第八讲安全评价及安全预测理论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一讲 安全评价及安全预测理论,第一节 安全评价基础,一、安全、危险、事故、隐患,1、安全就是无事故，无危险。,2、危险是人类在生产过程中，系统运行状态对人类生命、财产、环境可能产生的损害超出了人类可能接受水平的状态。,安全与危险之间的关系：,安全度=1危险度,3、事故：是人们在实现其目的的行动过程中，突然发生的、迫使其有目的的行动暂时或永久终止的一种意外事件。,4、隐患：是人类在生产过程中，由于人们受到科学知识和技术力量的限制或由于认识上的局限性，或认识到但未能有效控制可能引起事故的人的行为、机的状态和环境条件或二者或三者的集合。,5、四者的关系,1,二、安全评价定义及研究内容,1、安全评价：也叫危险评价，或称风险评价（Risk Assessment）,是对系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做出定量的表示。,安全评价的目的是为了正确地掌握系统的安全状态水平，了解系统安全运行的薄弱环节，提高系统的安全水平，降低系统对人类的威胁程度。,2、安全评价研究方法是采取理论分析、计算机分析和实际相结合的方法，其内容有：,建立事故分析模型，采取合理、可靠的方法影响事故发生的因素及其相互关系。,确定安全评价指标体系，建立安全状态评价模型。,寻求安全状态变化规律，建立安全性预测模型。,应用已经建立的安全评价模型与预测模型，对不同的企业进行评价和预测，并加以论证和说明。,建立使用方便，符合实际，操作性强的安全评价、预测系统。,2,三、安全评价方法,1、 指数评价法,美国的DOW化学公司的火灾爆炸指数,英国帝国化学公司（ICI）蒙德（MOND）工厂的蒙德评价法,日本化工企业的六阶段安全评价法,中国化工厂危险程度分级方法,2、 安全检查表法,3、 概率风险评价法,4、 常规统计法,应用数理统计的原理，进行,回归分析,的方法。,回归分析法：是一种从事物变化的因果关系出发的预测方法。它利用数理统计原理，在大量统计数据的基础上，通过寻求数据变化规律来推测、判断和描述事物未来的发展趋势。,3,5、 综合评价法,其评价过程为：,设：系统评价隐患危险集合为,U=,U,1,，U,2,，,，Um,隐患集合的权重为,W=,W,1,，W,2,，,，Wm,则系统危险度评价值为：,B=W,0,U,6、 数值模拟、人工智能和神经网络法,流场模拟,温度场模拟,火灾模拟,4,四、安全评价方法的选择依据,1、选择依据,进行安全评价时，必须建立一套从总体上反映评价对象本质的指标体系，并能将各指标综合成一个能总体上衡量企业危险的综合指标。,2、评价步骤,1,系统分析,2,建立评价,指标体系,3,构造网络,结构,9,给出评价,结果,7,计算综合指,标及权重,6,确定评价,模型结构,4,初始化指标,权值系数,5,评价指标无,量刚处理,8,结果效验,5,第二节 安全评价指标体系的建立,安全评价（Safety Assessment），也称风险评价，它是衡量风险程度的大小。通常评价给出“安全、较安全、不安全（或不危险、较危险和危险）”的等级划分。,安全评价的研究对象是人机环境系统的安全问题。要实现安全评价目标，必须建立一套完善、合理和科学的指标体系。,一、安全评价指标体系建立的原则,1、系统性原则,2、科学性原则,3、评价指标的特殊性与普遍性原则,4、单元划分与合成原则,5、评价指标的可量化原则,6,二、安全评价指标体系的结构及评价指标的确定,下面举一个矿井安全评价的例子：,1、矿井安全评价指标体系的建立,通过对煤矿安全状况的调查、分析，找出能够引起煤矿安全的一些主要影响因素，从而选择和确定了一套能够反映矿井安全的评价指标体系。,通过分析得出矿井安全的7大主要因素：,（1）地质因素,（2）灾害因素,（3）管理因素,（4）生产装备因素,（5）工作人员素质因素,（6）环境条件因素,（7）矿井危险源因素,7,根据以上因素建立安全评价的七大指标体系，这是安全评价的第一层次的指标体系，如图：,图 矿井安全评价指标体系,矿井,安全,评价,指标,体系,DZ,地质因素,ZH,灾害因素,GL,管理因素,ZB,生产装备因素,SZ,工作人员因素,HJ,环境条件因素,WX,矿井危险源因素,8,安全评价的第二层次的指标体系（如：管理因素）,图 管理因素评价指标结构,在建构过程中，指标体系中的各指标以指标定量化为基本准则和目标，对定性指标要进行定量化处理，在评价中没有定性指标直接参与评价过程。,GL,管,理,因,素,GL01,安全管理,GL02,质量管理,GL03,文明管理,9,2、评价指标定量化处理方法,（1）定量指标的确定方法,定量指标主要分5段区间取值方法来确定：,y,j1,M,1,=x,ij,M,2,y,j2,M,2,=x,ij,M,3,DLZB,ij,= y,j3,M,3,=x,ij,M,4,y,j4,M,4,=x,ij,M,5,式中，DLZB,ij,第I类第j个定量指标的确定值；,y,j1，,y,j2，,y,j3, y,j4, y,j5,第1、2、3、4、5变化区间内的数值；,x,ij,第I类第j个指标的原始采集的数据值；,M,1，,M,2 ，,M,3，,M,4 ，,M,5,第1、2、3、4、5区间变化的临界值,10,（2）定性指标的定量化方法,同样采用分5段区间取值方法来确定,a，A,ij,=text1,b，A,ij,=text2,DXZB,ij,= c，A,ij,=text3,d，A,ij,=text4,e，A,ij,=text5,式中 DXZB,ij,第I类第j个定性指标的确定值；,a，b，c，d，e 某一定性指标所对应的定性描述特性所确定的量化指标值；,Aij第I类第j个定性指标的原始状况描述（Text1Text5），如“很好”、“较好”等,11,（3）、分级指标的定量分析结果的综合,根据各分级指标体系进行评价得到的评价结果后，综合得：,m n,PJJG=, ,w,i,j,z b,i,j,i=1 j=1,式中，PJJG模型根据原始数据得到的安全评价综合评价结果,m待评价的矿井数目,n评价分数指标数,12,安全评价等级的划分,管理因素GL01安全管理（分）,级别,1,2,3,4,5,内容,不安全,较不安全,一般安全,较安全,安全,指标,95,级别,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,13,第三节 安全预测,一、预测的定义与分类,1、预测是运用各种知识和科学手段，分析研究历史资料，对安全生产发展的趋势或可能的结果进行事先的推测和估计。也就是在T时刻估计T+,T时刻的值,预测由：预测信息、预测分析、预测技术、预测结果组成,2、预测的分类,按预测对象范围划分,宏观预测,微观预测,按预测时间长短划分,长期预测,中期预测,短期预测,14,二、安全预测的基本原理,安全预测遵循从现象寻求本质规律，从过去和现在寻求与来发展规律和趋势的指导思想。,安全预测必须遵循以下基本原则：,1、安全状态指标的变化具有统计学特性,2、安全性预测具有时间序列特征,3、安全预测具有非线形动力学特性,三、预测方法,从大的方面分：经验推断预测法、时间序列预测法、 计量模型预测法。,（一）、回归分析法,回归分析法：是一种从事物变化的因果关系出发的预测方法。它利用数理统计原理，在大量统计数据的基础上，通过寻求数据变化规律来推测、判断和描述事物未来的发展趋势。,15,回归分析法是根据自变量和因变量之间的相关关系（非确定关系）建立回归方程的。,1、一元线形回归法（多元线形回归法）,一元线形回归的基本方程式是：,y=a+bx,而 多元线形回归的基本方程式是：,y=a+bx+cx,+,根据统计事故数据得：,y=na+bx,xy=ax+ b x ,x 自变量 y 因变量,n 事故数据总数,16,然后，用最小二乘法求得，回归方程系数,x x yxy,a,=,(x) n x ,x y n x y,b,=,(x) n x ,在回归分析中，为了了解回归直线对实际数据变化趋势的符合程度的大小，引进了相关系数R,Lx y,R=,Lx x,Ly y,17,其中，,Lx y=,x y,1/n x y,Lx x=,x,1/n ( x ) ,Ly y=,y,1/n ( y) ,r,=1,回归直线与实际数据的变化完全吻合,相关系数r,r=0，,x与y之间完全没有关系,0,|,r,|,1，,r越接近1，x与y线形关系越强,18,2 、一元非线形回归方法（多元线形回归方法）,非线形回归曲线有多种，选用哪种曲线作为回归曲线，则要看实际数据在坐标系中的变化分布形状。,y,0 x,比较常用的非线形回归曲线有：,指数函数：,y=a,e,bx,幂函数：,y=a,x,b,双曲线函数：,y=a+b/x,对数函数：,y=a+b,lnx,19,例如：,y=a,e,bx,令,y,=lny, a,= lna,则转化为：,y,=a,+ b x,再按一元线形回归方法进行求解,3、分段回归预测法,y,0 x,20,（二）、灰色预测法,灰色预测法是通过一系列数据生成方法将根本没有规律的杂乱无章的或规律性不强的一组原始数据系列变得具有明显规律性，解决了数学界一直认为不能解决的微积分方程的建模问题。,（三）、马尔柯夫预测法,原理：若事物未来的发展及演变仅受当时状况的影响，而且一种状态转变为另一种状态的规律又是可知的情况下，就可以利用马尔柯夫链的概念进行计算和分析，预测未来特定时刻的状态。,21,