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安全系统工程：第 31–40 页

安全系统工程 课堂笔记
安全的概念
定义
安全：人的身心免受外界不利因素影响的存在状态，以及保障条件。身体和心
理是内在因素，外界因素即环境，保障条件即机器设备。
• 安全从人的本身出发，强调人、机、环的协调共生与和谐
风险的概念
定义
风险：危险、危害事故发生的可能性与危险、危害事故严重程度的综合指标。
• 安全、风险、事故是核心概念，重点在于防止事故发生，特别是灾难性事故
• 防止事故不能无限制投资，需在风险与成本间取得平衡
例
原油储罐（如广州南沙 3 万吨外浮顶罐、20 万立方储罐）需厚钢板、牢固基础，
不能有丝毫闪失，体现了高风险设施的安全投入与风险控制。
事故的定义
• 事故是造成死亡、 伤害、 职业病、 财产损失， 以及环境污染、 名誉损失等其他损
失的意外事件
• 事故的影响不仅限于人身和财产，还包括经济层面（如上市公司事故披露后股
价下跌）和社会声誉层面
• 杜邦公司的安全哲学：所有伤害都是可以预防的
定义
事故：造成死亡、伤害、职业病、财产损失，也包括环境污染和其他损失在内
的意外事件。
注意
“小组内不重复发生违章” 这一说法并不严谨——本小组不重复，其他小组仍可
能发生。更严谨的表述是：所有危险、任何伤害都是可以预防的。
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风险的定义
• 风险 = 可能性 × 严重程度
• 概念宽泛但很具体：坐飞机” 风险高” 是因为后果严重；说飞机” 最安全” 是因为
发生事故的可能性最低
• 90 年代国内飞机事故多，多为人为因素，应对措施是加强安检、教育、管理和
应急
定义
风险：可能性和严重程度的组合。
安全科学技术学科体系
• 安全科学技术位于环境科学与管理科学之间，是介于自然科学和社会科学之间
的学科
• 目前界定为工学，但部分学校的安全科学与工程专业可授予管理学学位
• 92 年国标（学科分类与代码）中仅有 5 个二级学科、约 27 个三级学科，体系单
薄
• 09 年修编后，学科体系发生革命性变化，二级、三级学科大幅扩充
• 本专业已开设的课程：安全机电、人机安全系统、特种设备、火灾爆炸、消防、
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智慧消防、安全工程概论、安全管理等
• 学分压缩趋势：23 级为 170 学分，25 级降至 160 学分，强调” 以身为本”——重
点在学了多少而非讲了多少
例
北京理工大学” 制药专业” 实为火炸药方向（武器系统必需） ，华北理工、南京
理工等国防院校也有类似专业。学生误以为是人用制药，实际是过程安全与化
工方向，说明专业方向与名称可能存在差异。
安全科学的概念
• 用人类已掌握的科学理论方法、知识体系和实践经验，研究、分析、预测危险、
危害和威胁
• 应用于社会经济、生产科研及其他探索物理化学等领域
• 以限制、控制、消除危险，实现过程安全、环境无害为研究方向
定义
安全科学：运用人类已掌握的科学理论方法、相关知识体系和实践经验，研究、
分析、 预测危险、 危害和威胁， 以限制、 控制、 消除危险， 实现过程安全、 环境
无害为研究方向的理论体系。
例
液氢研究：液氢储存密度大，相对气氢更安全（气氢爆炸极限宽、下限低，易
泄漏爆炸） 。但液氢生产、储存、运输、使用各环节能耗高，使用时常需气化后
加注，能耗进一步增加，相关研究仍有待开展。
安全科学的研究对象与目标
• 研究对象：事故、危险状态和存在条件
• 研究内容：以过程的正常平衡协调为目标
• 安全是相对的：相对于可接受的风险水平而言，可接受即安全
• 风险是绝对存在的，安全是相对的
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注意
事故与风险不同： 风险是绝对存在的， 安全是相对的——相对于” 我多大风险可
以接受” 而言。 随着经济条件、 生活水平提升， 可接受的风险水平也在变化 （如
亡人赔偿从早期约 20 万提升至现在的约 10 倍） 。
安全评价指标
• 早期常用指标：亿元 GDP 死亡率、百万吨煤死亡率、万工时伤亡事故率 /伤害
率、因工损失工时等
• 指标随经济条件、生活水平、人的价值提升而动态调整
安全工程的概念
• 运用工程技术和有关学科的原理与方法，预知、控制和消除生产过程、科学实
验中的危险
• 减少、避免、防止事故的发生，减轻损失和危害，实现过程正常运转
• 核心是过程安全、本质安全和技术安全
• 毕业生就业面广，不限于安全领域（金融、房地产、公安、消防等都需要安全）
定义
安全工程：运用工程技术和有关学科的原理和方法，预知、控制和消除生产过
程、科学实验中的危险，减少、避免、防止事故的发生，减轻损失和危害，实
现过程正常运转。
本质安全
• 本质安全涉及管理机构保障体系（机构、人员、投入） 、制度全面性与合规性、
运行机制、环境与设备、人的行为安全与意识培训、应急体系等
• 制度是动态的，需持续修编（如学生手册每年修订）
• 人是最活跃、最能动、最具有不确定性的因素
• 本质安全管理体系因行业、领域、企业原有水平不同而难以统一
例
广州燃气集团设” 安全技术部”，以” 制度保安全、技术保安全” 为理念，级别比
其他部门高半级。燃气检测从早期用肥皂泡检漏，发展到如今用便携式检测仪，
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并免费更换钢制软管——这就是本质安全的体现。
安全工程技术学科
• 以信息论、 系统论、 控制论为基础， 且需与时俱进 （信息= 互联网、 大数据、 人
工智能）
• 兼具管理、技术、法规标准、文化等多方面
• 培养现代安全管理和现代安全技术综合性的高级技术人才
• 新修编课程引入人工智能概念（基础课为 C++） ，专业融合课如智慧消防、 智慧
应急等
注意
安全工程专业课程体系庞大，本专业所学有限，毕业后仍需通过读研或工作中
持续学习，不能因科班出身就自认已掌握全部。
课程内容与考试结构
• 主要内容： 安全系统工程、 系统安全分析、 事故树分析、 系统安全评价、 危险控
制技术、典型应用
• 事故树分析属于系统安全分析的重要部分，单独拿出来介绍
• 事故树分析考试约 20 分，第一章约 20 分，需重点重视
• 分析、评价、控制部分可自行阅读了解
安全系统工程的研究对象
• 研究对象是人-机-环境组成的系统
• 安全科学工程、安全工程、安全技术的研究对象各不相同，不要混淆
• 需掌握系统工程、安全系统工程的定义
学习资源建议
• 推荐阅读比教材更早的经典教材（如林伯权、张景明等老教授的版本）
• 可参考其他教材，各方面侧重不同
• 有双语教材（含重庆大学版本、一位女教授的双语教材）
• 英文资料：海因里希《工业事故防控》原著（85 年版）等
• 建议：找一本英文、一本中文，配合教材使用，便于理解和做题
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系统的五个属性
• 整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性（闭着眼睛都要能说出来）
• 目的性：在规划、设计、试验、制造、使用各阶段实现最优规划、最优设计、最
优控制、最优管理
事故的溯源
• 事故本质是能量（机械能、电能、热能）失控作用在人体或物质上
• 根源可溯源：设备设施问题（设计、制造、工艺）或控制系统问题
• 人的问题：培训教育、知识水平、待遇保障
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有序性
• 系统空间结构的层次性 + 时间上的过程性
• 生命周期：孕育、诞生、发展成熟、衰老、消亡
• 风险是时空演变的
• 信息物理系统融合的系统风险分析：网络攻击影响操作 → 误操作 → 产生后果
• 数字化程度越高，对信息物理融合风险分析的需求越大
注意
有序性可出选择题、判断题、填空题、多选、单选等多种题型，需全面掌握。
环境适应性
• 系统不能与外界独立隔绝，需进行物质、能量、信息交换
• 环境对系统产生干扰和限制，形成约束条件
• 例： 黄埔云计算中心 （专供公安大数据） 虽物理隔绝， 但仍主要面临消防安全问
题
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例
物质：人需要进食（能量交换） ；信息：现代社会离不开手机（信息交换） 。能
做好” 断舍离”、自我约束的人往往更好。
韧性
• 定义： 系统受到干扰或外力作用下， 能较快适应、 较快恢复、 较快达到原来状态
• 韧性可以后天培养（如坚强的意志）
• 社会韧性园区：在系统基础上形成韧性
工程与系统工程的概念
定义
工程： 利用自然科学原理， 使自然资源为人类服务而形成的各种学科的总称 （如
电气工程、机械工程、建筑工程） 。
• 系统工程：用系统的观点，以系统为研究对象，追求总体最佳效果
• 总体最佳效果不是唯一的，是相对灵活的概念
• 系统工程是组织管理技术，融合技术、管理、法规、文化
• 系统工程具有高度综合性：研究对象、科学知识、考核效益的综合
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• 安全系统工程除了技术知识，还要注意效益（如自动化监控投入成本过高则没
必要）
例
钱学森先生提出系统工程，应用于导弹轨道全程弹道。系统工程不仅用于安全
领域，还用于敦煌壁画保护等场景（数字化后无需人到现场） 。
复杂大系统
定义
系统：由若干相互依赖、相互作用、具有特定功能的要素构成的具有特定功能
的有机整体。
• 复杂大系统：如整个社会，由法律、技术、管理、人员、成本、效益等构成
• 具有随机性、不确定性、很大的不确定性
• 社会应在制度约束、法律约束下运行，构成和谐、稳定、向上发展的态势
• 在某阶段达成平衡，随时间推移打破平衡，形成新的持续发展过程
例
用” 渔网” 类比复杂大系统： 有些区域致密稳定， 有些区域脆弱 （如地震、 海啸、
沙漠） ， 核心节点周围衣食无忧。 个人发展要选择稳定节点， 避免投机” 闯雷区”。
注意
对复杂大系统最好的约束是制度、 法律 （“尺子”） 。 投机、 加杠杆等行为不可取，
应遵从社会发展规律。
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常用方法
• 布尔代数（后续学习使用）
• 能量守恒、动量、质量等物理/化学/数学基础
• 概率论与数理统计、随机函数
• 运筹学（线性规划、动态规划、优化）
注意
多选题不要选漏；要能写出 5 个系统工程原理；要能理解 ” 动力原理” 等概念。
出题不重复但都遵从书本。
系统工程方法解决安全问题的原理
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