7第四章 系统安全评价 4142概率评价法

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死亡/人· 年， 这就意味着每10万美国人因乘坐小汽车每年有25人死亡的风险率， 但是美国人没有因害怕这个风险而放弃使用小汽车，说明这个风险能够被美国 社会所接受，所以这个风险率就可以作为美国人使用小汽车作交通工具的安全
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标准。 美国原子能委员会报告中所引用的收益和风险率的关系说明， 人们要获得较 大的收益，必须要承担较大的风险，风险较小的活动其收益也较少。可以从中 权衡选择适当的值作为安全标准。一般认为，在生产活动中若以死亡/人·年的 风险率表示，则10 数量级的作业危险性很大，是不能接受的，要立即采取安全 措施；10 数量级作业，一般人是不愿意做的，所以要支出费用进行改善才行。 10 数量级与游泳溺死的风险率相当，对此人们是积极关注的，而10 数量级与 天灾死亡的风险相同，人们感到有危险但不一定发生在自己身上，人们要工作， 要生活，冒这个风险与其收益相比还是值得的。但是对有的行业就不是这样， 例如拳击运动，选手的死亡率高达二百分之一，但是由于拳击手成百上千万的 美金收入，虽然风险大仍然有人干。 对于有统计数据的行业， 国外就是以行业一定时间内的实际平均死亡率作为 确定安全标准的依据。例如英国化学工业的FAFR值（指劳动1亿小时的死亡率） 为3.5，英帝化学公司（ICI）提案取其1/10，即0.35 作为安全标准。而美国各 公司的风险目标值（安全标准）大都取各行业安全标准的十分之一。 表 4.1列出了美国各种行业的安全标准，表4.2为英国各行业的风险率。
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表4.2 英国工厂的危险率 FAFR 值 劳动一亿小 时的死亡率 3.5 4 8 35 40 45 67 250 7000 50000 年死亡概率 每日8小时，每 月20天，每年 1920 小时 6.75×10-5 7.68×10-5 1.54×10-4 6.72×10-4 7.68×10-4 8.64×10-4 1.28×10-3 4.8×10-3 1.34×10-1 9.6×10-1
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4.1.5 安全评价程序 安全评价程序可以用图4.1 来表示。 从这个图可以看出， 安全评价包括危险 性确认和危险性评价两部分。为了评价比较，对于危险性的大小要尽量给出定 量的概念，即使是定性的安全评价，如能大致区别一下危险性的严重度（损害 程度）也是好的。当然要能够明确事故发生概率的大小及损失的严重度，也就 是明确了风险率或危险度，进行定量安全评价就更为明确了。危险性确认的另 一个方面就是要对危险进行反复校核，看看还有什么新的危险以及在系统运行 过程中危险性会有什么变化；为了衡量危险性，需要一个标准，这就是大家所 公认的安全指标。把反复校验过的危险性定量结果和安全指标（评价标准）进 行比较，界线值以内即认为是安全的，界线值以外必须采取措施，然后根据反 馈信息进行再评价。 如果把这样的一个安全评价内容加以适当扩充， 考虑社会环境的影响和安全 管理的最终目的，系统安全评价的内涵似可以补充用图4.2 来表示较为合适。
例如船在大海中航行， 危险源就是大海。 但是在航海中要冒多大的风险要看 安全防护的措施和设备。如果采用小帆船航海，风险就大，若用有导航设备的 大型船只，风险就小。 一方面，随安全防护的增大，风险会减小，另一方面，只要危险源不为零， 风险就客观存在，这就是安全评价过程是个动态过程的道理。我们所希望的当 然是尽量地减少危险源，通常讲的本质安全正是从这概念引申出来的。本质安 全就是危险源趋近于零的理想状态。 从上述风险的两个定义可以看出， 风险的定量计算问题是比较复杂的。 我们 再来看式（4.1） 。 右边的第一项“不可靠性” ，表示人们已经认识到的危险源能够引起的事故 不可靠性。对于这个不可靠性，目前多做为概率事件来处理，引入概率计算方 法来解决。
表 4.1美国各类工作地点死亡安全指标 （每年以接触2000 小时计） 工业类型 工业 商业 制造业 服务业 机关 运输及公用事业 农业 建筑业 采矿、采石业 FAFR 值 7.1 3.2 4.5 4.3 5.7 16 27 28 31 死亡/人•年 1.4×10 0.6×10-4 0.9×10-4 0.86×10-4 1.14×10-4 3.6×10-4 5.4×10-4 5.6×10-4 6.2×10-4
U — 该事项发生的效用（一般为负）。
需要说明的是， 作为风险评价， 效用U 一般应考虑三个方面， 即： 费用 （Cost） ， 安全投资、 保险费用； 利益 （Benefit） ， 开展安全工作带来的效益； 损害 （Damage） ， 事故造成的损失。当然，在安全评价或风险评价的初步阶段，“效用”一项一 般只考虑“损害”—即所谓的严重度，用严重度代入式(4.3)中来计算风险率。 4.1.2 什么是安全评价 安全评价就是对系统存在的安全因素进行定性和定量分析， 通过与评价标准 的比较得出系统的危险程度，提出改进措施。所以，安全评价同其他工程系统 评价、产品评价、工艺评价等一样，都是从明确的目标值开始， 对工程、产品、 工艺的功能特性和效果等属性进行科学测定，最后根据测定的结果用一定的方 法综合、分析、判断，并作为决策的参考。 上述安全评价的定义中，包含有三层意思。第一，对系统存在的不安全因素 进行定性和定量分析，这是安全评价的基础，这里面包括有安全测定、安全检 查和安全分析；第二，通过与评价标准的比较得出系统发生危险的可能性或程 度的评价；第三，提出改进措施，以寻求最低的事故率，达到安全评价的最终
工业类型 化工 英国全工业 钢铁 捕鱼 煤矿 铁路搬道员 建筑 飞机乘务员 拳击 狩猎竟赛

对应于系统安全综合评价， 由于其评价内容不仅涉及技术设备， 还涉及管理、 环境等因素，前者可用风险率量化，后者则难于严格定量，所以在综合评价方 法中，常采用加权系数的办法并通过一定的数理关系将它们整合在一起最终算 出总的危险性评分（见道法和综合评价法） 。当采用这种评价方法对一个行业内 的若干企业进行试评，然后对不同单位的危险性评分进行分析总结，就可以得 出在一定时期内，适用于该行业的以危险性分值表示的安全标准。 4.1.4安全评价原理 安全评价同其他评价方法一样，都遵循如下的各条基本原理： （一） 安全评价是系统工程，因此，从系统的观点出发，以全局的观点、 更大的范围、更长的时间、更大的空间、更高的层次来考虑系统安全评价问题， 并把系统中影响安全的因素用集合性、相关性和阶层性协调起来。 （二） 类推和概率推断原则，如果已经知道两个不同事件之间的相互制约 关系或共同的有联系的规律，则可利用先导事件的发展规律来评价迟发事件的 发展趋势，这就是所谓的类推评价，可以看出，这实际是一种预测技术。 根据小概率事件推断准则， 若某系统评价结果其发生事故的概率为小概率事 件，则推断该系统是安全的；反之，若其概率很大，则认为系统是不安全的。 （三）惯性原理，对于同一个事物，可以根据事物的发展都带有一定的延续 性，即所谓惯性，来推断系统未来发展趋势。所以惯性原理也可以称为趋势外 推原理。 应该注意的是， 应用此原理进行安全评价是有条件的， 它是以系统的稳定性 为前提，也就是说，只有在系统稳定时，事物之间的内在联系及其基本特征才 有可能延续下去。但是绝对稳定的系统是不存在的，这就要根据系统某些因素 的偏离程度对评价结果进行修正。
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式 （4.1） 右边的第二项则表示为发生某一事故时所造成的各种损害的集合。 其中有的可以用“金钱”的尺度来衡量，有的（如人的死亡、环境破坏、污染） 是无法用金钱来衡量的。即使是对同一个事故结果，通常也可以估计到若干个 “损害” 。作为这一项的解析指标，在经济学中使用的是“效用” 。效用这个词 是对各个“损害”总和为单一的尺度来表现的一种方便的指标。所以风险的大 小，也可以用如下的风险率来表示： 风险率＝P·U 式中：P — 某一事项发生的概率； (4.3)
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损害发生的难易性一般是用某种损害发生的概率大小来描述。 考虑到上述两个方面的问题，可以用下面象征性的式子来表示风险： Risk ＝ Uncertainty×Damage 风险 不可靠性 损害 （4.1）
上式说明，在没有危险的地方就没有风险； 另外，在没有不可靠性的地方也没有风险。 例如当人们知道明天那座房子肯定是要塌了的情况下， 在那座房子的地方就 不存在风险。 从另一个角度来看，风险也可以用下面的式子来定义： Risk = Hazard / safeguards 风险 危险源 （安全防护） （4.2）
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目的。 4.1.3 安全标准 经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的（期盼的）安全程度，需要 有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准我们就称之为安全标准。 安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安 全科学发展的水平。 很显然， 一个国家的政治制度是其安全政策方针的主要决定因素， 保护人民 的生命财产安全应该是一个先进发达国家的基本国策。 充足的财富、发达的技术，当然会为提供舒适的生活工作环境创造条件，但 是随着生产技术的发展，新工艺、新技术、新材料、新能源的出现，又会产生 新的危险，同时，对已经认识到的危险，由于技术、资金等因素的制约，也不 可能完全杜绝，所以，所谓安全标准，实际上就是确定一个危害度，这个危害 度必须是社会各方面允许的，可以接受的。 同时，安全标准本身也是个科学问题，随着安全科学的发展，人们认识到， 世界上没有绝对安全。那种认为事故为零就是最终安全标准的看法是不客观的， 安全标准是在社会发展进程中不断修订和完善的。 确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法，对系统进行安全评价 时，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安 全标准（见表4.1） 例如，美国根据交通事故的统计资料，得出小汽车的交通死亡率为2.5*10
图 4.1安全评价程序
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图4.2 安全评价的一般程序 4.1.6 安全评价方法分类 安全评价方法现在在国内外已经提出并应用的不下几十种， 几乎每种方法都 有较强的针对性，也就是说由于评价对象的多样性，因而也就提出许多种评价 方法。综合分析这些方法可以分成两类：一种是按评价指标的量化程度分为定 性方法、定量方法、以及定性与定量相结合的方法，另一种是按评价对象进行 整合：如物质产品、设备安全评价法（如指数法等）；安全管理评价法；系统 安全综合评价法。本章是按后一种分类方法进行典型介绍。 4.2 概率评价法 这是一种定量评价法。 此法是先求出系统发生事故的概率， 如用故障类型影 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。 风险率是综合了两个方面因素，它的数值等于事故的概率（频率）与严重度的