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安全系统工程：第 161–170 页

安全系统工程 课堂笔记
• 操作运转包括：操作方法、操作规程、教育培训等
• 操作方法应按照安全规程执行，需进行考核
• 操作不当可能导致严重事故后果
例
涂料生产中的过滤机：通过控制温度进行生产，是涂料生产工艺过程中必不可
少的设备。现在基本可自动化整个生产线，提高产品竞争力、性能更稳定、市
场战略更稳固。
作业环境要求
• 作业环境温度有最高和最低范围要求
• 原料和生产工艺需在恒温恒湿环境中进行
• 环境因素包括：照明、色彩、噪声、通风、湿度和温度等
• 照度、色彩、噪声等均对作业环境有影响
注意
作业环境温度有明确范围（最高温度约 27℃，最低温度需查 PPT 确认具体数
值） ，需在恒温恒湿条件下进行生产。
Study Notes 161 / 194 先看条件，再套公式

安全系统工程 课堂笔记
车间标准化与定制化管理
• 放置车产品的车间遵循严格标准化规范，包括高度、间距以及地面防静电处理
• 从门口到室内区域设计有逐渐降低的斜坡（而非较高斜坡）
• 室内高度范围需参考具体标准（如 1.8-2.2 米或 2.2-2.7 米等，需查证）
• 工作持续时间、心理身体因素等也是修正因素
• 作业时间长、难度大、危险性高，作业危险性环境需综合考虑
现场安全标识与应急设施
• 现场应配备 M 登记表以便快速识别潜在风险
• 重大危险源门口应有显示牌，显示物质的量、重大危险源等级及应急措施
• 现场地面标识清晰度需加强，路径及应急设施指示需完善
• 所用灯具必须是防爆型的
• 喷淋系统之外，还有泡沫灭火系统（真正的灭火设备）
• 主要红色管道用于输送水，特定条件下可使用泡沫灭火，需满足相应环境要求
例
油漆/涂料制作车间：有楼梯、栏杆、破损的桶等，楼板边上放置踢脚板以防止
人员跌落，脚正好挡在踢脚板处。
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安全系统工程 课堂笔记
设备维修的重要性
• 设备运行过程中会面临老化、裂化、腐蚀、材质变化等问题
• 提倡预防性维修，尽量避免事后维修
• 事后维修往往伴随更高的成本和风险
• 最佳维修状态是最经济、最安全的
定义
预防性维修： 在设备发生故障前进行的计划性维修， 相比事后维修成本更低、 风
险更小，是最佳的经济状态。
七氟丙烷灭火系统
• 七氟丙烷可作为灭火剂，属于气体灭火剂
• 灭火剂用量取决于空间大小：空间大则需求量大，需多瓶
• 所有灭火剂瓶汇集到一根管线，再分配到需要的地方
• 系统采用远程控制，使用气动装置打开阀门，也可人工操作
例
七氟丙烷灭火系统：只需一瓶即可的小空间，若空间巨大则需多瓶，所有瓶汇
集到一根管线，再根据需求分配到各区域。
UPS 不间断电源与排汇流间
• UPS 是不间断电源，使用蓄电池
• 排汇流间：将多个电源排在一起、汇聚在一起
• 采用远程控制，使用气动装置打开阀门，是远程控制的自动设计，也可人工操
作
无人机消防监控系统
• 无人机已完成巡航任务后返回机场并充电，为二代产品（早期机型体积较大）
• 用于消防监控和检测特定区域是否存在火源
• 装载红外热像仪，能自动定位火源，无需人工操作，由程序控制
• 在大面积林地上空飞行，选择特定区域监测，将异常位置及周边环境地图信息
发送至相关人员手机
Study Notes 163 / 194 先看条件，再套公式

安全系统工程 课堂笔记
例
无人机消防监控：覆盖 1 万亩山林区域，装载红外热像仪自动定位火源，将异
常位置及周边地图信息发送至相关人员手机，便于直观了解现场情况。
广州塔安全案例
• 广州塔首要任务是确保安全，一旦发生任何情况（哪怕一点舆情影响）都可能
造成重大后果
• 核心安全之一是消防安全：设有多个避难层（共 5 个） ，配备消防报警系统
• 广州塔紧邻珠江，周边有财富论坛码头（王子号、公主号、红船） 、银线旅、越
剧等特色项目
例
广州塔顶部装有两台大型跳楼机，每台有 16 个波波球，可容纳 4 人同时旋转。
一旦发生断电，将有几十名游客受影响，后果严重。
摩天轮设备事故案例
• 摩天轮在慢慢旋转过程中，托垫供电跟不上，导致华数片跟不上，凸显设备安
全问题
• 该摩天轮临近江边，是博士后安全工程研究的一部分，专注于多米诺效应系统
的安全性
• 目前还有两个项目在其他站点进行联合培养
注意
设备事故往往发生在看似正常运转的过程中 （如摩天轮供电跟不上） ， 需重视设
备安全监控与应急措施。
参观场所安全提示
• 参观地点包括海洋馆和岭南印象园，其中岭南印象园的安全问题尤为突出
• 海洋馆安全情况后续详细讨论
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安全系统工程 课堂笔记
11 月 10 日
课程考核与复习提醒
• 本课程共 5 次作业，平时成绩取群里最高的 3 次
• 若作业均为 A，平时成绩基本为 A（请假或旷课除外）
• 考试时间地点由张泽宇在群里通知
• 考试范围不超出课堂 PPT、书本知识与作业，需认真复习
第四章内容的重要性
• 第四章内容相对较多，是重点章节
• 引导词（否、多、少、大、小、不分、相反等）需区分” 相反” 与” 部分” 两种情
况，要非常熟悉
• 安全领域没有不重要的方法，忽视任何一方面都可能涉及人的行为心理、环境、
作业过程、操作岗位等风险
风险分级与应对
• 风险具有” 急迫性” 与” 重要性” 两个维度
• 急迫且重要 → 立即落实防控或改进措施
• 急迫但不重要、重要但不急迫、不重要也不急迫 → 需区分对待
• 需掌握相应的基础知识、基本概念、基本原理和方法
安全工程的专业体系
• 目前课程达到的是教育部规定的安全工程主要课程与专业方向领域
• 矿山等领域内容基本未覆盖，需重视交叉融合与动态变化
• 安全工程是系统工程，涉及多学科交叉（结构、力学、布局、法律法规等）
安全评价的类型
• 涉及安全管理评价、安全设备评价、综合安全评价等
• 与整个系统密切相关
火灾爆炸指数评价法基本流程
• 从第一步开始：确定评价单元 → 划分评价单元 → 确定物质系数
• 考虑一般工艺系数、特殊工艺系数、安全危险系数等
• 最终得出火灾爆炸指数及危险等级
管涵（涵洞）防护措施
• 高铁与输油气管线交叉时，采用管涵（钢筋混凝土）将管线罩住，从地下穿过
• 管涵两头设置泄爆装置，爆炸时压力从两端卸掉
• 设计管涵时需计算管壁承受的压力
例
地下管廊比人高几米，有照明、通风、监测设施，管线铺设在管廊两侧的架子
上。
管涵防护的工程应用案例
• 中德合资医院距 19 米处有两根高压燃气管线（天然气、汽油）
• 天然气压力大，泄漏爆炸对人员聚集场所（医院）后果严重
• 采用箱涵将管线包起来，设计时需进行计算
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安全系统工程 课堂笔记
• 这类工程问题其他专业无法完成，需安全专业人员进行计算与分析
例
切尔诺贝利核电站最终采取用水泥将反应堆全部封住的措施，属于后果风险分
析后的对策措施。
火灾爆炸指数评价法的意义
• 火灾爆炸指数是基本但重要的方法
• 计算出危险等级后，可采取相应方式削弱事故发生可能性或减轻事故后果
• 涉及火灾爆炸学、有限元流体、爆炸动力学、流体动力学等计算仿真
安全评价的早期实践
• 2006 年作者在广东省较早开展安全评价工作（学校层面）
• 早期评价单位领导是作者的学生，邀请其参与恒基达鑫项目
• 火灾爆炸指数法第七版年份需自行查阅（考试内容）
火灾爆炸指数法的计算机化
• 作者第一个硕士生将方法计算机化（远程 B/S 架构，服务器 + 浏览器）
• 将全部程序化，可自动输出表 4-2、表 4-5、表 4-6 等
• 可生成单元级和工厂级评价结果
蒙德法（Mond 法）
• 在火灾爆炸指数法（含第三版）基础上发展而来
• 做了改进，增加了一些概念，提出了修正系数
• 基本程序见图 4-12
• 涉及装置工厂的整体布局考虑
• 提出了多米诺效应概念
定义
多米诺效应：一个事故引发连锁反应，导致后续一系列事故发生的现象。
快速排序评价方法
• 当其他方法较复杂时，可用简单方法对单元危害性进行快速排序
• 排序范围 137∼141
• 用于生产设备安全评价
员工操作与安全管理
• 员工操作较机械，按安全规则作业，效率相对较低但安全
• 领导若抱怨安全要求不对，会放大员工的负面效应
• 安全要求来自上级，需严格执行
注意
电线塔作业时，上下塔必须使用两根安全带，不能悬空。下来时因疲劳易图快
只用一根安全带，属严重违章作业（A 类违纪） 。
生产设备安全评价
• 将生产过程全部分解为约 16 类，每类用快速风险/危险度评价方法进行排序
• 需清楚物质系数和毒性系数
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安全系统工程 课堂笔记
• 不同行业（制药厂、化工厂、机械制造厂）要求不同
例
大型机械制造厂 （国企） 的压力容器： 立式容器一节节焊接， 若地面有碎屑， 表
面受轻微磨损，核电压力容器受内压大且疲劳循环，易萌生裂纹，检测精度要
求高，出现问题至少停产 20 天。
高压气体设施安全评价（142 页）
• 对仪表及操作提出安全要求，列出两三个即可
仪表操作安全要求
• 仪表读数单位能直接应用，原则上不再换算
• 阀门用不同色彩涂色，区分抛物光盘和开关光盘
• 阀门有远程控制（电动最快、气动也快） ，同时保证能手动
注意
储罐（油罐）下面的阀门必须有紧急切断阀，且具备自动控制（气动或电动） ，
一旦泄漏立即切断。老旧储罐未预留紧急切断阀安装位置，改造困难，不符合
新标准。
报警系统与操作运转
• 报警系统需自行复习
• 操作运转涉及人的因素，包括指令、人的动作、辅助要求
• 需有操作方法、操作规程、教育培训/教育训练
航天领域的安全案例
• 挑战者号与哥伦比亚号航天飞机失事
• 哥伦比亚号：发射升空时保温陶瓷掉落一块未维修，返回大气层时因高热融化
• 挑战者号失事发生在高考那年
例
航天飞机表面被太空微尘垃圾碰撞，或保温陶瓷脱落，返回大气层时因高热融
化导致事故。
设备维修与培训的重要性
• 培训环节不能掉以轻心，必须不断改进
• 飞机维修必须严格按程序执行，装拆后必须完全匹配，不能有任何闪失
• 设备设施（如高速旋转的动设备、仪表盘、操作杆）操作需严格规范
自动化改造的技术支撑与可靠性
• 气雾剂等产品若改为自动化生产，需要技术设计与支撑
• 改造一条生产线约需投入六七百万，企业需评估投入产出
• 自动化后需考虑：可靠性、可控性、故障后能否及时维修
• 这些都是系统安全必须考虑的问题
人机环境与操作规程的适配
• 操作规程需更好地适应人机环境
• 环境要求多样，不能只考虑舒适的办公室环境
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安全系统工程 课堂笔记
• 水利部门领导暴雨时必须在现场，体现岗位环境适配的重要性
例
暴雨内涝场景：积水处安装水位监测系统，一旦异常立即应急报警。以前广元
路曾因暴雨导致车辆被冲走、 人被淹 （如送高考途中遇一米深积水） ， 现在通过
监测系统已能有效应对。
地面标识与警示标志
• 作业现场地面标识不清晰、警示标志不足
• 涂料生产车间存在设备维护薄弱、物品随意乱丢的问题
大型设备设施的维护与诊断
• 大型设备 （发电厂汽轮机、 电动机、 锅炉） 一旦叶片或震动出现小问题， 可能导
致严重后果
• 维护方式：通过震动、故障诊断监测位移、震动、频率
• 发展方向：远程智能诊断、自动判断
定义
治愈 （自愈）： 设备设施在出现基本问题时能够自动恢复的功能， 类似人生病后
自愈。特别适用于航空航天等极端环境。
• 可通过远程维护维修保证运行可靠性，减少自动化风险
预防性维修与以可靠性为中心的维修
• 预防性维修工程：以可靠性为中心的维修
• 核心问题：设备维修后可靠度能恢复到多少
定义
可靠度：产品、设备或系统在预定的使用周期内完成其规定功能的概率。
• 可靠度达到要求时，不会发生故障；即使发生故障也不会引发事故，风险可控
注意
可靠度是概率概念，不是” 绝对不出故障”。达到一定可靠度要求后，故障概率
低且故障后果可控，才是风险可控的本质。
RBI（基于风险的检测）
• 大型设备（价值几百万甚至上千万）停产前必须做 RBI 或类似评估
• RBI = Risk-Based Inspection ，基于风险的检测
• 结合 CM（维修）等，使整个系统始终可控
• 信息化管理：每个元器件/零部件的故障概率可统计，进行系统综合
设备事故案例分析
• 测试时设备爆炸，碎片飞出击穿墙壁，所幸无人
• 事故后收集碎片做原因分析，目的：
1. 找到原因，避免再次发生
2. 区分技术原因与管理原因（非领导责任）
3. 判断材料是否适合该工况
Study Notes 168 / 194 先看条件，再套公式

安全系统工程 课堂笔记
例
人造水晶（手机晶振片材料）在高温下长期工作，常温下已失去韧性，韧脆转
变温度升高。做密封测试时必须先升温，否则会脆裂。该厂曾是全国最大的人
造水晶生产商。
无人机巡山与设备故障应对
• 无人机充电后巡山，可识别火苗、定位并立即采取措施
• 成本较高，但社会关注度在提升
• 设备一旦出故障，需考虑能否维修、是否有备用方案
游乐设施（摩天轮）的检修与安全
• 摩天轮每天早晨检修约 2 小时，每周有一天长时间检修（上午到下午）
• 检修时无外人，但若运行中突然停机，每个球内有 4 人，后果严重
• 建议：统计分析华硕片（关键部件）的可靠寿命，在快到更换周期时主动更换，
而非等故障发生
注意
设备故障不能只靠” 实验做不了就分析”，要量化分析可靠寿命，用预防性更换
替代事后维修。本质安全角度出发，避免 PDF（概率性故障）真的发生。
跳楼机与摩天轮的风险差异
• 跳楼机停机影响相对较小：乘客本就处于激动状态，且设备可靠性高
• 摩天轮停机影响大：缓慢运行中突然停止，乘客被困高空
• 省特检院会派专业人员定期指导，保证正常运行
重大危险源公示
• 广州塔附近江边有游船（公子号、公主号、王子号、红船号）
• 相关水域属广州港集团/广州港务局管理
• 需进行重大危险源公示
设备安全评价的总体要求
• 设备安全涉及：基本要求、安全评价、操作运行、环境形成、维护检修
• 承压设备是书中介绍的重点示例
特种设备的分类
• 8 大类：承压设备、压力管道、起重设备、场内运输车辆、压力容器、索道等
• 监管部门：市场监管局（原质检部门与工商、市场合并） ，国家层面为市场监管
总局
• 广东省特种设备检测研究院、广州特种设备检测中心（机电 + 承压设备合并）
例
行业人才需求：高级检验师年薪可达 142 万，需检验士约 10 年经验、获带国徽
的科技进步奖、主持完成至少一项项目。有特检院院长从基层逐步晋升，也有
部门负责人跳槽到民企获 120 万年薪。
安全管理的重要性
• 安全生产的重要方面是管理
Study Notes 169 / 194 先看条件，再套公式

安全系统工程 课堂笔记
• 安全管理评价涉及：安全管理体系是否健康、可持续、不断改进提升
体制与机制
• 十五五规划由习近平总书记亲自任组长，在二十届四中全会作编制说明
• 我国体制与国外不同：国外 4 年换届，我国体制为多数人服务
例
上甘岭战役中的邱少云、堵机枪的英雄事迹，体现我国体制下战士的奉献精神，
这是管理有效可靠的基础。
• 机制：制度、体系如何运行高效合理
• 发展要求：从粗放式转向相对稳定、高质量
法治与组织措施
• 法治是管理的基础
• 在体制基础上做组织措施，控制不安全行为
注意
不能以” 事故为 0” 为目标，总会或多或少有事故。管理目的是把工作做好，而
非为难管理人员。
事故分级边界
• 死亡 50 人以上，或受伤 3∼9 人（含 3、9，不含 10）为特别重大事故
• 边界事故的部门领导需先停职
注意
事故分级边界易混淆： 受伤人数为”3∼9 人”（大于等于 3， 小于等于9） ， 不包括
10 人。注意”3∼10” 与”3∼9” 的区别。
安全管理在安全因素中的比重
• 安全管理占影响企业安全因素的 24%
• 机务因素的危险性控制占其余部分
本质安全
定义
本质安全：通过设备设施本身的设计（材料、结构）实现安全，而非依赖外部
管理。如钢杯掉地不碎，玻璃杯掉地会碎。
• 本质安全不足时，可通过加强安全管理来弥补
• 特殊环境中工作介质旁的材料选择可提升本质安全水平
例
手机屏幕：钢制屏幕看不清字体，可折叠塑料屏幕不怕摔但成本高。本质安全
需在功能与安全之间权衡。
现代安全管理方法
• 安全管理评价第一方面：现代安全管理方法的应用
• 包括：安全行为心理学、 人机工程、 信息管理、PDCA、 目标管理、 三级危险点、
Study Notes 170 / 194 先看条件，再套公式

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