中国科学技术大学
2010年硕士学位研究生入学考试试题
（系统安全工程）
√需使用计算器□不使用计算器
一、不定向选择（每题 3分，共30分）
1.系统安全工程的基本内容包括（）
（A）危险源辨识（B）危险源评价（C）危险源的控制（D）危险源的辨识、评价与控制实施
2.在系统安全工程中事故可以分为（）
（A）伤亡事故（B）损坏事故（C）险兆事故（D）致命事故
3.对于有毒物质泄漏的后果分析，通常需要考虑的有（）
（A）毒物泄漏的速度（B）毒物泄漏的距离（C）毒物泄漏的量（D）毒物泄漏的持续时间
4.下面可归为第一类危险源的是（）
（A）炸药（B）电线绝缘破坏（C）潮湿环境（D）奔驰的汽车
5.故障类型和影响分析在系统安全分析中所属的范畴（）
（A）归纳法（B）定性分析（C）定量分析（D）演绎法
6.危险性和可操作性研究可以用于（）。
（A）改建扩建（B）建造投产（C）事故调查（D）日常运行
7. 事故树中，既可以表示顶上事件，又可以表示中间事件的是（）
（A）屋型符号（B）圆形符号（C）矩形符号（D）菱形符号
8. 下面是决策要素的有（）
（A）决策单元（B）准则体系（C）决策结构和环境（D）决策规则
9.危险、有害因素辨识的方法大致可分为（）
（A）直观经验分析法（B）经验法（C）系统分析法（D）系统安全分析法10. 系统划分的方式有（）
（A）功能划分法（B）单元划分法（C）混合划分法（D）结构划分法
二、判断题（每小题3分，共30分）
1、导致事故发生的根本原因是人的不安全行为和物的不安全状态。（）
2、粉尘的化学性质既能影响热力学，又能影响动力学。（）
3、绝对致死量是指全组染毒动物全部死亡的剂量或浓度。（）绝、
4、根据海里因希法则，事故后果为严重伤害、轻微伤害和无伤害的事故数之比
为1：33：300（）
5、危险性评价方法有相对的评价法和概率的评价法。（）
6、危险源划分为安全的、临界的、危险的、灾难四个等级（）
7、事件树是属于演绎法范畴，事故树是属于归纳法范畴（）事件树是属于归
纳法范畴，事故树是属于演绎法范畴。
8、美国道化学公司火灾爆炸指数评价法与英国帝国化学公司蒙特评价法的方
法原理不同。（）
9、事故致因理论与安全管理模式具有很大关联性（）
10、事故一定会对人造成伤害（）
三、名词解释（每题3分，共30分）
1.危险性评价
2.系统全分析
3.故障
4.马尔可夫过程
5.重大事故危险源
6. 结构
7.安全管理评价
8.基本事件的临界重要度
9.后果分析法
10.人的失误概率
四、简答题（每题6分，共30分）
1.可靠性和安全性之间的关系
2.如何描述能量意外释放论
3.事件树分析的优缺点。
4.系统或产品生命周期的阶段
5.因果分析法的步骤
五、分析题（共10分）
1.造成元件发生故障的原因分析
六、计算题（每题10分，共20分）
1、如图1所示的事故树，求出最小割集和最小径集。
图1
2、某事故树最小割集为：{ X1，X2}，{ X1，X3}，{ X2，X4，X5}，其发生概率为q1=0.01，q2=0.02，q3=0.03，q4=0.04，q5=0.05，求顶上事件的发生概率及各基本事件的概率重要度系数和临界重要度系数。
参考答案
一、不定向选择（每题3分，共30分）
二、判断题（每题3分，共30分）
1（×）导致事故发生的根本原因是危险源
2（√）
3（×）绝对致死量是指全组染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度
4（×）根据海里因希法则，事故后果为严重伤害、轻微伤害和无伤害的事故树之比为1：29：300
5（√）
6（√）
7（×）事件树是属于归纳法范畴，事故树是属于演绎法范畴。
8（×）美国道化学公司火灾爆炸指数评价法与英国帝国化学公司蒙特评价法的方法原理相同，都是基于物质系数法。
9（√）
10（×）事故指人在为实现某种意图而进行的活动过程中，突然发生的、与人的意志相反的、迫使活动暂停或永久停止的事件。事故可以分为伤亡事故、
损坏事故、未遂事故。所以事故不一定会造成人员伤害。
三、名词解释（每题3分，共30分）
1、危险性评价：是评价危险源导致事故，造成人员伤害或财产损失的危险程度的工作。
2、系统全分析：是从安全角度进行的系统分析，通过揭示系统中可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源，以便采取措施来消除和控制危险源。
3、故障：系统、设备、元件等在运行过程中由于性能低下而不能实现预定功能的现象。
4、马尔可夫过程：状态间转移概率与有限次转移以前的状态完全无关的过程。
5、重大事故危险源：导致火灾、爆炸、毒物泄漏等重大事故的危险源。
6、结构：是为了满足某种需要而设计、建造的、在一定环境下能够承受和传递可能发生的载荷作用的工程结构。
7、安全管理评价：是评价企业的安全管理体系及管理工作的有效性和可靠性，评价企业预防事故发生的组织措施的完善性，评价企业管理者和操作者素质的高低及对不安全行为的可控程度。
8、基本事件的临界重要度：用顶事件发生概率的相对变化率与基本事件发生概率的相对变化率之比来表示基本事件的重要度，即
ln (i)=/(i)ln i i G g i i q q g g I I q g q g
???==?，(i)G I 表示第i 个基本事件的临界重要度系数。 9、后果分析法：是指通过详细地分析、计算意外释放的能量、危险物质造成人员伤害和财产损失，定量地评价危险源的危险性。
10、人的失误概率：通常指作业者在一定的条件下和规定的时间内完胜规定功能时出现偏差或失误的概率，它表示人的失误的可能性大小，因此人的失误概率也就是问的不可靠度。
四、 简答题（每题6分，共30分）
1、可靠性和安全性之间的关系
(1) 可靠性是指系统在规定的时间、规定的条件下完成规定功能的性能。安全
性是指系统在规定的时间、规定的条件下不发生事故、不造成人员伤害或财物损失的情况下，完成规定功能的性能。
(2) 系统不可靠导致系统不安全，可靠性着眼于维持系统功能的发挥，实现系
统目标；系统安全性着眼于防止事故发生，避免人员伤亡和财产损失。
(3) 可靠性研究故障发生前到故障发生为止的系统状态；安全性侧重于故障发
生后对系统的影响。故障是可靠性和安全性的连接点。
(4) 提高系统的可靠性即可以保障系统的功能，又可以提高系统的安全性。
(5) 系统安全性分析采用了很多系统可靠性分析的方法，如：事故树分析、事
件树分析、 故障类型与影响分析。
2、如何描述能量意外释放论
事故是一种不正常的或不希望的能量释放；能量在人类的生产、生活中式不可缺少的，人类利用各种形式的能量做功以实现预定的目的。人类在利用能量的时候，必须控制能量，使能量按照人的意图传递，转换和做功。由于某种原因能量失去了控制，能量会违背人的意愿发生意外的释放或逸出，造成活动中止，发生事故。这就是能量释放论。
3、事件树分析的优缺点
1)优点
(1)事件树分析是一种严谨的、通过计算进行安全分析的方法。
(2)事件树分析简单易学，而且大量的工作可以通过计算机完成。
(3)事件树分析可广泛应用于不同层次的设计中，还可辨识软件、硬件以及
环境与人员相互作用产生的危险。
(4)事件树分析分析过程较为直观，便于直接看出导致事故的原因。
2)缺点
(1)一个事件树分析只能有一个初始事件，因而当有多个初始事件时，这种
方法则不适合分析。
(2)事件树在建树过程中容易忽略系统中一些不为重要的事件的影响。
(3)事件树要求每一个中间事件的结果“黑白分明”，而实践中有些事件的结
果呈“灰色”。另外这种方法要求分析人员经过培训并有一定的分析经验。
4. 因果分析法的步骤
(1)确定及熟悉系统：明确系统、子系统的边界范围以及各部件的相互关系。
(2)辨识事故环境：通过进行系统评估和危险分析以辨识系统设计中存在的
危险和事故情境，如火灾导致的损失、过马路出现的交通事故。
(3)辨识初始事件：初始事件是事件树中在一定条件下造成事故后果的最初
原因事件。
(4)辨识中间事件：辨识在系统设计中为避免初始事件而设置的安全防护措
施，如烟感、火警报警器等。
(5)建造因果图：从初始事件分析中间事件，直至完成每个事件的结果；对
初始事件和中间事件的失败环节进行事故树分析。
(6)获取各个事件失败概率：获取或计算初始事件和中间事件在事件树框图
的发生概率，该数据可通过事故树分析法获得。
(7)评估风险：计算事件树的每一分支的概率以求总概率。
(8)控制措施：如果某分支风险不可接受，则需提出改措施，并对危险进行
跟踪。
(9)建立文档，保存数据。
5.系统或产品生命周期的阶段
任何系统都有生命周期，包括系统的设计、研发、测试和评估以及生产、操作维护直至报废的各个阶段。系统或产品生命周期划分的粗细程度不尽相同，通
常情况下主要包括六个阶段，概念设计阶段、定义阶段、研发阶段、生产阶段、使用维护阶段、和报废阶段。为了保证系统给生命周期各阶段安全控制要点及相应结果在生产安全中，要保证有足够的时间在进行表中所可出大的各项进行检查。
五、分析题（共10分）
1．造成元件发生故障的原因分析（10分）
故障原因是指导致元件、组件等形式故障模式的过程或机理，造成元件发生故障的原因在于如下几方面
(1)设计上的缺陷：由于设计所采取的原则、技术路线等不当，带来了先天性的
缺陷，或者由于图纸不完善或有错误等。
(2)制造上的缺陷：加工方法不当或组装方面的失误。
(3)质量管理方面的缺陷：检查不够或失误以及工程管理不当等。
(4)维修方面的缺陷：维修操作失误或检修程序不当等。
五、计算题（每题10分，共20分）
1、如图1所示的事故树，求出最小割集和最小径集。
1)最小割集
(1)写出事故树的布尔表达式:
T= E1 E2=( X3+ E3)( E4+ X5)=( X1+ X2+ X3)( X3 X4+ X5)
(2)化布尔表达式为析取标准式
T= X1 X3 X4 + X1 X5 + X2 X3 X4 + X2 X5 + X3 X3 X4 + X3 X5
= X1 X3 X4 + X1 X5 + X2 X3 X4 + X2 X5 + X3 X4 + X3 X5
(3)用素数法或分离重复法求最简析取解析式
T = X3 X4 + X1 X5+ X2 X5+ X3 X5
即该事故有四个最小割集：{ X3 ,X4 } { X1 ,X5} { X2 ,X5} { X3 ,X5}
2)最小径集
将事故树中布尔代数式化简成最简合取标准式，式中最大项便是最小径集。(1)事故树的布尔表达式为：
T= E 1 E 2=( X 3+ E 3)( E 4+ X 5)=( X 1+ X 2+ X 3)( X 3 X 4+ X 5)
(2) 化布尔表达式为合取标准式：
T=( X 1+ X 2+ X 3)( X 3 X 4+ X 5)= ( X 1+ X 2+ X 3) ( X 3 + X 5) ( X 4 + X 5)
(3) 求最简合取标准式：
T= ( X 1+ X 2+ X 3) ( X 3 + X 5) ( X 4 + X 5)
即事故树有三个最小径集：{ X 1， X 2，X 3}，{ X 3 ，X 5}，{ X 4， X 5}。
2、某事故树最小割集为：{ X 1， X 2}，{ X 1，X 3}，{ X 2，X 4，X 5}，其发生概率为q 1=0.01，q 2=0.02，q 3=0.03，q 4=0.04，q 5=0.05，求顶上事件的发生概率及各基本事件的概率重要度系数和临界重要度系数。
解：最小割集中有重复事件出现，根据式
11111
...(1)i r i r s i r s t x G i r k k i i i i r r s k r s k x G x G G x G G G r g q q q q ∈-=≤≤≤≤≤≤∈∈?∈??==-
+++-∑∑∑∏∏∏∏
=( q 1 q 2+ q 1 q 3+ q 2 q 4 q 5)-( q 1 q 2 q 3+q 1 q 2 q 4 q 5 +q 1 q 2 q 3 q 4 q 5)+( q 1 q 2 q 3 q 4 q 5) = q 1 q 2+ q 1 q 3+ q 2 q 4 q 5-q 1 q 2 q 3-q 1 q 2 q 4 q 5
=0.0005336
(1) 各基本事件的概率重要度系数 (i)g i g
I q ?=?
2323245(1)=q q q q q q q 0.04936g I +--=
14513145(2)=q q q q q q q q 0.01168
g I +--= 112(3)=q q q 0.0098g I -=
25125(4)=q q q q q 0.00099g I -=
24124(5)=q q q q q 0.000792
g I -= (2) 各基本事件的临界重要度系数
(i)(i)i G g q I I g =
1
(1)=(1)= 0.9250
G g q
I I g
2
(2)=(2)=0.43778
G g q I I g
3
(3)=(3)= 0.55097
G g q I I g
4
(4)=(4)= 0.07421
G g q I I g
5
(5)=(5)=0.07421
G g q I I g