F3工艺单元危险系数，F3=F1F2(F3值的正常范围为18，若大于8，也按最大值8计)；MF 物质系数； F1 一般工艺危险系数； F2 特殊工艺危险系数。 求出F&EI后， 按表522确定其火灾、 爆炸危险等级。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-22火灾、火灾、 爆炸危险等级爆炸危险等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4) 确定暴露区域面积暴露区域半径为R=0.840.3048(F&EI)该暴露

140、半径表明了单元危险区域的平面分布，它是一个以工艺设备的关键部位为中心，以暴露半径为半径的圆。如果被评价工艺单元是一个小设备，就以该设备的中心为圆心， 以暴露半径为半径画圆。如果设备较大，则应从设备表面向外量取暴露半径。 暴露半径决定了暴露区域的大小。 暴露区域面积为S=R2实际暴露区域面积=暴露区域面积+评价单元面积 第第5章安全评价方法章安全评价方法 暴露区域表示其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环境中。因此，必须采取相应的对策措施。 在实际情况下，暴露区域的中心常常是泄漏点，经常发生泄漏的点是排气(液)口、膨胀节、 装卸料连接处等部位，它们均可作为暴露区域的圆心，要重点加强防范。

141、第第5章安全评价方法章安全评价方法 5) 确定暴露区域财产更换价值暴露区域内的财产价值可由该区域内含有的财产(包括在存物料)的更换价值来确定。更换价值=原来成本0.82增长系数式中， 0.82是考虑了场地、道路、地下管线、地基等在事故发生时不会遭到损失或无需更换的系数； 增长系数由工程预算专家确定。第第5章安全评价方法章安全评价方法 更换价值可按以下几种方法计算： （1） 采用暴露区域内设备的更换价值； （2） 用现行的工程成本来估算暴露区域内所有财产的更换价值(地基和其他一些不会遭受损失的项目除外)； （3） 从整个装置的更换价值推算每平方米的设备费，再乘上暴露区域的面积，即为更换价值。该方

142、法对老厂最适用， 但其精确度差。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在计算暴露区域内财产的更换价值时，需计算在存物料及设备的价值。储罐的物料量可按其容量的80计算；塔器、泵、 反应器等计算在存量或与之相连的物料储罐物料量，亦可用15分钟内的物流量或其有效容积计算。 物料的价值要根据制造成本、可销售产品的销售价及废料的损失等来确定，要将暴露区内的所有物料包括在内。 在计算时，不能重复计算两个暴露区域相交叠的部分。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 6) 确定危害系数危害系数由物质系数MF曲线和单元危险系数F3曲线的交点确定。它表示单元中的物料或反应能量释放所引起的火灾、 爆炸事故的综合效应。

143、 7) 计算基本最大可能财产损失（基本MPPD）基本最大可能财产损失是假定没有采用任何一种安全措施来降低的损失，其计算式为基本MPPD=暴露区域内财产价值危害系数=更换价值危害系数第第5章安全评价方法章安全评价方法 8) 计算安全补偿系数安全补偿系数为C=C1C2C3式中：C安全措施总补偿系数； C1工艺控制补偿系数； C2物质隔离补偿系数； C3防火措施补偿系数。 补偿系数的取值分别按道七版所确定的原则选取。无任何安全措施时，上述补偿系数为1.0。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 9) 计算实际最大可能财产损失(实际MPPD)实际最大可能财产损失=基本最大可能财产损失安全措施补偿系数它表

144、示在采取适当的防护措施后事故造成的财产损失。 10) 计算可能工作日损失(MPDO)估算最大可能工作日损失(MPDO)是评价停产损失(BI)的必经步骤， 根据物料储量和产品需求的不同状况，停产损失往往等于或超过财产损失。 最大可能工作日损失(MPDO)可以根据实际最大可能财产损失值，从道七版给定的图中查取。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 11) 计算停产损失(BI)停产损失(按美元计)按下式计算： 式中: VPM为每月产值。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.10.5道化学评价法应用实例道化学评价法应用实例某化纤公司PTA装置年产PTA35万吨。其氧化反应器是装置的重点保护设备。氧

145、化反应所采用的原辅料对二甲苯(PX)、 醋酸均为易燃、易爆液体。醋酸的闪点为40，蒸气爆炸极限为5.416；对二甲苯的闪点为25，蒸气爆炸极限为1.07.6。正常操作时，氧化反应器中的压力是1.256 MPa， 温度是191。第第5章安全评价方法章安全评价方法 生产PTA的基本原理是： PX以醋酸为溶剂， 在催化剂的作用下，与空气在液相中直接催化氧化，生成对苯二甲酸(PTA)。反应过程中向氧化反应器不断通入空气，通过测量尾气中的氧浓度来控制通入氧化反应器的空气流量。因此， 氧化反应器存在发生火灾、爆炸的危险性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1. 火灾、火灾、 爆炸危险性分析爆炸危险性分

146、析1） 确定氧化反应器中混合物的物质系数(MF)表5-23为具有一定闭杯闪点的物质的物质系数确定表。 氧化反应器中混合物的主要成分有醋酸、对二甲苯、对苯二甲酸、副产物等。醋酸的闪点为40， 根据表5-23，取NF=2。 醋酸自身通常稳定，但在加温、加压条件下就会变得不稳定， 所以取NR=1，则醋酸的物质系数为14。对苯二甲酸物质系数也为14。在氧化反应器中对二甲苯和副产物的存量很少，远小于5%，故氧化反应器内混合物的物质系数可取为14。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-23物质系数确定表物质系数确定表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2） 确定氧化反应器的危险系数F3（1） 确

147、定一般危险系数F1，其基本系数为1.00。因氧化反应器中发生的是放热化学反应，在正常情况下，PX与氧气在191、1.256 MPa这一控制条件下发生反应，一旦反应失控， 则有严重的火灾、爆炸危险。所以一般危险系数要在基本系数上加上1.00。因反应器温度远远大于物料的闪点，一旦氧化反应器内物料紧急排放到地沟、空气中，就会有燃烧、爆炸的可能。所以一般危险系数要再加上0.50。这样，一般危险系数F1的值就等于2.50。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 确定特殊危险系数F2。考虑到醋酸的毒性危险、反应器内氧浓度上升到燃烧爆炸条件的可能性、反应器实际的压力危险、反应器内易燃物数量的危险、反应

148、器内物料的腐蚀危险以及反应器与管道的法兰连接处泄漏的危险，氧化反应器单元的特殊危险系数宜取4.7。由此可得F3=F1F2=11.75。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 确定火灾、 爆炸指数(F&EI)氧化反应器的火灾、 爆炸指数等于氧化反应器内物料的物质系数与危险系数的乘积，即1411.75=164.5。根据表5-24火灾、爆炸危险等级划分表可知，正常生产时氧化反应器的火灾、爆炸危险非常大。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-24火灾、火灾、 爆炸危险等级划分表爆炸危险等级划分表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4） 确定暴露区域内的财产价值（1） 求暴露区域面积。根据

149、公式R=0.840.3048(F&EI)，求出暴露半径约等于48.1 m，则暴露区域是一个以氧化反应器为中心，以48.1 m为半径的圆，这个圆的面积S=7264.7 m2。在这个区域内的设备都暴露在氧化反应器可能发生火灾或爆炸的环境中。实际上，爆炸影响的是一个体积，而不是面积。以圆柱体为模型，其底面积是暴露面积，高度相当于暴露半径，它的体积为349 433.8 m3。该体积表征了发生火灾、爆炸时，VIA装置所承受的风险的大小。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 氧化反应器处于PTA装置“A”框架的16层，各层之间有楼板隔开，但楼板有很多孔洞。 “A” 框架的6层以上楼层铺设的都是钢制格栅板。

150、 “A”框架每层都有其他压力容器， 整个“A”框架处于暴露区域内。 “A”框架南面的空压机房墙壁是耐火墙壁， 假如发生火灾， 其影响只能延伸到墙壁之外。 “A”框架西面有框架设备， 在影响范围内， 其设备大多是压力容器， 内部介质是易燃易爆品。 “A”框架北面是空地，不会造成多大损失。 “A”框架东面也是空地， 再过去是氧气、氢气储罐， 在48.1 m的暴露半径之外， 但爆炸产生的冲击波、 碎片、 飞溅物有可能会引起二次火灾、 爆炸。 所以， 估计PTA装置氧化部分有一半设备会处于氧化反应器火灾、 爆炸的暴露区域之内。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 确定暴露区域的财产价值。 暴露

151、区域内财产价值可由区域内含有的财产(包括在存的物料)的更换价值来确定： 更换价值=原来成本0.82增长系数查有关资料知，氧化反应器单元设备价值约1亿元人民币， 暴露区域内其他设备、 原料成本约有1.5亿元人民币， 增长系数可取1.1。氧化反应器内衬钛是经爆炸成型的，出现火灾、爆炸反应后，若有较大损坏，更换价值=(1+1.5)0.821.1=2.255亿元人民币。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5） 确定基本最大可能财产损失基本最大可能财产损失是由暴露区域内的财产价值与危害系数相乘得到的。根据图5-28所示的物质系数与危害系数的关系，查得危害系数为0.56，所以基本最大可能财产损失=2.2

152、550.56=1.263亿元人民币 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-28物质系数与危害系数关系图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 6） 确定实际最大可能财产损失实际最大可能财产损失表示在采取了适当安全措施后发生事故造成的财产损失。 在建造PTA装置时， 不仅考虑了国家有关法规、 规范、 标准， 而且采取了一系列的安全措施， 它们不仅能预防严重事故的发生， 也能降低事故发生的概率和危害。 如果这些安全措施失效， 发生事故后的损失值应接近于基本最大可能财产损失。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (1) 确定目前所采取的安全措施的补偿系数C。 工艺控制补偿系数C1：氧化反应器上采用了

153、防爆膜， 系数取0.98；设置了紧急停车系统，系数取0.96；采取了计算机控制，有冗余技术，系数取0.93；当尾氧浓度达8时， 会连锁停车，自动引入高压惰气，系数取0.96；制定了操作规程，系数取0.93。工艺控制补偿系数C为以上所取系数的乘积，即C1=0.78。第第5章安全评价方法章安全评价方法 物质隔离补偿系数C2： 氧化反应器单元有远距离切断阀， 可以在控制室通过指令关闭现场阀门， 切断物料， 系数取0.98； 氧化反应器紧急排放时， 全部物料都可排到污水收集池中并被及时送走， 系数取0.91； 装有止回阀， 不会出现物料倒流， 系数取0.98。 物质隔离补偿系数C2为以上所取3个系数的

154、乘积，即C2=0.874。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 防火措施补偿系数C3：氧化反应器的承重钢结构全部覆盖有防火涂层， 系数取0.95；供应有充足的消防水，系数取0.94；配备有水枪、手提式灭火器等，系数取0.95。防火措施补偿系数C3为以上所取3个系数的乘积，即C3=0.85。 总的安全措施补偿系数为C=0.780.870.85=0.557第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 实际最大可能财产损失是基本最大可能财产损失与安全措施的补偿系数的乘积，即为1.2630.5770.73亿元人民币第第5章安全评价方法章安全评价方法 7） 确定由火灾、 爆炸引起的总损失由火灾、 爆炸引起

155、的总损失主要包括实际财产损失和停车所造成的利润损失。氧化反应器内衬钛保护层是经过爆炸成型的， 如果发生火灾、 爆炸， 被破坏后无法修复， 只能更换新的氧化反应器。 制造一台新的氧化反应器最快要半年时间， 再加上运输、 安装等时间， 损失的工作日至少200天。 假设PTA装置每天的净利润有100万元人民币， 停工200天， 就会损失2亿元人民币。 所以， 由氧化反应器发生的火灾、 爆炸事故引起的损失总计有2.73亿元人民币。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 结论结论氧化反应器的火灾、 爆炸危险性非常大。 一旦发生火灾、 爆炸事故， 造成的经济损失约达2.73亿元人民币， 损失非常大，

156、而且会引起其他生产厂家的原料供应紧张， 还会引起市场PTA价格的上涨。 因此， 需要引起高度重视， 要密切关注氧化反应器的运行情况。 对氧化反应器发生火灾、 爆炸的预防措施有： 从前面的分析可知， 氧化反应器在高温、 高压条件下操作， 使用的又是易燃易爆的液体， 且直接通入空气进行氧化反应， 具有一定的危险性， 应积极组织科研力量进行工艺技术的改进， 使PTA的生产达到本质安全化；第第5章安全评价方法章安全评价方法 加强工艺管理， 严格控制指标，进一步完善并严格执行操作规程， 加强巡检， 及时发现问题， 正确判断， 及时处理， 消除各种可能导致火灾、 爆炸的不安全因素； 加强操作人员的安全意识

157、教育和安全技能、 操作水平培训； 定期做好压力容器的检验和安全附件的校验、 清洗工作； 定期校验各种测量仪表， 如液位计、 压力计、 流量计、 氧分析仪、 一氧化碳分析仪、 二氧化碳分析仪、 温度计等等， 保证仪表完好、 准确； 定期进行控制系统连锁的调校， 确保灵敏、可靠， 严格执行连锁摘除管理规定；第第5章安全评价方法章安全评价方法 检修动火应严格执行动火作业管理规定， 进行动火作业前必须全面进行安全处理， 即排空、 碱洗、 水洗、 吹扫、 置换， 分析合格后方可进行动火作业； 准备充足的消防设备、 器材， 并确保完好、 可用； 制定各种事故处理预案、全厂撤离预案等， 并定期开展演练； 经

158、常进行各种安全检查， 及时消除隐患。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11ICI蒙德火灾、蒙德火灾、 爆炸、爆炸、 毒性指标评价法毒性指标评价法 5.11.1ICI蒙德法概述蒙德法概述道化学指数法是以物质系数为基础， 并对特殊物质、 一般工艺及特殊工艺的危险性进行修正， 求出火灾、 爆炸的危险指数， 再根据指数大小分成5个等级， 按等级要求采取相应的措施的一种评价法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1974年英国帝国化学公司(ICI)蒙德部在对现有装置和设计建设中装置的危险性的研究中， 既肯定了道化学公司的火灾、 爆炸危险指数评价法， 又在其定量评价基础上对道化学第三版作了重要的

159、改进和扩充， 增加了毒性的概念和计算， 并发展了一些补偿系数， 提出了“蒙德火灾、 爆炸、 毒性指标评价法”。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 ICI蒙德部在对现有装置及计划建设装置的危险性研究中， 认为道化学公司的评价方法在工程设计的初期阶段， 作为总体研究的一部分， 对装置潜在危险性的评价是相当有意义的， 同时， 通过试验验证了用该方法评价新设计项目的潜在危险性时， 有必要在以下几方面做重要的改进和补充。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1)改进内容(1) 引进毒性的概念， 将道化学公司的“火灾、 爆炸指数”扩展到包括物质毒性在内的“火灾、 爆炸、 毒性指标”的初期评价， 使表示装

160、置潜在危险性的初期评价更切合实际。 (2) 发展某些补偿系数(补偿系数小于1)， 进行装置现实危险性水平再评价， 即采取安全对策措施加以补偿后进行最终评价，从而使评价较为恰当， 也使预测定量化更具有实用意义。第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) 扩充内容(1) 可对较广范围的工程及设备进行研究。(2) 包括了对具有爆炸性的化学物质的使用管理。(3) 通过对事故案例的研究， 分析了对危险度有相当影响的几种特殊工艺类型的危险性。(4) 采用了毒性的观点。(5) 为设计良好的装置管理系统、 安全仪表控制系统发展了某些补偿系数， 对各种处于安全 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11.2IC

161、I蒙德法评价程序蒙德法评价程序ICI蒙德火灾、 爆炸毒性指标评价法的评价程序如图5-29所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-29ICI蒙德法评价程序 第第5章安全评价方法章安全评价方法 ICI蒙德法首先将评价系统划分成单元，选择有代表性的单元进行评价。评价过程分两个阶段进行，第一阶段是初期危险度评价，第二阶段是最终危险度评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11.3初期危险度评价初期危险度评价初期危险度评价是不考虑任何安全措施， 评价单元潜在危险性的大小。评价的项目包括： 确定物质系数B、特殊物质危险性M、一般工艺危险性P、特殊工艺危险性S、 量的危险性Q、配置危险性L

162、、毒性危险性T。在每个项目中又包括一些要考虑的要素(见表5-25。将各项危险系数汇总入表，计算出各项的合计，得到下列几项初期评价结果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-25初期危险度评价项目及各项目要考虑的要素初期危险度评价项目及各项目要考虑的要素 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1) 道氏综合指数D值用来表示火灾、 爆炸潜在危险性的大小， D按下式计算： 根据计算结果，将道氏综合指数D划分为9个等级，见表5-26。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-26道氏综

163、合指数道氏综合指数D等级划分等级划分 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2)火灾负荷系数FF称为火灾负荷系数， 表示火灾的潜在危险性，是单位面积内的燃烧热值。根据其值的大小可以预测发生火灾时火灾的持续时间。发生火灾时，单元内全部可燃物料燃烧是罕见的， 考虑有10的物料燃烧是比较接近实际的。火灾负荷系数F用下式计算：式中: K单元中可燃物料的总量，t； N单元的通常作业区域，m2。 根据计算结果，将火灾负荷系数F分为8个等级，见表5-27。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-27 火灾负荷等级火灾负荷等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3） 装置内部爆炸指标E装置内部爆炸的危险

164、性与装置内物料的危险性和工艺条件有关，故指标E的计算式为根据计算结果， 将装置内部爆炸危险性分成5个等级， 见表5-28。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-28装置内部爆炸危险性等级装置内部爆炸危险性等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4) 环境气体爆炸指标A环境气体爆炸指标A的计算式为 式中： m物质的混合与扩散特性系数； H单元高度； t工程温度(绝对温度），K。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 将计算结果按表5-29分成5个等级。 表表5-29 环境气体爆炸指标等级环境气体爆炸指标等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5)单元毒性指标U单元毒性指标U按下式计算：

165、将计算结果按表5-30分成5个等级。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-30 单元毒性指标等级单元毒性指标等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 6)主毒性事故指标C主毒性事故指标C按下式计算： C=QU将计算结果按表5-31分成5个等级。 表表5-31 主毒性事故指标等级主毒性事故指标等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 7)综合危险性评分R综合危险性评分是以道氏综合指数D为主，并考虑火灾负荷系数F、单元毒性指标U、装置内部爆炸指标E和环境气体爆炸指标A的强烈影响而提出的，其计算式如下： 式中，F、U、E、A的最小值为1。 将计算结果按表5-32分成8个等级。 第第5章安全评

166、价方法章安全评价方法 表表5-32综合危险性评分等级综合危险性评分等级 第第5章安全评价方法章安全评价方法 可以接受的危险度很难有一个统一的标准， 往往与所使用的物质类型(如毒性、 腐蚀性等)和工厂周围的环境(如距居民区、 学校、 医院的距离等)有关。 通常情况下， 总危险性评分R值在100以下是能够接受的， 而R值在1001100之间视为可以有条件地接受， 对于R值在1100以上的单元， 必须考虑采取安全对策措施， 并进一步做安全对策措施的补偿计算。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11.4最终危险度评价最终危险度评价危险度评价主要是了解单元潜在危险的程度。评价单元潜在的危险性一般都

167、比较高，因此需要采取安全措施， 降低危险性， 使之达到人们可以接受的水平。德法将实际生产过程中采取的安全措施分为两个方面：一方面是降低事故发生的频率， 即预防事故的发生；另一方面是减小事故的规模， 即事故发生后， 将其影响控制在最小限度。第第5章安全评价方法章安全评价方法 降低事故频率的安全措施包括容器 (K1)、管理(K2)、安全态度(K3)三类；减小事故规模的安全措施包括防火(K4)、物质隔离(K5)、消防活动(K6)三类。 这六类安全措施每类又包括数项安全措施， 每项安全措施根据其在降低危险的过程中所起的作用给予一个小于1的补偿系数。 各类安全措施总的补偿系数等于该类安全措施各项系数取值

168、之积。 各类安全措施的具体内容见表5-33。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-33安全措施补偿系数安全措施补偿系数 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 将各项补偿系数汇总入表， 并计算出各项补偿系数之积， 得到各类安全措施的补偿系数。 根据补偿系数， 可以求出补偿后的评价结果， 它表示实际生产过程中的危险程度。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 补偿后评价结果的计算式如下： (1) 补偿火灾负荷系数F2： F2=FK1K4K5(2) 补偿装置内部爆炸指标E2： E2=EK2K3(3) 补偿环境气体爆炸指标A2： A2=AK1K5K6(4) 补偿

169、综合危险性评分R2： R2=RK1K2K3K4K5K6第第5章安全评价方法章安全评价方法 补偿后的评价结果， 如果评价单元的危险性降低到可以接受的程度， 则评价工作可以继续下去； 否则， 就要更改设计， 或增加补充安全措施， 然后重新进行评价计算， 直至符合安全要求为止。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11.5ICI蒙德法的优缺点及适用范围蒙德法的优缺点及适用范围ICI蒙德法突出了毒性对评价单元的影响，在考虑火灾、 爆炸、 毒性危险方面的影响范围及安全补偿措施方面都较道化学法更为全面；在安全补偿措施方面强调了工程管理和安全态度，突出了企业管理的重要性，因而可对较广的范围进行全面、有效

170、、更接近实际的评价；大量使用图表，简洁明了。 但是使用此法进行评价时参数取值宽，且因人而异，这在一定程度上影响了评价结果的准确性，而且此法只能对系统整体进行宏观评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 ICI蒙德火灾、爆炸、毒性指标法适用于生产、储存和处理涉及易燃、易爆、有化学活性、有毒性的物质的工艺过程及其他有关工艺系统。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.11.6ICI蒙德法应用实例蒙德法应用实例应用蒙德法对某煤气发生系统进行安全评价。 1) 单元主要已知参数评价单元： 造气车间的煤气发生系统(包括煤气炉、 集气罐等)； 单元内主要物质： 一氧化碳(CO)； 煤气炉发生气量： 49

171、2 kg； 煤气炉内压力、 温度： 700800 Pa， 800 ； 评价单元高度： 15 m； 单元作业区域： 1200 m2。 2) 评价计算结果煤气发生系统评价计算结果见表5-34。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-34煤气发生系统蒙德法评价结果一览表煤气发生系统蒙德法评价结果一览表 第第5章安全评价方法章安全评价方法 评价结果：DOW/ICI总指标D：61.63 稍重 火灾负荷系数F： 17.8 轻 单元毒性指标U：14.18 非常高 主毒性事故指标C：42.54 低 装置内部爆炸指标E：6.30 非常高 环境气体爆炸指标A：206.25 高 综合危险性评分R：96.72

172、低 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3) 结论采取补偿措施后， 该评价单元的火灾负荷系数F、装置内部爆炸指标E、环境气体爆炸指标A及综合危险性评分R等项安全指标值都有所下降，说明该单元的危险性降到了较安全的级别。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.12其他评价方法其他评价方法 5.12.1统计图表分析法统计图表分析法1. 概述概述统计图表分析法是利用过去、现在的事故资料和数据进行统计，推断未来事故的发生状况，并用图表表示的一种分析方法。 常用的统计图表有4种：事故比重图、事故趋势图、主次图和控制图。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 统计图表简介统计图表简介(1) 事故比重图

173、。 绘制事故比重图，首先要收集事故资料，其次要进行归纳整理及分类分析，并在此基础上进行统计计算，求出其比重，再绘制图形。一般，用一定弧度所对应的面积代表该类事故所占的比重，故称为比重图。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 事故趋势图。事故趋势图包括动态曲线图和对数曲线图两种。 动态曲线图。 按一定的时间间隔统计工伤事故数字，利用曲线的连续变化反映事故动态变化的图形，称为动态曲线图。它通常利用直角坐标表示，横轴上表示时距，纵轴上表示事故数量尺度。根据事故动态数据资料，在直角坐标系上确定各图示点，然后，将各点连接起来，即为事故趋势图。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 对数曲线图。 对数

174、曲线图是事故趋势图的一种特殊形式，用于变量变化范围很大的情况。其横坐标表示时距，以等差数列为尺度；纵坐标表示事故数，以对数数列为尺度。采用对数作纵坐标，可以将变化幅度很大的数列变换成变化幅度较小的数列，而保持总趋势不变。这就解决了作图的技术困难问题。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 主次图。 主次图的横坐标为所分析的对象，如工龄、工种、事故类别、事故原因、发生地点、发生时间、受伤部位等； 左侧纵坐标为事故的数量；右侧纵坐标为累计百分比。主次图分析事故的步骤如下： 收集事故数据，要求真实可靠、准确无误。 确定统计分组，如事故原因、事故类别、发生时间、 工种、工龄、年龄、伤害部位等。

175、按分组统计， 计算各类所占的百分比。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 按所占比重()， 确定主次顺序。 按主次顺序计算累计百分比。 将统计计算数据列表。 按表列数据绘制主次图。 通过主次图分析， 找出事故主要影响因素， 制定防止事故的措施。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (4) 控制图。 控制图是一个标有控制界限的坐标图，其横坐标为时间， 纵坐标为管理对象的特性值。 控制图的控制界限值可根据以下情况计算确定。 当统计数字只包括歇工1日以上的事故时，事故发生频率服从泊松分布，确定其控制界限的计算式为 第第5章安全评价方法章安全评价方法 式中，CL中心线； L上上控制界限； L下下控制界

176、限； 事故平均数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 当统计数字包括轻微(歇工1日以下)的事故时，事故发生频率服从二项式分布，确定其控制界限的计算式为 式中，平均事故发生频率； n统计期间内生产工人数； 事故平均数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 统计图表分析法的优缺点及适用范围统计图表分析法的优缺点及适用范围统计图表分析法可以提供事故发生和发展的一般特点及规律，可供类比，为预测事故准备条件，对中、短期预测较为有效。 统计图表分析法的优点是简单易行，但不能考虑事故发生及发展的因果关系，预测精度不高。 使用此法的必要条件是： 必须有可靠的历史资料和数据， 资料、数据中存在某种规律和

177、趋势， 未来的环境和过去的环境相似。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 统计表分析法应用实例统计表分析法应用实例实例实例1事故比重图某炼油厂发生工伤事故30次。受伤工人工龄结构：工龄5年以下的15人，占50； 510年的6人，占20；1020年的3人，占10；2025年的3人，占10；25年以上的3人， 占10。受伤部位：手部18人，占60；足部12人，占40。 根据上述事例， 做出该炼油厂工伤事故的工龄结构和受伤部位结构图， 如图5-30所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-30 工伤事故的工龄结构和受伤部位结构图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例2 动态曲线

178、图某工厂2004年的事故频数与时间的关系如表5-35所示。 表表5-35某工厂某工厂2004年的事故频数与时间的关系年的事故频数与时间的关系根据表5-35所示数据作图， 如图5-31所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例3 对数曲线图某单位19711979年职工轻伤人数见表5-36。 将表5-36中数据作图， 如图5-32所示。 表表5-36 某单位职工轻伤人数情况某单位职工轻伤人数情况 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图图5-32某单位某单位19711979年职工轻伤人数趋势图年职工轻伤人数趋势图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例

179、实例4 主次图主次图某大型炼钢厂19851996年共发生事故327次， 具体情况见表5-37。 根据表-37中数据，绘制主次图，如图5-33所示。 表表5-37某炼钢厂发生事故情况某炼钢厂发生事故情况 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-3319701981年工伤人数主次图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 从图5-33可以看出， 最主要的是炼钢事故， 其次是辅助、 轧钢、 矿山、 机修和冶炼。 这就为事故的预防指明了主次方向。通过对事故主次图分析， 可抓住主要矛盾， 掌握问题的关键。 但要注意以下几点： (1) 对不同层次的问题， 可以做出多种分析。 (2) 不同层次的分析， 不要混

180、在一张图上。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 实例实例5控制图(1) 收集控制对象的实际数据。 某化工厂某年各旬的事故数字见表5-38。 表表5-38某化工厂某年各旬的事故数字情况某化工厂某年各旬的事故数字情况 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 绘制事故趋势图。事故趋势图如图5-34所示。 图5-34某工厂1979年各旬事故趋势图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 计算事故平均次数。事故平均次数的计算式为式中， 每旬发生的事故数， 此例中Pn=214； K统计旬数，此例中K=36。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (4) 计算控制界限L。 控制界限L的计算过程如下：

181、 将上述两值(即L上与L下)用虚线在图5-30中表示出来。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.12.2概率评价法概率评价法1. 概述概述概率评价法是一种定量评价法。 该方法是先求出系统发生事故的概率，如用故障类型及影响和致命度分析、事故树定量分析、事件树定量分析等方法，在求出事故发生概率的基础上，进一步计算风险率，以风险率大小确定系统的安全程度。系统危险性的大小取决于两个方面，一是事故发生的概率，二是造成后果的严重度。 风险率综合了两个方面的因素，它的数值等于事故的概率(频率)与严重度的乘积。 其计算式为 第第5章安全评价方法章安全评价方法 R=PS式中， R风险率， 事故损失单位时间；

182、 P事故发生概率(频率)， 事故次数单位时间； S严重度， 事故损失事故次数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 概率评价法评价概率评价法评价概率评价法首先要求出系统发生事故的概率。 生产装置或工艺过程发生事故是由组成它的若干元件相互复杂作用的结果决定的， 总的故障概率取决于这些元件的故障概率和它们之间相互作用的性质， 故要计算生产装置或工艺过程的事故概率， 首先必须了解各个元件的故障概率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 1)元件的故障概率及其求法构成设备或装置的元件， 工作一定时间就会发生故障或失效。所谓故障，就是指元件、 子系统或系统在运行时达不到规定的功能， 可修复的失效就

183、是故障。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 元件在两次相邻故障间隔期内正常工作的平均时间， 称为平均故障间隔期，用表示。如某元件在第一次工作时间t1后出现故障， 第二次工作时间t2后出现故障，第n次工作时间tn后出现故障， 则平均故障间隔期： 一般是通过试验测定几个元件的平均故障间隔时间的平均值得到的。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 元件在单位时间(或周期)内发生故障的平均值称为平均故障率，用表示，单位为故障次数时间。平均故障率是平均故障间隔期的倒数， 即故障率是通过试验测定出来的，实际应用时受环境因素的不良影响，如温度、湿度、振动、腐蚀等， 故应给予修正， 即考虑一定的修正系数(严重

184、系数k)。部分环境下严重系数k的取值见表5-39。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-39严重系数值举例严重系数值举例 第第5章安全评价方法章安全评价方法 元件在规定时间内和规定条件下完成规定功能的概率称为可靠度，用R(t)表示。元件在时间间隔(0，t)内的可靠度符合下列关系： R(t)=et (5-10)式中, t元件运行时间。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 元件在规定时间内和规定条件下没有完成规定功能(失效)的概率就是故障概率 (或不可靠度)，用P(t)表示。故障概率是可靠度的补事件， 计算式为P(t)=1R(t)=1et (5-11) 式(5-10)和式(5-11)只适用

185、于故障率稳定的情况。 许多元件的故障率随时间而变化，显示出的浴盆曲线如图5-35所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图图5-35 故障率曲线图故障率曲线图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 从图5-35可以看出，元件故障率随时间变化有3个时期，即幼年故障期(早期故障期)、近似稳定故障期(偶然故障期)和老年故障期(损耗故障期)。元件在幼年期和老年期故障率都很高。这是因为元件在新的时候可能内部有缺陷或在调试过程被损坏，因而故障率开始较高， 但很快就下降了。 当使用时间长了，由于老化、 磨损， 功能下降， 故障率又会迅速提高。如果设备或元件在老年期之前更换或修理即将失效的部分，则可延长使用

186、寿命。在幼年和老年两个周期之间(偶然故障期)的故障率低且稳定，式(5-10)和式(5-11)都适用。 部分元件的故障率见表5-40。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-40部分元件的故障率部分元件的故障率 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) 元件的连接及系统故障(事故)概率计算 生产装置或工艺过程是由许多元件连接在一起构成的， 这些元件发生故障常会导致整个系统故障或事故的发生。 因此， 可根据各个元件故障概率， 依照它们之间的连接关系计算出整个系统的故障概率。 元件的相互连接有串联和并联两种情况。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 串联连接的元件用逻辑或门表示， 意思是任何一

187、个元件故障都会引起系统发生故障或事故。 串联元件组成的系统， 其可靠度计算式如下： (5-12) 式中，Ri每个元件的可靠度； n元件的数量； 连乘符号。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 系统故障概率P的计算式为(5-13) 式中，Pi每个元件的故障概率。 只有A和B两个元件组成的系统，式(5-13)展开为P(A或B)=P(A)+P(B)P(A)P(B) (5-14)第第5章安全评价方法章安全评价方法 如果元件的故障概率很小， 则P(A)P(B)项可以忽略。此时，式(5-14)可简化为P(A或B)=P(A)+P(B) (5-15)式(5-13)可简化为当元件的故障率不是很小时， 不能用简化

188、公式计算总的故障概率。 (5-16)第第5章安全评价方法章安全评价方法 并联连接的元件用逻辑与门表示，即并联的几个元件同时发生故障，系统就会发生故障。 并联元件组成的系统故障概率P的计算式为(5-17)系统的可靠度计算式为 (5-18)系统的可靠度计算得出后，可由式(5-10)求出总的故障率。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 概率评价法应用实例概率评价法应用实例若某反应器内进行的是放热反应，当温度超过一定值后，会引起反应失控而爆炸。为及时移走反应热量，在反应器外面安装了夹套冷却水系统。由反应器上的热电偶温度测量仪与冷却水进口阀连接，根据温度控制冷却水流量。为防止冷却水供给失效，在冷却

189、水进水管上安装了压力开关并与原料进口阀连接，当水压小到一定值时，原料进口阀会自动关闭，停止反应。反应器的超温防护系统如图5-35所示。试计算这一装置发生超温爆炸的故障率、故障概率、可靠度和平均故障间隔期，假设操作周期为1年。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 解解: 从图5-36可以看出，反应器的超温防护系统由温度控制和原料关闭两部分组成。 温度控制部分的温度测量仪与冷却水进口阀串联， 原料关闭部分的压力开关和原料进口阀也是串联的， 而温度控制和原料关闭两部分则为并联关系。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-36反应器的超温防护系统 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由表5-40查

190、得热电偶温度测量、控制阀、压力开关的故障率分别为0.52、0.60、0.14次/年。首先，根据式(5-10)和式(5-11)计算各个元件的可靠度和故障概率。(1) 热电偶温度测量仪：R1=e0.521=0.59P1=1R1=10.59=0.41(2) 控制阀： R2=e0.601=0.55P2=1R2=10.55=0.45 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 压力开关： R3=e0.141=0.87P3=1R3=10.87=0.13(4) 温度控制部分： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (5) 原料关闭部分： RB=R2R3=0.550.87=0.48PB=1RB=10.48=0.

191、52 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (6) 超温防护系统： P=PAPB=0.680.52=0.35R=1P=10.35=0.65 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由以上计算可知，预计温度控制部分每0.88年发生一次故障， 原料关闭部分每1.37年发生一次故障。 两部分并联组成的超温防护系统， 预计2.3年发生一次故障， 防止超温的可靠性得到提高。 计算出安全防护系统的故障率， 就可进一步确定反应器超压爆炸的风险率， 从而可比较它的安全性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.12.3层次分析综合评价法层次分析综合评价法1. 概述概述层次分析法(Analytic Hiearchy

192、 Process， AHP)是建立在系统理论基础上的一种解决实际问题的方法。 用层次分析法作系统分析， 首先要把问题层次化。 根据问题的性质和所达到的总目标， 将问题分解为不同的组成因素， 并按照因素间的相互关联、影响及隶属关系将因素按不同层次聚集组合， 形成一个多层次的分析结构模型， 并最终把系统分析归结为最低层(供决策的方案措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在排序计算中， 每一层次中的排序又可简化为一系列成对因素的判断比较， 并根据一定的比率将判断定量化， 形成比较判断矩阵。 通过计算得出某层次因素相对于上一

193、层次中某一因素的相对重要性排序(层次单排序)。 为了得到某一层次相对上一层次的组合权值， 用上一层次各个因素分别作为下一层次各因素间相互比较判断的准则， 依次沿递阶层结构由上而下逐层计算， 即可计算出最低因素(如待决策的方案、 措施、 政策等)相对于最高层(总目标)的相对重要性权值或相对优势的排序值。 因此， 层次分析法可以用来确定系统综合安全程度影响因素的权重。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 层次分析综合评价法步骤层次分析综合评价法步骤1)建立层次结构模型层次分析法模型概念的基础是模型与对象之间存在某种相似性， 因此， 在这两个对象之间就存在着原型模型关系。 它一般具有三个特征：

194、 它是现实系统的抽象或模仿； 它是由与分析问题有关的部分或因素构成的； 它表明这些有关部分或因素之间的关系。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 层次分析法常用的模型有符号模型、 数学模型和模拟模型。 要建立一个有效的系统模型， 必须符合以下三个要求。 (1) 相似性。 模型与原型要有相似关系， 即模型的结构和功能必须是研究对象(原型)的结构和功能的模仿。 (2) 简单性。 模型必须由与原型有关的基本部分(要素)所构成。 也就是说， 模型必须撇开研究对象的次要成分或过程， 而抓住研究对象的主要成分环节， 这样才能起到对原型的模仿作用和简化作用。 (3) 正确性。 模型必须反映原型的各种真实关系

195、， 即模型能表现出研究对象内部和外部的各种基本关系。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 根据对问题的初步分析， 将问题包含的因素按照是否具有某些特征聚集成组， 并把它们之间的共同特征看做是系统中新的层次中的一些因素； 而这些因素本身也按照另外一组特性组合形成更高层次的因素， 直到最终形成单一的最高因素， 这往往可以视为决策分析的目标， 这样即构成由最高层、 若干中间层和最低层排列的层次分析结构模型。 决策问题通常可以划分为下面三类层次， 如图5-37所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-37 AHP常用层次结构模型 第第5章安全评价方法章安全评价方法 建立了层次分析模型后，就可以

196、在各层元素中两两进行比较， 构造出比较判断矩阵，并引入合适的标度将判断定量化， 通过数学运算即可计算出最低层对于最高层总目标相对优劣的排序权值。在层次模型中， 采用作用线标明上一层次因素和下一层次因素之间的联系。 如果某个因素与下一层中所有因素均有联系， 则称这个因素与下一层次存在着完全层次关系。目标层与准则层因素之间的关系即为完全层次关系。 若某个因素仅与下一层中的部分因素有联系， 如准则层与评判指标层因素之间的关系即为不完全层次关系。 另外， 层次之间可以建立子层次， 子层次从属于主层次中某个因素， 它的因素与下一层次的因素有联系， 但不形成独立层次。 第第5章安全评价方法章安全评价方法

197、2)层次分析法中的排序 通过对问题的分析并建立了相应的层次分析结构模型后，问题即转化为层次中排序计算的问题。 许多社会、 经济、 政治、 人的行为以及科学管理等领域中决策、 预测、 计划、 资源分配、 冲突分析等问题都可归结为某种意义下的排序问题。 层次分析法层次中的排序计算采用特征向量方法。 假定有n个物体， 它们的质量分别为w1，w2， ，wn，并假定它们的质量和为单位1，比较它们之间的质量， 很容易得到它们之间逐对比较的判断矩阵： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 显然第第5章安全评价方法章安全评价方法 用质量向量W=w1，w2， , wn T右乘矩阵AWTBX， 其结果为(5-20)

198、 第第5章安全评价方法章安全评价方法 从式(5-20)可以看出， 以n个物体质量为分量的向量W是比较判断矩阵A对应于n的特征向量。根据矩阵理论可知，n为上述矩阵A唯一非零的、也是最大的特征值，而W则为其对应的特征向量。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由以上分析可知，如果有一组物体需要估计它们的相对质量，而又没有称量仪器，那么可以通过逐对比较这组物体相对质量的方法，得出对每对物体相对质量比的判断，从而形成比较判断矩阵。通过求解判断矩阵的最大特征值和它所对应的特征向量问题，可以计算出物体的相对质量。同样， 对于复杂的社会、经济及管理等领域中的问题，通过建立层次分析模型，构造两两因素的比较判断

199、矩阵，就可以应用这种求判断矩阵最大特征值及其特征向量的方法，来确定出相应的各种方案、措施、政策等对于总目标的重要性排序权值，以供决策。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3)判断矩阵和标度每个系统分析都以一定的信息为基础， 层次分析的信息基础主要是人们对于每一层次中各因素相对重要性给出的判断。 这些判断通过引入合适的标度用数值表示出来， 写成判断矩阵。 判断矩阵表示针对上一层次某因素，本层次与其有关因素之间相对重要性的比较。假定A层因素ak中与下一层中 B1，B2， ，Bn有联系，其构造判断矩阵的一般形式如下： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第第5章安全评价方法章安全评价方法 根据正矩

200、阵理论可知，该矩阵具有唯一最大特征值max。 计算特征值和特征向量，也可采用方根法算出其近似特征值。 近似特征向量W=(w1，w2， ，wn)，W即为评价因素重要性排序，也即权值分配。最后， 进行一致性检验， 度量评价因素权重判断矩阵有无逻辑混乱。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 计算一致性比率， 其关系式为其中, RI为随机一致性指标， 其值见表5-41。 当CI0.10时， 认为一致性可以接受， 否则调整判断矩阵直到接受。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-41RI随机一致性指标随机一致性指标 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在层次分析法中， 为了使决策判断定量化， 形成

201、上述数值判断性矩阵， 引用了标度方法(见表5-42) 表表5-42判断矩阵标度及其含义判断矩阵标度及其含义 第第5章安全评价方法章安全评价方法 选择表5-42中19比率标度方法有以下依据： (1) 实际工作中当被比较的事物在所考虑的属性方面具有同一个数量级或很接近时， 定性的区别才有意义， 也才有一定的精度。 (2) 在估计事物的区别性时， 可以用5种判断表示， 即相等、 较强、 强、 很强、 绝对强。 当需要更高精度时， 还可以在相邻判断之间做出比较， 这样， 总共有9个数字， 它们有连贯性， 因此在实际中可以应用。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 在对事物比较中， 72个项目为心

202、理学极限。 如果取72个元素进行逐对比较， 它们之间的差别要用9个数字表示出来。 (4) 社会调查也说明， 在一般情况下， 需要用7个标度点来区分事物之间质的差别或重要性程度的不同。 (5) 如果需要用比标度19更大的数， 可用层次分析法将因素进一步分解聚类，在比较这些因素之前， 先比较这些类别，这样就可使所比较的因素之间质的差别落在19标度范围内。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 层次分析综合评价法优缺点及适用范围层次分析综合评价法优缺点及适用范围层次分析法是一种能有效地处理那些难于完全用定量来分析的复杂问题的手段。层次分析法应用领域比较广阔， 可以分析社会、 经济以及科学管理领域

203、中的问题。 层次分析法所构造的模型是递阶层次结构，即从高到低或从低到高的层次结构。而在实际分析中，还会遇到更复杂的系统。 在这些系统中，层次已经不能表明高或低了，这是因为某一层次即可直接或间接地影响其他层次，同时又直接或间接地被其他层次所影响。 这种类型的问题， 通常用网络结构模型来描述。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 层次分析综合评价法应用实例层次分析综合评价法应用实例(1) 油库安全层次结构模型。 根据对油库安全系统的综合分析，得出影响油库安全的因素及其评价层次结构如图5-38所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-38 油库安全评价层次结构 第第5章安全评价方法章安

204、全评价方法 (2) 各因素相对权重计算。 为了确定指标层各因素的相对重要程度， 需要求出准则层每个因素相对于目标层的相对权重， 就是将准则层每个因素对于总目标油库的安全状况予以量化。 同时， 需要求出各个指标因素对于准则层各因素的相对权重。 准则层各因素对目标层的重要程度。 准则层中的人员、 安全设施、 安全管理、 环境卫生在目标层油库安全中的相对重要程度， 用两两比较求出各因素的重要程度。 利用方根法计算权重，再计算最大特征值， 写出其判断矩阵(见表5-43)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-43CC判断矩阵判断矩阵 第第5章安全评价方法章安全评价方法 以方根法求评价因素权重向

205、量近似值wi： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 将评价因素权重向量近似值称为，作归一化处理求评价因素权重向量wi。 其关系式为 (5-23) 则 w1=0.3545，w2=0.3545，w3=0.1602，w4=0.1308计算判断矩阵的最大特征值max， 得max=4.0206W=(0.3545， 0.3545， 0.1602， 0.1308)第第5章安全评价方法章安全评价方法 一致性指标为 通过表5-41查得RI=0.89， 则一致性比率为 满足一致性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 指标层各因素对准则层的相对重要程度。指标层因素对准则层的相对重要程度计算结果，见表5-44表5-

206、47。 表表5-44C1P判断矩阵判断矩阵 由表5-44中数据计算得max=3，W=(0.5714，0.2857， 0.1429)， CR=00.1， 满足一致性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-45C2P判断矩阵判断矩阵 由表5-45中数据计算得max=5.0426， W=(0.33，0.3582，0.08746，0.1749，0.049)， CR=0.00950.1， 满足一致性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-46C3P判断矩阵判断矩阵 由表5-46中数据计算得max=5.0426， W=(0.2101，0.1236，0.4943，0.04844，0.1236

207、)，CR=0.00950.1，满足一致性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-47C4P判断矩阵判断矩阵 由表5-47中数据计算得max=3.0055，W=(0.5954， 0.1283，0.2764)，CR=0.00530.1，满足一致性。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 排序。 人员因素对油库安全状况的权重为 0.3545(0.5714， 0.2857， 0.1429)=(0.2026， 0.1013，0.05066)安全设施对油库安全状况的权重为0.3545(0.33， 0.3582， 0.08746， 0.1749， 0.049)=(0.1170， 0.1270，

208、 0.03100， 0.06200， 0.01737)安全管理对油库安全状况的权重为0.1602(0.2101， 0.1236， 0.4943， 0.04844， 0.1236)=(0.03366， 0.01980， 0.07919， 0.007760， 0.01980)第第5章安全评价方法章安全评价方法 环境卫生对油库安全状况的权重为0.1308(0.5945， 0.1283， 0.22764)=(0.07776， 0.01678，0.02977)综上所述， 排出各因素与油库安全相关程度的顺序， 见表5-48。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-48油库安全各影响因素的权重油库安全

209、各影响因素的权重 第第5章安全评价方法章安全评价方法 由表5-48可知， 影响油库安全状况的各因素(指标)，其重要程度是不均等的，有些对油库安全状况起决定性作用， 有些则影响较小， 其中人员和设施设备起主要作用，尤其是员工的身体状况和业务素质、装卸油和输油系统、储油系统、 员工的安全意识占支配地位，这与实际相符合，证明了该方法的合理性与实用性。通过关注掌握主要因素可以提高对敏感因素的检测， 警惕那些易忽略的因素，做到防患于未然， 提高油库安全管理水平。 利用层次分析法进行安全评价， 减少了评价工作中的随意性， 对实际工作有一定的参考价值。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.12.4模糊数

210、学综合评价法模糊数学综合评价法1. 概述概述在现实生活中，同一事物或现象往往具有多种属性， 因此在对事物进行评价时，就要兼顾各个方面。 特别是在生产规划、管理调度、社会经济等复杂的系统中，在做出任何一个决策时，都必须综合考虑多个相关因素，这就是所谓的综合评价问题。综合评价问题是多因素、多层次决策过程中所碰到的一个具有普遍意义的问题，它是系统工程的基本环节。 模糊综合评价作为模糊数学的一种具体应用方法， 将对如何进行评价，其数学模型如何建立，对其应用中出现的问题如何处理这些问题给予回答。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. 模糊数学综合评价模糊数学综合评价(1) 模糊综合评价的原理及初始模

211、型。 模糊综合评价就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则， 考虑与被评价事物相关的各个因素， 对其所作的综合评价。 评价的着眼点是所要考虑的各个相关因素。 在评价某个事物时， 可以将评价结果分成一定的等级(根据具体问题， 以规定的标准来分等级)。 例如， 在对某煤矿的通风系统进行评价时， 可把评价的等级分为“很好”、 “较好”、 “一般”、 “较差”、 “很差”5个等级。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 设着眼因素集合为U= u1，u2， ，um 抉择评语集合为V= v1，v2，vn 首先对着眼因素集合U的单因素ui(i=1，2， ， m)作单因素评价，从因素ui着眼确定该事物对抉择等级vi

212、(i=1，2， n) 的隶属度(可能性程度)rij，这样就得出第i个因素ui的单因素评判集rij，即rij= ri1，ri2，rin 。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 rij是抉择评语集合V上的模糊子集。这样，由m个着眼因素的评价集就构造出一个总的评价矩阵R。 R即是着眼因素论域U到抉择评语论域V的一个模糊关系，UR (ui，vj)=rij表示因素ui对抉择等级vj的隶属度。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 单因素评判是比较容易办到的。例如，在100位专家对某煤矿通风系统的评判中，若对煤矿的“风流稳定性”这一着眼因素分别有50， 30， 10， 5， 5人的评价为“很好”、 “较好”

213、、 “一般”、 “较差”、 “很差”， 则对该矿的“风流稳定性”这一单因素的评判为(0.5， 0.3， 0.1， 0.05， 0.5)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 但很多因素的综合评判就比较困难了。因为，一方面， 对于被评判事物从不同的因素着眼可以得到截然不同的结论； 另一方面，在诸着眼因素ui(i=1，2， ， m)之间， 有些因素在总评价中的影响程度可能大些， 而有些因素在总评价中的影响程度可能要小些， 但究竟要大多少或小多少， 则是一个模糊择优问题。 因此，评价的着眼点可看做是着眼因素论域U上的模糊子集A，记作或 A=(a1，a2， ，am)第第5章安全评价方法章安全评价方法

214、其中，ai(0ai1，且 ) 为ui对A的隶属度。它是单因素ui总评价中的影响程度大小的度量，在一定程度上也代表根据单因素ui评定等级的能力。注意，ai可能是一种调整系数或限值系数，也可能是普通权系数，A称为U的重要程度模糊子集，ai称为因素ui的重要程度系数。 A值的确定方法有层次分析法、专家评定法、德尔斐法、统计试验法等。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 于是，当模糊向量A和模糊关系矩阵R为已知时， 作模糊变换来进行综合评价。B=AR=(b1，b2， ，bn) (5-24)或(5-25)第第5章安全评价方法章安全评价方法 式(5-24)是模糊综合评价的初始模型。 B中的各元素bj是在广

215、义模糊合成运算下得出的运算结果，其计算式为(5-26)简记为模型 。 其中 为广义模糊“与”运算， 为广义模糊“或”运算。 B称为抉择评语集V上的等级模糊子集，bj(j=1，2， n)为等级vj对综合评价所得等级模糊子集B的隶属度。如果要选择一个决策，则可按照最大隶属度原则选择最大的bj所对应的等级vj作为综合评判的结果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 在广义模糊合成运算下， 综合评判模型，即式(5-24)或式(5-25)的意义在于rij (i=1，2，m；j=1，2， n)为单因素ui对等级vj的隶属度；而通过广义模型“与” 运算( )所得结果(记为 )，就是在全面考虑各种因素时， 因

216、素ui的评价对等级vj的隶属度，也就是考虑因素ui在总评价中的影响程度ai时，对隶属度 进行的调整或限制。 最后通过广义模糊“或”运算对各个调整(或限制)后的隶属度进行综合处理， 即可得出合理的综合评价结果。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 式(5-24)所表示的模糊变换R (单因素评判矩阵)，可以看做是从着眼因素论域U到抉择评语论域V的一个模糊变换器， 也就是说每输入一个模糊向量A，就可输出一个相应的综合评价结果B。模糊综合评价过程如图5-39所示。 图5-39 模糊综合评价过程 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2)二级指标评价法。 设着眼因素集合为U= u1，u2，um 抉择评语

217、集合为V= v1，v2， ，vn 对客观事物进行综合评价时，如果各因素ui在评价中的作用无差异，则ui对因素重要程度模糊子集A的隶属度i可取相同的值。以上所述在广义模糊合成运算下的综合评价模型可以取以下三种模型。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 模型M(，)。 综合评价结果为 (5-27) 可取a1=a2=am=1。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 模型M(乘幂， )。 综合评价结果为 (5-28) 可取a1=a2=am=1。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 模型M(， +)。 综合评价结果为 (5-29) 可取a1=a2=am= ， 则得到3种简化综合评价模型。 第第5章安全评价

218、方法章安全评价方法 采用上述3种简化模型作评价，相当于对各因素的特性指标分别取最大值、最小值和平均值作为评价指标， 这是通常使用的评价方法。第第5章安全评价方法章安全评价方法 在实际应用中，如果仅取最大值、最小值或平均值之一作为评价指标， 可能有片面性。因此， 可综合使用B1、B2、B3这3个指标，进行所谓的二级指标评价。 设评价指标集为U1=(B1，B2，B3)U1的各指标B1(i=1， 2， 3)的权重分配为A1=(a1，a2，, a3) 其中ai0，且 。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 评价指标集U1总的评价矩阵为 则总的(二级)综合指标评价结果为A1R1=B1=(b1，b2，,

219、bn) (5-33)第第5章安全评价方法章安全评价方法 式(5-33)中左端是普通矩阵乘法，bj(j=1，2，n)称为二级评价指标，其中最大的bi值所对应的等级vj就是所要求的最佳结果。 在上述二阶综合指标评价中，指标B1是从最突出的长处(优点)考虑问题的，指标B2是从最突出的短处(缺点)考虑问题的，指标B3是从平均的角度考虑问题的，最后又从综合的角度考虑上述3个方面的情况，使得评价结果更加合理。这种方法实际上提高了极值在评价中的作用和地位。另一种评价法是要降低极值在评价中的地位，例如，体操评价中常用一种“去极评价法”， 把评价员对选手的打分去掉最大值和最小值后再进行平均，这也是一种二级指标评

220、价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 多层次综合评价方法。 在复杂系统中， 由于要考虑的因素很多，并且各因素之间往往还有层次之分， 如果仍用上述综合评价的初始模型， 则难以比较系统中事物之间的优劣次序， 得不到有意义的评价结果。 在实际应用中，如果遇到这种情形，可把着眼因素集合U按某些属性分成几类，先对每一类(因素较少)作综合评价， 然后在对评价结果进行“类”之间的高层次的综合评价，下面作具体介绍。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 设着眼因素集合为U= u1，u2， ， um 抉择评语集合为 V= v1，v2，vn 多层次综合评价的一般步骤如下： 划分因素集U。对因素集U作划分

221、， 即 U= U1，U2， ，UN 第第5章安全评价方法章安全评价方法 其中，Ui= ui1，ui2， uik ，i=1，2， N，即Ui中含有后ki个因素 ，并且满足以下条件： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 初级评价。对每个Ui= ui1，ui2，uik 的ki个因素， 按初始模型作综合评价。 设Ui的因素重要程度模糊子集为Ai，Ui的ki个因素总的评价矩阵为Ri，则AiRi=Bi=(bi1，bi2，, bin) (i=1，2，N)式中, Bi为Ui的单因素评价。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 二级评价。设U= U1，U2， ，UN 的因素重要程度模糊子集为A，且 A=(A1，A

222、2，, AN)，则U的总体评价矩阵R为可得出总的(二级)综合评价结果，即B=AR。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 这也是着眼因素U= u1，u2， ，um的综合评价结果。 其评价过程如图5-40所示。 图5-40二级综合评价的过程 第第5章安全评价方法章安全评价方法 二级综合评价模型反映了客观事物因素间的不同层次，它可以避免因素过多时，因素重要程度模糊子集难以分配的弊病。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (4) 等级参数评价法。由综合评价初始模型、二级指标评价法和多层次综合评价法所得到的评价结果均是一个等级模糊子集B=(b1，b2，bn)，对B是按照“最大隶属度原则”选择其最大的bj

223、所对应的等级vj作为评价结果的。此时，只利用了bj (j=1，2， ，n)中的最大者， 没有充分利用等级模糊子集B所带来的信息。 而在实际应用中，往往要集结各种等级规定某些参数，借以作为评级标准。例如，按煤矿企业安全管理成绩区间(百分制)将煤矿企业安全管理水平分为5个等级： 第第5章安全评价方法章安全评价方法 第等级， 企业安全管理很好， 成绩区间为90， 100。 第等级， 企业安全管理较好， 成绩区间为80， 90。 第等级， 企业安全管理一般， 成绩区间为70， 80。 第等级， 企业安全管理较差， 成绩区间为60， 70。 第等级， 企业安全管理很差， 成绩区间为0， 60。 可选择各

224、等级成绩区间的下界ci作为各等级的参数， 它标志着各个等级之间的分界线。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 为了充分利用等级模糊子集B所带来的信息，可把各种等级的评级参数和评价结果B进行综合考虑，使得评价结果更加符合实际。 设着眼因素U= u1，u2，um ，抉择评语集合V= v1，v2， ，vn ，由综合评价初始模型、二级指标评价法或多层评价法所得出的评价结果等级模糊子集为 B=AR=(b1，b2， ，bn) 第第5章安全评价方法章安全评价方法 设相对于各等级vj所规定的参数列向量为C=(c1，c2， ，cn) T则等级评价结果为式中, p为一个实数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法

225、当0bj1，时， p可看做是以等级模糊子集B为权向量的关于等级参数c1，c2， ，cn的加权平均值。p反映了等级模糊子集B和等级参数向量C所带来的综合信息，在许多实际应用中，它是十分有用的综合参数。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 3. 模糊数学综合评价法优缺点及适用范围模糊数学综合评价法优缺点及适用范围模糊数学综合评价作为模糊数学的一种具体应用方法， 最早是由我国学者汪培庄提出的。 这一应用方法深受广大科技工作者的欢迎和重视， 并且得到了广泛的应用。 在矿业中它已被应用于地质勘探、 矿井设计、 矿井通风、 煤炭开采、 煤炭加工洗选、 煤炭企业管理等方面。 其优点是： 数学模型简单， 容易

226、掌握， 对多因素、多层次的复杂问题评价效果比较好， 是别的数学分支和模型难以代替的方法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 模糊数学综合评价法应用实例模糊数学综合评价法应用实例 某矿务局在开展安全生产大检查过程中，对下属的9个矿井的安全状况进行评估， 按照有关矿井生产条例以及该局的评比方法规定， 各个矿井所得分数见表5-49。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 表表5-49各矿井检查得分汇总各矿井检查得分汇总 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (1) 评价集。 (2) 评价对象的因素。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 构造模糊关系。 列出单因素评价矩阵， 已知： V=

227、v1v2v3v4v5v6v7v8v9 U= u1u2u3u4u5u6 则得模糊矩阵为第第5章安全评价方法章安全评价方法 将表5-49中的各矿得分均除以100，得(4) 确定权数。 按“专家评议法”， 确定权数为A=0.550.100.060.120.020.15 (5) 模糊计算。 B=AR=(b1b2b3b4b5b6b7b8b9) 第第5章安全评价方法章安全评价方法 B= 0.550.100.060.120.020.15 =(0.7802 0.5615 0.7860 0.4178 0.3579 0.4004 0.6531 0.6727 0.5266)将评价结果bj (j=1，2，9)乘以10

228、0取整数，得矿井安全管理状况成绩Sj(j=1，2，9)为S=(78 56 79 42 36 40 65 67 53)第第5章安全评价方法章安全评价方法 (6) 给出评价结果。由评价系数bi及转化后的得分S可知，矿井安全管理状况的优劣依次为矿井C、矿井A、矿井H、 矿井G、矿井B、矿井I、矿井D、矿井F、矿井E。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 5.12.5BP神经网络综合评价法神经网络综合评价法1. 概述概述神经网络是人工神经网络 (Artificial Neural Network， ANN)的简称，是一类模拟生物神经系统结构、由大量处理单元组成的非线性自适应动态系统，它具有学习能力、记

229、忆能力、 计算能力及智能处理功能，可在不同程度和层次上模仿大脑的信息处理机理，有非线性、非局域性、非定常性、非凸性等特点。神经网络把结构和算法统一为一体，可以看做是硬件与软件的结合体，对神经网络的研究在国际上已经形成一种热潮，其研究成果已在模式识别、自动控制、图像处理、语言识别等许多方面得到广泛的应用。目前比较典型的是BP(Backerror Propagation, 误差反向传递)神经网络模型。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2. BP神经网络综合评价神经网络综合评价1） BP神经网络理论设网络输入为P，输入神经元有r个，隐含层有s1个神经元，激活函数为f1，输出层内有s2个神经元，对

230、应的激活函数为f2。输出为A，目标矢量为T。 (1) 信息的正向传播。隐含层中第i个神经元的输出为第第5章安全评价方法章安全评价方法 输出层第k个神经元的输出为 定义误差函数为 网络通过学习找到一组权重，使总误差函数最小， 这可归结为在权重空间为E寻优，BP算法采用了梯度寻优法。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2) 求权值的变化及误差的反向传播。 输出层的权值变化即从第i个输入到第k个输出的权值变化量为其中， 同理可得第第5章安全评价方法章安全评价方法 隐含层权值的变化， 即从第j个输入到第i个输出的权值变化量为同理可得其中， b1i=ij 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3)

231、BP网络误差的反向传播。误差的反向传播是BP网络的关键，其过程是先计算输出层的误差ek，然后将其与输出层激活函数的一阶导数 相乘求得ki。由于隐含层中没有直接给出目标矢量，所以利用输出层的积进行误差反向传播求出隐含层的变化量w2ki，然后计算ei=kiw2ki，并同样将ei与该层激活函数的一阶导数相乘而求得ij，以此求出前一层的权值变化量w1ij。 如果前面还有隐含层，则沿用上述同样方法依次类推， 一直将输出误差一层一层地反向传播到第一层为止，如图5-41所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-41BP网络误差反向传播流程图 第第5章安全评价方法章安全评价方法 BP算法要求各层激活函

232、数的一阶导数处处可微。对于Sigmoid函数f(x)= 其一阶导数为 对于线性激活函数， 一阶导数为 f(n)=n=1 第第5章安全评价方法章安全评价方法 2) BP神经网络的设计(1) 确定网络的拓扑结构，包括中间隐含层的层次， 输入层、输出层和隐含层的节点数。 (2) 确定被评价系统的指标体系，包括特征参数和状态参数。运用神经网络进行安全评价时，首先必须确定评价系统的内部构成和外部环境，确定能够正确反映被评价对象安全状态的主要特征参数(输入节点数， 各节点实际含义及其表达形式等)，以及这些参数下系统的状态(输出节点数，各节点实际含义及其表达方式等)。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (

233、3) 选择学习样本，供神经网络学习。选取多组对应系统不同状态参数值时的特征数值作为学习样本，供网络系统学习。这些样本应尽可能地反映各种安全状态。神经网络的学习过程即根据样本确定网络的连接权值和误差反复修正的过程。 (4) 确定作用函数， 通常选择非线性S型函数。 (5) 建立系统安全评价知识库。第第5章安全评价方法章安全评价方法 (6) 进行实际系统的安全评价。经过训练的神经网络将实际评价系统的特征值转换后输入到已具有推理功能的神经网络中，运用系统安全评价知识库处理后得到评价实际系统安全状态的评价结果。实际系统的评价结果又作为新的学习样本输入到神经网络中，使系统安全评价知识库进一步充实。 第第

234、5章安全评价方法章安全评价方法 3. 神经网络综合评价法优缺点及适用范围神经网络综合评价法优缺点及适用范围神经网络模拟人的大脑活动，具有极强的非线性逼近、 大规模并行处理、自训练学习、自组织、内部有大量可调参数而使系统灵活性更强等优点。将神经网络理论应用于安全评价之中，能克服传统评价方法的一些缺陷，能快速、准确地得到评价结果。这将为企业安全管理提供科学的决策信息，从而避免事故的发生。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 4. 神经网络综合评价法应用实例神经网络综合评价法应用实例煤矿是多工序、多环节的综合性行业，它的生产过程复杂，工作地点经常移动，环境也十分恶劣，所以影响煤矿安全管理的因素具有复

235、杂性、模糊性、隐蔽性、非线性等特点。具体的实现过程和方法如图5-42所示。 第第5章安全评价方法章安全评价方法 图5-42基于神经网络的矿井安全评价模型 第第5章安全评价方法章安全评价方法 网络设计及实现步骤如下： (1) 矿井安全管理评价的神经网络参数。在评价矿井安全管理水平时，必须用系统的观点，综合考察影响矿井安全管理的诸因素。根据选择评价指标的原则，参考矿井安全管理的评价指标体系，结合矿井安全管理的实际， 确定安全管理评价参数(见表5-50)。 表表5-50 矿井安全管理评价的神经网络参数矿井安全管理评价的神经网络参数 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (2)输入向量。由以上分析可确定神经网络的输入向量为Xp=(x1，x2，x23)，具体参数见表5-51。 表表5-51 矿井安全管理评价的神经网络输入参数矿井安全管理评价的神经网络输入参数 第第5章安全评价方法章安全评价方法 (3) 输入、 输出参数的量化处理。调用训练好的神经网络，对某矿井的安全管理水平进行评价，结果见表5-52。 表表5-52某矿井安全管理的神经网络评价某矿井安全管理的神经网络评价 该评价结果较好地反映了矿井安全管理的实际水平。