安全工程学科知识

第一章 绪论  1、本章重点： 安全工程学科的发展及研究内容，交通工程安全学科的概念，系统安全的意识，正确的安全观，安全系统工程相关概念，安全的内涵和特性，交通安全与交通事故。  2、本章难点： 交通安全与交通事故的含义及分类，安全，危险，事故的概念区分。 本章基本内容 第一节 交通安全工程概述 第二节 安全系统工程相关概念 第三节 安全的内涵和特性 第四节 交通安全与交通事故 第一节 交通安全工程概述 一、安全工程学科的形成和发展 二 安全工程学科的研究对象 三、安全工程学科的研究内容 四、交通安全工程学科 五、交通安全形势 一、安全工程学科的形成和发展 自有人类活动开始，人类就面临安全的问题。安全问题来自生活和生产活动两个方面。 随生产力的发展，生活、生产活动中的安全越加突出。为保证生活、生产活动中的安全，形成安全工程学科。 安全工程学科具有明显的对象性，与具体的生活、生产活动内容密切相关，随生活、生产活动的发展而发展。 二 安全工程学科的研究对象 最初主要是工业生产过程中发生的事故，顺利进行工业生产，保护劳动者在生产过程中的生命健康。 随产品的安全性问题引起了人们的普遍关注，安全工程研究对象从工业生产过程安全扩展到了工业产品安全。 随社会的发展，安全工程中关于生活事故预防的研究越来越广泛深入。 三、安全工程学科的研究内容 安全工程的基本内容是根据对伤亡事故发生机理的认识，应用系统工程的原理和方法，在工业规划、设计、建设、生产直到废除的整个过程中，预测、分析、评价其中存在的各种不安全因素，根据有关法规综合运用各种安全技术措施和组织管理措施，消除和控制危险因素，创造一种安全的生产作业条件。 安全工程学科的主要研究内容  1.安全分析、评价、预测、管理等方面的理论与方法  2.安全技术  安全设计技术  安全检测技术  安全控制技术  3.人的研究 四、交通安全工程学科 交通安全工程学科是运用系统论、控制论、信息论等现代科学技术理论，从安全的角度，对交通运输系统寿命期的各个阶段进行科学研究，以查明事故发生的原因和经过，找出灾害的本质和规律。 分析和研究交通事故的发生机理，总结出普遍适用的交通事故理论，提出事故预防的方法。 寻求消灭或减少交通运输事故，或减轻事故损失，保障交通安全、畅通的措施和办法。 研究内容归纳 从研究对象出发，可将交通安全工程学科的研究内容归为： ① 道路交通安全工程（公路和城市道路） ② 铁路运输安全工程（常规铁路、地铁） ③ 水上交通安全工程（内河、运河、海洋） ④ 航空运输安全工程 研究内容归纳 ❖ 从安全工程学科的研究对象和内容来考虑，交通安全工程学科应该包含以下几方面内容： 交通安全理论 交通安全技术 交通安全（分析和评价）方法 交通安全管理 五、交通安全形势 ❖ 从铁路、道路、航空、水路等的交通安全状况看交通安全管理的重要性。 第二节 安全系统工程相关概念  一、系统  二、系统工程  三、人－机－环境系统工程及系统界面  四、安全保障系统 一、系统 定义：系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。 系统的五个基本要素：功能、组元、结构、运行与环境。 系统的要素 1、功能（Function）：系统将一定的输入转换为一定的输出的能力，这种输入不等于输出。 2、组元（Component）：组成系统成分的集合，每个系统都有两个以上的组元。 3、结构(structure)：系统内子系统的划分及子系统功能的分配，包含子系统间的联系。 4、运行（Operation）：在结构的基础上运转组元实际变换与流通的机制。显然，依托于一定结构上的运行最终决定了系统的实际功能。 5、环境（Environment）：客观存在的与系统有着较密切联系的外界。 系统的特征 系统特性表现在以下5个方面： 1、整体性 2、相关性 3、目的性 4、层次性 5、环境适应性 系统方法的基本原则 ❖ 系统方法的基本原则有以下7个：  1、整体性原则  2、综合性原则  3、联系性原则  4、有序性原则  5、动态性原则  6、结构性原则  7、模型化原则 二、系统工程  定义：“把极其复杂的研制对象称为系统……，系统工程则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。”  1、系统工程属工程技术范畴，是组织管理各类工程的方法论，即组织管理工程；  2、系统工程是解决系统整体及其全过程优化问题的工程技术；  3、系统工程对所有系统都具有普遍适用性。 系统工程的特点 ❖ 系统工程具有以下3个特点：  1、研究方法的整体性。即把研究对象看作一个整体，同时，把研究过程也看作一个整体，按系统工程的三维结构，即时间维（工作阶段）、逻辑维（思维步骤）和知识维整体配合研究解决问题。  2、应用学科的综合性。综合运用多学科理论和管理工程技术，揭示并协调系统各要素之间以及系统与外部环境之间的关系，为实现系统整体功能最优化，提供决策、计划、方案和方法。  3、组织管理的科学化。运用数学方法、计算机技术定量(或定量与定性相结合)分析、评价系统构成和状态，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。 三、人-机-环境系统工程及系统界面 1、人－机－环境系统工程的含义 人-机-环境系统工程是运用系统科学理论和系统工程方法，正确处理人、机、环境三大要素的关系，深入研究人-机-环境系统最优组合的一门科学，其研究对象为人-机-环境系统。 目标是使系统具有“安全、高效、经济”的综合性能。 “人”、“机”、“环境”的含义 “人”，是指作为工作主体的人，如操作人员或决策人员； “机”是指人所控制的一切对象的总称，如飞机、汽车、轮船、生产过程等； “环境”是指人、机共处的特定的工作条件，如温度、噪声、震动、有害气体等。 人是一种安全因素和防护对象 在人-机-环境系统的规划过程中，应综合考虑以下因素: 要把人体解剖学资料以及人体生理过程和生理功能作为必要条件考虑在内。 发生在人体中的主要生理过程必须象能量在机器中传递一样来考虑。 应把人的天赋以及一些特殊心理、生理功能和对这些功能进行补偿的可能性一齐加以考虑。 防止不安全操作+适应人 机器是一种安全因素 对于作为安全因素之一的机器，在其规划、制造和应用的所有阶段，都应预先进行检查。 对机器的运行状态作大量的观察,确定和评价使规划目标与运行数据相匹配的应力状态，限制应力因素，使设计结构与使用结构在运行条件下相匹配。 环境是一种安全因素和应予保护的财富 人的行为和机器的状态依赖于所处的环境条件。人和机器也常常以不同的方式影响环境。 人的操作可能引起机器方面的事故和损失，从而对环境产生有害影响。环境中有许多自然过程，以及源于技术的灾害，会对机器产生危害。 必须首先确定机器是否影响和怎样影响环境，或者环境是否危及机器。只有通过对人与机器，以及通过对人与环境、机器与环境的各种相互关系进行透彻的分析，才能避免在人-机-环境系统的构建中出现错误。 2、人-机-环境系统工程的研究内容和方法 研究内容和方法 研究内容：人的特性的研究、机器特性的研究、环境特性的研究、人－机关系的研究、人－环关系的研究、机－环关系的研究、人－机－环境系统总体性能的研究。 研究方法 基于三个理论：控制论，模型论，优化论； 分析三个要素：人、机、环境； 历经三个步骤：方案决策、研制生产、实际使用； 实现三个目标：安全，高效、经济。 3、系统界面 系统界面是人与机、环境以及其他人之间的信息或能量的交换空间。 系统界面的优劣取决于系统要素即人、机、环境之间的匹配程度，其表现形式为信息或能量的交换的准确性、及时性和有效性。 系统界面包括： 人-机：人与机器（硬件和软件）相互匹配； 人-环境：人与环境相互匹配； 人-人：人与人之间的分工和配合。 系统界面基本流程 系统界面的SHEL模型 Edwards教授于1972年首先提出的，Hawkins 于1975提出了经修改的框图以描述该模型。 该模型认为：人的失误容易产生于以人为中心的与软件(Software) 、硬件(Hardware) 、环境(Environment)以及生命件 (Liveware)之间的相互关系中。 这些关系也被称为SHEL模型的四个界面：L-S界面、L-H界面、L-E界面、L-L界面。 SHEL模型 L L—S界面包括人与软件之间的关系，它是指人与操作程序、检查单程序以及应急程序和计算机应用程序等问题，以便简化作业环节，减少人的劳动负荷和劳动强度。 L—H界面是指人与硬件之间的关系，研究人与显示器、操纵器之间的相互适应问题，以使系统界面设计更适合人的要求。 L—E界面指人与其所处环境的关系，研究特定环境中的噪声、振动、高低温、加速度、生物节律、时差等对人的影响，以及适应过程和反应规律。 L—L界面指人与人之间的关系，即工作中人与其相关的人之间的配合协调关系。在该界面中，我们所关注的是领导能力、机班（组）配合、团队工作和个性影响。职员/管理人员的关系也包含在此界面范围内，因为企业文化、企业风气和公司的工作压力会大大影响人为表现。 SHEL模型的核心问题 ❖ SHEL模型的核心是人：  (1)人体尺度和体形  (2)人体需求  (3)输入特性  (4)信息处理  (5)输出特性  (6)环境耐受力