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系统安全及分析方法
系统安全是指在计算机系统中保护系统资源、确保系统运行的稳定性和可靠性，以及防止系统遭受各种威胁和攻击的措施和技术。
系统安全的目标是保护系统免受未经授权访问、病毒和恶意软件、拒绝服务攻击、数据泄露和信息篡改等威胁的影响。
系统安全分析方法是通过识别系统中的漏洞和弱点，评估系统安全风险，并提供解决方案和措施来确保系统的安全。
以下是一些常见的系统安全分析方法：
1. 安全评估：安全评估是通过系统安全管理员或安全团队对系统进行全面的审查和评估，包括系统架构、安全策略、访问控制和身份验证机制等方面，以发现潜在的安全风险和漏洞。
2. 威胁建模：威胁建模是通过分析系统中的威胁和攻击路径，识别可能的攻击者和攻击方式，以及系统的脆弱点和可利用性，来评估系统的安全性级别，并制定相应的安全措施。
3. 漏洞扫描和渗透测试：漏洞扫描和渗透测试是通过使用自动化工具和手工测试技术，发现系统中的漏洞和弱点，并模拟攻击者的行为来评估系统的安全性。
这可以帮助系统管理员识别和修复系统中的安全漏洞。
4. 安全监测和日志分析：安全监测和日志分析是通过监控系统事件和日志，识
别可能的安全威胁和异常行为，并采取相应的措施来应对和阻止攻击。
5. 应急响应和恢复：应急响应是指在系统受到攻击或遭受破坏时，及时采取措施来限制损害并恢复系统的正常运行。
恢复是指在系统遭受攻击后，重新建立受损或被破坏的系统组件和功能，以确保系统的稳定性和可靠性。
综上所述，系统安全及分析方法是通过对系统进行评估、威胁建模、漏洞扫描和渗透测试、安全监测和日志分析，以及应急响应和恢复等手段来确保系统的安全性和可信度。
安全系统管理理论一、安全系统理论系统科学是研究系统一般规律、系统的结构和系统优化的科学，它对于管理也具有一般方法论的意义。
因此，系统科学最最本的理论，即系统论、控制论和信息论，对现代企业的安全管理了具有基本的理论指导意义。
从系统科学基本原理出发，用系统论来指导认识安全管理的要素、关系和方向；用控制论来论证安全管理的对象、本质、目标和方法；用信息论来指导安全管理的过程、方式和策略。
通过安全系统理论和原理的认识和研究，将能提高现代企业安全管理的层次和水平。
1安全系统论原理系统原理就是运用系统理论对管理进行系统分析，以达到科学管理的优化目标。
系统原理的掌握和运用对提高管理效能有重大作用。
掌握和运用系统原理必须把握系统理论和系统分析。
1.1系统基本理论系统理论是指把对象视为系统进行研究的一般理论。
其基本概念是系统、要素。
系统是指由若干相互联系、相互作用的要素所构成的有特定功能与目的的有机整体。
系统按其组成性质，分为自然系统、社会系统、思维系统、人工系统、复合系统等，按系统与环境的关系分为孤立系统、封闭系统和开放系统。
系统具有六方面的特性：整体性。
是指充分发挥系统与系统、子系统与子系统之间的制约作用，以达到系统的整体效应。
稳定性。
即系统由于内部子系统或要素的运动，总是使整个系统趋向某一个稳定状态。
其表现是在外界相对微小的干扰下，系统的输出和输入之间的关系，系统的状态和系统的内部秩序（即结构）保持不变，或经过调节控制而保持不变的性质。
有机联系性。
即系统内部各要素之间以及系统与环境之间存在着相互联系、相互作用。
目的性。
即系统在一定的环境下，必然具有的达到最终状态的，特性，它贯穿于系统发展的全过程。
动态性。
即系统内部各要素间的关系及系统与环境的关系是时间的函数，即随着时间的推移而转变。
结构决定功能的特性。
系统的结构指系统内部各要素的排列组合方式。
系统的整体功能是由各要素的组合方式决定的。
要素是构成系统的基础，但一个系统的属性并不只由要素决定，它还依赖于系统的结构。
一、预防危害办法分类问题出发型方法：实质上是在事故发生后从中吸取经验教训，进行预防的办法。
例如从事故后果查找原因，采取措施以防止事故重复发生。
传统安全工作方法。
问题发现型方法：实质是从系统内部出发，研究各构成要素之间存在的安全上的联系，查出可能导致事故发生的各种危险因素及其发生途径，通过重建或改造原有系统来消除系统的危险性，把系统发生事故的可能性降低到最小限度。
二、系统工程（一）定义是组织管理“系统”的研究，规划、设计、制造、试验和使用的科学方法，是对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
较明确地表述了：它属于工程技术，主要是组织管理的技术；它是解决工程活动全过程的技术；它具有普遍的适用性。
（二）系统分析是利用系统科学原理对系统进行研究、探索，从中找出规律的具体方法。
它是从系统的观点出发，以系统整体效益为目标，通过定性或定量的分析，找出系统中各要素之间的相互关系和各种可供决策者选择的方案，并对众多的方案进行综合评价，以求得最优方案的过程。
三、安全系统工程（一）定义是运用系统工程的原理和方法，对系统或生产过程中的危险性进行识别、分析、评价及预测，并根据其结果，采取综合安全措施予以控制或消除系统中存在的危险因素，使事故发生的可能性减少到最低限度，从而达到最佳的安全状态。
（二）解决的问题如何控制和消除导致人员死伤、职业病、设备或财产损失，最终实现在功能、时间、成本等规定的条件下，系统中人员和设备所受的伤害和损失为最小。
（三）安全系统工程能有效防患于未然的原因（1）使用系统工程方法，可以识别出存在于各个要素本身、要素之间的危险性。
利用系统可分割的属性，人们就可充分地、不遗漏地揭示存在于系统各要素（元件和子系统）中所存在的危险性，然后就可以采取措施对危险性加以消除，对不协调的部分加以调整，这就有可能消除事故的根源并使安全状态达到优化。
（2）使用系统工程的原理和方法，可以了解各要素间的相互关系，消除各要素由于互相依存、互相结合而产生的危险性。
系统安全分析系统安全分析的目的是查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障或事故，保证系统安全运行。
一、系统安全分析的作用、内容及程序1．系统安全分析的作用在生产过程中导致事故发生的原因是很多的，预防事故需要预先发现、鉴别和判明可能导致发生灾害事故的各种危险因素，尤其是那些潜在的因素，以便于消除或控制这些危险，防止和避免发生灾害事故。
因此必须从系统的观点出发，对生产过程运用系统分析的方法进行分析、评价。
系统安全分析就是把生产过程或作业环节作为一个完整的系统，对构成系统的各个要素进行全面的分析，找出系统的薄弱环节，判明各种状况的危险特点及导致灾害性事故的因果关系，从而对系统的安全性做出预测和评价，为采取各种有效的手段、方法和行动消除危险因素创造条件。
防止事故的发生就是要辨识危险源、分析危险源和控制危险源。
不同类别的危险源所产生的危险与危害也不相同，在进行安全性分析与危险性控制时要有明确的指导思想。
典型的安全分析与控制过程可用图1表示。
图1综上所述，系统安全分析的作用可概括为：（1）能将导致灾害事故的各种因素，通过逻辑图做出全面、科学和直观的描述；（2）可以发现和查明系统内固有的或潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施及防止发生灾害事故提供依据；（3）使操作人员全面了解和掌握各项防灾控制要点；（4）可对已发生的事故进行原因分析；（5）便于进行概率运算和定量评价。
2．系统安全分析的内容系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系，通常包括如下主要内容：（1）对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析；（2）对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析；（3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析；（4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析；（5）对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析；（6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。
系统安全分析方法及选择1. 系统安全分析的内容和方法系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析, 主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系,通常包括如下内容:(1) 对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析。
(-安全员之家)(2) 对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析。
(3) 对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。
(4) 对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析。
(5) 对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析。
(6) 对危险因素一旦失去控制 , 为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。
目前,系统安全分析方法有许多种,可适用于不同的系统安全分析过程。
这些方法可以按实行分析过程的相对时间进行分类,也可按分析的对象、内容进行分类。
按数理方法,可分为定性分析和定量分析; 按逻辑方法,可分为归纳分析和演绎分析。
简单地讲,归纳分析是从原因推论结果的方法,演绎分析是从结果推论原因的方法,这两种方法在系统安全分析中都有应用。
从危险源辨识的角度,演绎分析是从事故或系统故障出发查找与该事故或系统故障有关的危险因素,与归纳分析相比较, 可以把注意力集中在有限的范围内,提高工作效率;归纳分析是从故障或失误出发探讨可能导致的事故或系统故障,再来确定危险源 , 与演绎方法相比较,可以无遗漏地考察、辨识系统中的所有危险源。
实际工作中可以把两类方法结合起来,以充分发挥各类方法的优点。
在危险因素辨识中得到广泛应用的系统安全分析方法主要有以下几种:(l) 安全检查表法 (Safety Checklist);(2) 预先危险性分析 (Preliminary Hazard Analysis ,PHA);(3) 故障类型和影响分析(Failure Model and Effects Analysis ,FMEA);(4) 危险性和可操作性研究(Hazard and Operability Analysis ,HAZOP);(5) 事件树分析 (Event Tree Analysis ,ETA);(6) 事故树分析 (Fault Tree Analysis ,FTA);(7) 因果分析 (Cause-Consequence Analysis ,CCA)。
系统安全分析的理论基础与方法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-系统安全分析的理论基础与方法摘要本文对系统安全分析的概念、类型、要素、内容及其与其相关的概念、理论进行了阐述，并且简单介绍了系统安全分析常用的几种分析方法。
关键字系统安全分析方法理论基础Abstracttheprinciple,definitionandresearchcontentsofsystemsafet yanalysisarediscussed,thevariousmethodsofsystemsafetyanalysisar esummedup..Keywords:systemsafety;analysismethods;Theoreticalfoundation 1引言安全生产是企业赖以生存和发展，取得良好社会效益和经济效益的前提。
六十年代以来国外对安全系统工程开展了深入的研究，提出了多种系统安全分析的方法。
在系统开发的规划、研制、设计、施工、安装、运行和维护等各个阶段都进行安全性分析，以求及时发现潜在危险，采取有效对策消除危险确保实现工业化生产的安全。
我国在八十年代也开始了安全系统工程方面的研究，并推广应用了各种系统安全分析方法，它们在保证工业生产过程的安全，减少和防止事故的发生方面取得了良好的效果。
2系统安全分析理论基础2.1相关概念我们要理解系统安全分析就要先了解几个概念[1]。
首先是系统安全。
系统安全是指在某一工程计算或活动中的整个寿命周期内，即指的是设计、研制、加工制造、使用直至终止，系统地、有预见地识别和控制危害的专业技术和管理技巧的应用。
由此可见，系统安全是以“全过程”、“系统地”、“事故处理”和对危害的“识别—分析—控制”的方法为其特征。
着眼点放在系统实际运行之前，使系统的设计在安全上达到可以接受的水平，要求在事故发生之前及时的识别和分析、评价系统和系统的危害，把这些危害消除或控制到允许的水平，以使系统能够正常运行或保证安全。
安全系统分析理论及方法IEC简介姓名王文博所在学院电子信息工程学院专业班级控制工程1314 学号13125108指导教师周达天一、IEC协会简介国际电工委员会（IEC）成立于1906年，至2013年已有107年的历史。
它是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。
1.1IEC协会的产生1887-1900年召开的6次国际电工会议上，与会专家一致认为有必要建立一个永久性的国际电工标准化机构，以解决用电安全和电工产品标准化问题。
1904年在美国圣路易召开的国际电工会议上通过了关于建立永久性机构的决议。
1906年6月，13个国家的代表集会伦敦，起草了IEC章程和议事规则，正式成立了国际电工委员会。
1947年作为一个电工部门并入国际标准化组织（ISO），1976年又从ISO中分立出来。
目前有超过130个国家参与国际电工委员会，其中67个国家是成员，另外69个国家则是非正式成员的身份加入其分支机构。
国际电工委员会的总部最初位于伦敦，1948年搬到了位于瑞士日内瓦的现总部处。
我国1957年参加IEC，1988年起改为以国家技术监督局的名义参加IEC的工作，现在是以中国国家标准化管理委员会的名义参加IEC的工作。
中国是IEC的95个技术委员会和80个分委员会的P成员。
目前，我国是IEC理事局、执委会和合格评定局的成员。
1.2 IEC协会的宗旨IEC的宗旨是，促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作，增进国际间的相互了解。
为实现这一目的，IEC出版包括国际标准在内的各种出版物，并希望各成员在本国条件允许的情况下，在本国的标准化工作中使用这些标准。
近20年来，IEC的工作领域和组织规模均有了相当大的发展。
今天IEC成员国已从1960年的35个增加到60个。
他们拥有世界人口的80%，消耗的电能占全球消耗量的95%。
目前IEC的工作领域已由单纯研究电气设备、电机的名词术语和功率等问题扩展到电子、电力、微电子及其应用、通讯、视听、机器人、信息技术、新型医疗器械和核仪表等电工技术的各个方面。
IEC标准已涉及了世界市场中的35%的产品，到本世纪末，这个数字可达50%。
1.3 IEC协会标准IEC标准的权威性是世界公认的。
IEC每年要在世界各地召开一百多次国际标准会议，世界各国的近10万名专家在参与IEC的标准制订、修订工作。
IEC现在有技术委员会(TC)89个；分技术委员会(SC)107个。
IEC标准在迅速增加，1963年只有120个标准，截止到2000年12月底，IEC已制定了4885个国际标准。
二、IEC61508标准IEC 61508是一项用于工业领域的国际标准，其名称是《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》（Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable ElectronicSafety-related Systems (E/E/PE, or E/E/PES）。
2000年5月，国际电工委员会正式发布了IEC61508标准，名为《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》，与之对应的我国国家标准正在制定中。
该标准分七部分，涉及1000多个规范。
由电气和电子部件构成的系统，多年来在许多领域中执行安全功能;以计算机为基础的系统在许多领域中用于非安全目的，但也越来越多地用于安全目的。
当前计算机、集成电路等技术的发展已经渗透到所有工业领域，计算能力的极大增加彻底改变了工厂和工业过程的控制，也改变了安全控制策略。
对于包含有电子、电气设备，计算机软、硬件的系统，要用于关系到人身财产安全的领域中时，进行规范的安全指导是十分必要的。
2.1 IEC61508的组成IEC61508针对由电气/电子/可编程电子部件构成的、起安全作用的电气/电子/可编程电子系统(E/E/PE)的整体安全生命周期，建立了一个基础的评价方法。
目的是要针对以电子为基础的安全系统提出一个一致的、合理的技术方案，统筹考虑单独系统(如传感器、通信系统、控制装置、执行器等)中元件与安全系统组合的问题。
IEC61508的七个部分内容分别为:第1部分:一般要求，描述了主要概念、组织、生命期、文档编制、引导证据及SIL的定义。
第2部分是对电气/电子/可编程电子安全系统的要求，包括对设备和系统的要求，它的很多内容与第7部分的鉴别方法的应用有关，这些方法解决了随机或系统失效问题。
第3部分是对软件的要求，描述避免失效的方法，与第7部分的附录相关。
第4部分是定义和缩略语。
第5部分给出一些确定安全完整性水平的方法示例。
第6部分包括第2和第3部分的应用指南。
第7部分给出测试方法，简短的注释并提供部分参考书目。
2.2 IEC61508中的基本定义1.安全功能(safety function)针对规定的危险事件，为达到或保持受控设备(EUC)的安全状态，由E/E/PE安全系统、其他技术安全系统或外部风险降低设施实现的功能。
2.安全完整性(Safety integrity)在规定的条件下、规定的时间内，安全系统成功实现所要求的安全功能的概率。
这一定义着重于安全系统执行安全功能的可靠性。
在确定安全完整性过程中，应包括所有导致非安全状态的因素，如随机的硬件失效，软件导致的失效以及由电气干扰引起的失效，这些失效的类型，尤其是硬件失效可用测量方法来定量，如在危险模式中的失效和系统失效率，或按规定操作的安全防护系统失效的概率。
但是，系统的安全完整性还取决于许多因素，这些因素无法精确定量，仅可定性考虑。
3.E/E/PE系统基于电气/电子和可编程电子装置的用于控制、防护或监视的系统，包括系统中所有的元素如电源、传感器、所有其他输入输出装置及所有通信手段。
4.EUC(Equipment Under Control)受控设备，指用于制造、运输、医疗或其他领域的设备、机器、装置或装备。
5.可接受凤险(ACCeptable risk)风险指的是出现伤害的概率及该伤害严重性的组合。
可接受风险指根据当今社会的水准所能够接受的风险。
6.安全(Safety)不存在不可接受的风险。
7.安全系统(Safely-elated-syStem)是用于两个目的:一是执行要求的安全功能以达到或保持EUC的安全状态;二是自身或与其他E/E/PES安全系统、其他技术安全系统或外部风险降低设施一道，对于要求的安全功能达到必要的安全完整性。
安全系统是在接受命令后采取适当的动作以防止EUC进入危险状态。
安全系统的失效应被包括在导致确定的危险事件中。
尽管可能有其他系统具备安全功能，但仅是指用其自身能力达到要求的允许风险的安全系统。
安全系统可大致分为安全控制系统和安全防护系统。
安全系统可以是EUC控制系统的组成部分，也可用传感器和/或执行器与EUC的接口，既可用在EUC控制系统中执行安全功能的方式达到要求的安全完整性水平，也可用分离的/独立的专门用于安全的系统执行安全功能。
2.3 IEC61508的基本概念IEC61508标准规定随机失效的后果必须定量评估，使用随机存取测量系统(RAMS)方法计算有效性。
量化与故障相关的系统失效是没有用的，应当通过组织指导来避免系统失效，或通过技术措施来控制。
1.风险和安全完整性慨念2.功能安全保证的内容功能安全保证主要包括两部分内容:失效识别和安全完整性水平。
(1)失效识别。
失效就是功能单元失去实现其功能的能力。
一些功能是根据所达到的行为进行规定的，在执行功能时，某些特定的行为是不允许的，这些行为的出现就是失效。
失效可能是随机失效，这种失效通常由于硬件装置的耗损所致。
也可能是系统失效，这在硬件和软件中都可能出现。
失效识别就是要分辨出不同部件的各种失效原因，估算出系统失效概率。
(2)安全完整性水平(SIL) (safety integrity level)。
一种离散的水平，用于规定分配给E/E/PE安全系统的安全功能的安全完整性要求，安全系统的安全完整性水平越高，安全系统实现所要求的安全功能失败的可能性就越低。
IEC61508中规定系统有4种安全完整性水平，SIL4是最高的，安全完整性水平1是最低的。
三、伤害及风险分析IEC 61508要求需实施危害分析及风险分析(工程)：“针对每一个被确认的危害事件，需计算或估计EUC（受控设备）的风险”。
此标准建议“可以实施量化或非量化的危害及风险分析技术”，并在标准中提出了许多的分析方式。
以下是一种量化危害分析的方式，将事件机率区分为6类，事件影响区分为4类。
表1 出现几率的分类表2 事件影响的分类可将上述的机率及影响组合成以下的风险矩阵表3 风险矩阵其中I类：在任何情形下都无法接受。
II类：不希望出现，只有在实务上无法降低风险，或是降低风险成本远高于改善所获得的效益时才可以接受。
III类：若降低风险的成本高于改善所获得的效益，可接受这类事件发生。
IV类：可接受这类事件发生，但需加以监控。
四、安全完整性等级安全完整性等级主要是依以下三个要素的评估情形，较高的安全完整性等级需要在这三个部份有更好的相容性：4.1 提升可靠度对于连续运转的系统（连续模式）及一年运转超过一次的系统（高需求），需评怙其容许的失效频率。
对于间歇性运转的系统（一年运转不到一次/低需求），失效机率定义为系统无法回应需求动作的机率。
表4 提升可靠度4.2 失效而安全安全故障失效比率（safe failure fraction,简称SFF）的计算可确认系统失效安全的程度。
安全故障失效比率比较安全失效及危险失效的比例，但安全故障失效比率本身不足于宣告安全完整性等级，在IEC 61508标准中有定义各等级的安全完整性等级需要的安全故障失效比率。
4.3 管理、系统技术、验证及确认管理及系统技术确保可以避免在生命周期中任一部份出现的错误。
即使是可靠度最高的保护方式，也可能被从初期概念、风险分析、规格、设计、安装、维护一直到丢弃过程中导入的错误所破坏。
IEC61508列出在生命周期的各阶段需要应用的相关技术。
五、参考文献：[1] 陈骏为. E/E/PE安全功能产品标准－IEC 61508. 电子工程专辑. EE Times Group. [2012-05-30].[2] Felix Redmill. An Introduction to the Safety Standard IEC 61508. Redmill Consultancy. [2012-06-04].[3] Motor Industry Software Reliability Association.[4] 工厂自动化领域SIL认证标准. 电子质量周刊. 2011.11, (19) [2012-05-30].。
