安全系统工程

《安全系统工程》综合复习资料一、简答题1．什么叫安全系统工程？其方法论包括哪几个方面？2.安全检查的内容是什么？安全检查表主要包括那几种类型？3.什么叫人的失误概率？ 失误概率公式)1()1(R abcde R k q -=-=中，各系数代表什么含义？4．解释下列基本概念（1）系统 （2）可靠性 （3）安全标准 (4) 径集5.FMECA 主要包括哪两个方面？为什么要进行危险度分析？6.英国ICI 评价法的评价程序与火灾爆炸指数法相比有什么改进？7、安全系统工程的研究对象和研究内容是什么？8、HAZOP 主要适用于什么场合？表格中主要包括哪几个方面的内容？9、计算火灾爆炸指数时,需要确定哪三个系数？10、FMEA 与HAZOP 的适用场合有何区别？为什么要进行危险度分析(CA)？11、荷兰提出的单元危险性快速排序法有何优点？其评价程序是怎样的？12、什么叫灰色系统？为什么说安全系统具有典型的灰色特征？二、图1是反应炉夹套的冷却系统。

当正常冷却水突然断水（如管道损坏）而造成系统失水，这时失水信号检测器D 探得失水信号，将启动备用水泵21,P P 。

如果两台备用泵均启动成功，则系统成功（S ）；若只有一台泵启动成功，则系统部分成功（P ）；若两台泵均停则系统失败（F ）。

各元件的可靠度为)()()()(21EP P D P P P P P ====0.99，EP 为检测器D 的电源，试建造事件树，并计算系统输出事件的发生概率。

三、对房间照明系统进行故障类型和影响分析，包括元素、故障类型、可能的原因及对系统的影响。

四、已知某压力开关的故障率为0.12次/年，试计算该元件运行时间为6个月时的可靠度、故障概率以及平均故障周期。

若运行6个月时压力开关系统要求的可靠度为0.999，开始运行时需要并联多少个完全相同的压力开关，才能达到可靠度要求？五、设某事故树有三个最小割集：{}411,X X E =，{}532,X X E =，{}3213,,X X X E =；且已知：05.0,04.0,03.0,02.0,01.054321=====q q q q q 。

试求基本事件3X 的割集重要度系数、结构重要度系数、概率重要度系数以及关键重要度系数。

六、设某控制室操作人员的总任务由4项子任务A 、B 、C 、D 组成，每个子任务都有可能成功或失败，子任务失败的概率均为0.01。

一个子任务的完成与否不会影响其它子任务的完成，子任务均成功时，总任务才算成功，试建立事件树并求未完成总任务的概率。

若因总任务失败而造成的损失为60万元，试计算其风险值的大小。

七、某事故树有以下最小割集：{}{}{}{}6535443221,,;,;,,;,X X X X X X X X X X 。

设各基本事件的发生概率为：01.01=q ，02.02=q ，03.03=q ，04.04=q ，05.05=q ，06.06=q ，试用平均近似法计算顶事件的发生概率。

《安全系统工程》综合复习资料参考答案一、简答题1． 答：安全系统工程是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。

其方法论包括：1）从系统整体的研究方法；2）本质安全方法；3）人－机匹配法；4）安全经济方法；5）系统安全管理方法。

2.答：安全检查的内容主要是查思想、查管理、查隐患、查事故处理。

安全检查表主要包括：1）审查设计的安全检查表；2）厂级的安全检查表；3）车间的安全检查表；4）工段及岗位的安全检查表；5）专业性安全检查表。

3.答：人的失误概率通常是指作业者在一定的条件下和规定的时间内完成某项规定功能时出现偏差或失误的概率。

式中，k —修正系数，-a 作业时间系数，-b 操作频率系数，-c 危险状况系数，-d 心理、生理条件系数，-e 环境条件系数。

4．答：（1）系统：系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特殊功能的有机整体。

（2）可靠性：系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。

（3）安全标准：经定量化的风险率或危险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，这个标准我们称之为安全标准。

（4）径集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都不发生时，顶上事件必然不发生。

5. 答：FMECA包括两个方面的分析：1) 故障类型和影响分析；2) 危险度分析。

CA分析的目的：1) 尽量消除危险度高的故障类型；2) 当无法消除时，尽量从各方面减小它放生的概率；3) 根据不同的危险度，对零、部件或产品提出不同的质量要求；4) 根据不同情况增设保护装置、检测预报系统。

6. 答：在美国道化学公司安全评价法的基础上，提出了一个更加全面、更加系统的安全评价法，称为ICI Mond法。

主要有以下扩充：1) 增加了毒性的概念和计算；2) 发展了某些补偿系数；3) 增加了几个特殊工程类型的危险性；4) 能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。

Mond 法的评价步骤是：1) 确定需要评价的单元；2) 计算道式综合指数D；3) 计算危险性指数R；4) 采取安全措施后对危险性重新进行评价。

7．答：安全系统工程的研究对象就是：1）人子系统，2）机器子系统，3）环境子系统以及三者之间的相互联系、相互制约与相互影响。

研究内容为：1）系统安全分析，2）系统安全评价，3）安全决策与事故控制。

8. 答： HAZOP代表危险性和可操作性研究，主要适用于化学反应过程的系统安全分析。

表格中的主要内容为：1）引导词，2）偏离，3）可能原因，4）后果，5）措施。

9. 答：计算火灾、爆炸指数时，需要确定危险单元的物质系数、一般工艺危险系数、特殊工艺危险系数。

10. 答：FMEA主要适用于机电、电器等产品的故障类型和影响分析；HAZOP主要适用于化学反应过程的安全分析。

危险度分析的目的在于评价每种故障类型的危险程度，给出一定的量化指标。

11. 答：单元危险性快速排序法是美国道化学公司火灾爆炸指数法的简化方法，由于各种参数取值容易确定，使用起来简捷方便。

其评价程序是：1) 单元划分；2) 确定物质系数和毒性系数；3) 计算一般工艺危险性系数；4) 计算特殊工艺危险性系数；5）计算火灾、爆炸指数；6）评价危险等级。

12. 答：信息部分明确、部分不明确的系统为灰色系统。

安全系统具有典型的灰色特征，这是因为：1）系统安全的参数是灰数；2) 影响系统安全的因素是灰元；3) 构成系统安全的各种关系是灰关系。

二、解：1）系统简化的事件树见下图。

2）系统成功概率()960596.099.0)()()()(421===P P P P D P EP P S P 系统部分成功概率()()019406.001.099.02)()()()()()()(32121=⨯⨯=+=P P P F D P EP P P F P P D P EP P P P系统失败概率 ()019998.0019406.0960596.01)()(1=--=--=P P S P F P 三、解：房间照明系统的主要元素为：电源、开关、保险丝和灯具，其故障类型和影响分析表格如下：四、解：1）根据题意，压力开关元件服从指数分布，运行半年时可靠度为：=⨯-==-)5.012.0exp()(t i i e t R λ0.9418故障概率为：0582.09418.01)(1)(=-=-=t R t P i i 平均故障周期为：333.812.011===i i λτ年 2）由题意知，所用的压力开关完全相同，设用n 个元件，因此对并联系统，有n i s t P t P )]([)(=, 即 1－)(t R s =n i t P )]([)0582.0ln()999.01ln()](ln[)](1ln[-=-=t P t R n i s =2.43 需要并联3个压力开关，才能达到系统可靠度要求。

五、解：1）先求)3(k I 。

根据题意3=k ，221==m m ，33=m ；32,E E 中均包含3X ，因此： 185312131111)3(32=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=m m k I k 2）求)3(g I 、)3(φI 。

由最小割集法，知=)(T P )(5341321q q q q q q q ++－)(543153214321q q q q q q q q q q q q ++＋54321q q q q q =0.001904872=∂∂=3)()3(q T P I g )(521q q q +－)(541521421q q q q q q q q q ++＋5421q q q q ＝0.0501624 167161832141)3()3(21=+-+===i q g I I φ，这种计算方法不用列真值表，是计算结构重要度系数的简便方法。

3）求)3(c g I 。

790012.00501624.0001904872.003.0)3()()3(3=⨯=⋅=g c g I T P q I 六、解：1) 按子任务A 、B 、C 、D 发生的先后顺序，画出事件树，如下图（略）2）计算总任务失败的概率子任务成功的概率为：99.001.01)()()()(=-====D P C P B P A P 根据题意，总任务成功的概率为：960596.099.0)()()()()(4==⋅⋅⋅=D P C P B P A P S P 失败的概率为：0394.0960596.01)(1)(=-=-=S P S F3) 根据题意，严重度60=S 万元；总任务失败的风险值为364.20394.060=⨯=⋅=P S R 万元。

七、解：1)365354432211110314.206.005.003.005.004.004.003.002.002.001.0-=⊂⨯=⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯=+++==∑∏q q q q q q q q q q q F kr E X i r i67777776543654325432653215421432121055.510361072.010121018.0104106.2-------<∈⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=+++++==∑∏q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q F s r E E X i s r i 2) 平均近似法：3632110311.21055.52110314.221)(---⨯=⨯⨯-⨯=-=F F T P。