1、安全学原理主讲主讲 蔡建平蔡建平福建工程学院土木工程学院福建工程学院土木工程学院Safety PrincipleSafety Principle1 1 安全科学总论安全科学总论2 2 安全科学基础知识安全科学基础知识3 3 安全流变安全流变- -突变理论突变理论4 4 事故概述事故概述5 5 事故致因理论及模型事故致因理论及模型6 6 事故的预测与预防理论事故的预测与预防理论7 7 重大危险源的辨识与控制重大危险源的辨识与控制 目录目录第二讲第二讲 安全科学基础知识安全科学基础知识2 安全科学基础知识安全科学基础知识2.1 安全科学的安全科学的哲学基础哲学基础2.2 安全科学的安全科学的理论基
2、础理论基础2.3 安全科学的安全科学的数理基础数理基础 自我实现自我实现 丰富知识，取得成就丰富知识，取得成就尊尊 重重 需需 求自尊、自信、取得承认求自尊、自信、取得承认 社交需求社交需求 希望成为集团或成员希望成为集团或成员 安全安全 需求需求 希望无伤、不受伤希望无伤、不受伤生理生理 需求需求 衣、食、住、行衣、食、住、行安全与危险的统一性与矛盾性安全与危险的统一性与矛盾性（1）安全与危害是一对矛盾，它具有矛盾的所有）安全与危害是一对矛盾，它具有矛盾的所有属性。属性。一方面双方互相反对，互相排斥、互相否定，一方面双方互相反对，互相排斥、互相否定，安全度越高危险势就越小，安全度越小危险势就
3、越安全度越高危险势就越小，安全度越小危险势就越大；大；另一方面安全与危害两者相互依存，共同处于另一方面安全与危害两者相互依存，共同处于一个统一体中，存在着向对方转化的趋势。一个统一体中，存在着向对方转化的趋势。一一2.1 安全科学的安全科学的哲学基础哲学基础安全与危险的统一性与矛盾性安全与危险的统一性与矛盾性（2）安全是相对的，危险是绝对的。）安全是相对的，危险是绝对的。 安全的相对性表现在三个方面：安全的相对性表现在三个方面： 1）绝对安全的状态是不存在的，系统的安全是绝对安全的状态是不存在的，系统的安全是相对于危险而言的；相对于危险而言的； 2）安全标准是相当于人的认识和社会经济的承安全标
4、准是相当于人的认识和社会经济的承受能力而言；受能力而言； 3）安全对于人的认识而言具有相对性。安全对于人的认识而言具有相对性。一一 危险的绝对性表现在事物一诞生危险就存在，危险的绝对性表现在事物一诞生危险就存在，中间过程中危险势可能变大或变小，但不会消失，中间过程中危险势可能变大或变小，但不会消失，危险存在于一切系统的任何时间和空间中。危险存在于一切系统的任何时间和空间中。 （3）安全与危险这对矛盾的运动、变化和发展推）安全与危险这对矛盾的运动、变化和发展推动着安全科学的发展和人类安全意识的提高。动着安全科学的发展和人类安全意识的提高。安全科学的联系观和系统观安全科学的联系观和系统观 安全科学
5、欲反映对安全与危险造成影响的因素安全科学欲反映对安全与危险造成影响的因素的内在规律性，必须全面地分析各要素，利用各个的内在规律性，必须全面地分析各要素，利用各个学科已取得的成果，对开放的大系统进行分析和综学科已取得的成果，对开放的大系统进行分析和综合，在全面分析的基础上集中力量抓住事物内部的合，在全面分析的基础上集中力量抓住事物内部的主要矛盾，找出安全的客观规律和实现途径。主要矛盾，找出安全的客观规律和实现途径。 系统的整体性是由各个要素综合作用决定的，系统的整体性是由各个要素综合作用决定的，是系统内部各要素相互作用、相互联系产生某种协是系统内部各要素相互作用、相互联系产生某种协同效应。同效应
6、。二二安全中的质变与量变安全中的质变与量变 哲学中的量变与质变，在安全科学中表现为流哲学中的量变与质变，在安全科学中表现为流变与突变。流变是一种缓慢的变化过程，突变则是变与突变。流变是一种缓慢的变化过程，突变则是流变过程中的中断，是质的飞跃。流变过程中的中断，是质的飞跃。 流变与突变的统一性表现在三个方面：流变与突变的统一性表现在三个方面：（1）流变与突变是相对的。）流变与突变是相对的。 如河流的水位总在一定的范围内变化没有超过如河流的水位总在一定的范围内变化没有超过河床，就什么事也不会发生；河水溢出了河床，就河床，就什么事也不会发生；河水溢出了河床，就成了洪水。成了洪水。三三安全中的质变与量
7、变安全中的质变与量变（2）流变与突变具有层次性。）流变与突变具有层次性。 如人体某一器官损伤，针对小区域来说，是一如人体某一器官损伤，针对小区域来说，是一次突变事件；对整个人体而言，是综合功能的流变。次突变事件；对整个人体而言，是综合功能的流变。（3）流变与突变可相互转化。）流变与突变可相互转化。 如生物演化过程是一个缓慢的流变过程，但几如生物演化过程是一个缓慢的流变过程，但几百年来，因人类砍伐森林、捕杀动物、使用农药和百年来，因人类砍伐森林、捕杀动物、使用农药和排放废物，造成了几次大量生物物种灭绝的突发事排放废物，造成了几次大量生物物种灭绝的突发事件。件。三三安全事故的必然性和偶然性安全事故
8、的必然性和偶然性例：例： 在矿井通风系统中的通风机房的在矿井通风系统中的通风机房的反风门反风门，正常，正常情况下是，是可以上下提升的安全门，灵巧自如地情况下是，是可以上下提升的安全门，灵巧自如地运转具有必然性，灾害发生时不能调节的情况是偶运转具有必然性，灾害发生时不能调节的情况是偶然的。但由于疏于管理、未按规定维修、滑轮生锈、然的。但由于疏于管理、未按规定维修、滑轮生锈、框架变形等原因，灾害时这一安全措施不能正常发框架变形等原因，灾害时这一安全措施不能正常发挥作用成为必然。挥作用成为必然。四四安全问题简单性和复杂性，精确性和模糊性安全问题简单性和复杂性，精确性和模糊性1简单性：简单性：（1）复
9、杂系统可分解成简单要素、元素、单元；）复杂系统可分解成简单要素、元素、单元；（2）复杂系统内、外部的联系和所遵循的基本规）复杂系统内、外部的联系和所遵循的基本规律是简单的。律是简单的。2复杂性：复杂性： 安全系统中包含无穷多层次的矛盾，形成极为安全系统中包含无穷多层次的矛盾，形成极为复杂的结构和功能，与外部世界又有多种多样的联复杂的结构和功能，与外部世界又有多种多样的联系，存在多种相互作用。系，存在多种相互作用。五五安全问题简单性和复杂性，精确性和模糊性安全问题简单性和复杂性，精确性和模糊性 3. 精确性和模糊性：精确性和模糊性： 安全科学的认安全科学的认 识识 总是总是 从从 模糊模糊 走走
10、 向精确，向精确，模糊和精确是辨证统一的。模糊性可以说明精确性，模糊和精确是辨证统一的。模糊性可以说明精确性，适当的模糊反而精确。但是，模糊定性描述的边界适当的模糊反而精确。但是，模糊定性描述的边界太广，将会降低安全程度。太广，将会降低安全程度。 安全与危害之间没有精确的界限，是个模糊概念，安全与危害之间没有精确的界限，是个模糊概念，但模糊又可用精确的数字来更好地进行解释。但模糊又可用精确的数字来更好地进行解释。 五五安全哲学观安全哲学观安全科学在分析认识问题上要做到：安全科学在分析认识问题上要做到： 1一切从实际出发一切从实际出发 2在普遍联系中把握事物的本质在普遍联系中把握事物的本质 3在
11、动态中把握安全规律的方法在动态中把握安全规律的方法 4采用矛盾分析法采用矛盾分析法六六安全系统论安全系统论（1）安全系统工程：）安全系统工程： 就是应用系统工程的原理和方法、分析，评价就是应用系统工程的原理和方法、分析，评价及消除系统中的各种危险，实现系统安全的一整套及消除系统中的各种危险，实现系统安全的一整套管理程序和方法体系。管理程序和方法体系。 系统工程是指为了更好地达到系统目标，而对系统工程是指为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制结构系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制结构等进行分析与设计的技术。等进行分析与设计的技术。一一2.2 安全科学的安全科学
12、的理论基础理论基础（2）安全系统工程的内容：）安全系统工程的内容：1）系统安全分析）系统安全分析 是安全系统工程的核心，分析结果的正确与否，是安全系统工程的核心，分析结果的正确与否，关系到整个安全工作的成败。关系到整个安全工作的成败。2）系统安全评价）系统安全评价 寻求最低的事故率、最小的损失和最优的安全寻求最低的事故率、最小的损失和最优的安全投资效益。投资效益。3）系统安全预测）系统安全预测 以便对可能发生的事故进行预防和预报。以便对可能发生的事故进行预防和预报。安全信息论安全信息论（1）信息论：）信息论： 是应用概率论与数理统计方法研究信息的基本是应用概率论与数理统计方法研究信息的基本性质
13、及度量方法，研究信息的获得、传递、储存、性质及度量方法，研究信息的获得、传递、储存、处理、变换、提取、利用的一般规律的科学。处理、变换、提取、利用的一般规律的科学。 它的传递、储存以一定的物质为载体，以一定它的传递、储存以一定的物质为载体，以一定的能量为动力。的能量为动力。二二2.2 安全科学的安全科学的理论基础理论基础 按安全信息的内容可分为五类：按安全信息的内容可分为五类： （1）生产经营信息）生产经营信息 （2）安全管理信息）安全管理信息 （3）安全技术信息）安全技术信息 （4）劳动卫生信息）劳动卫生信息 （5）事故信息）事故信息二二安全信息论安全信息论安全控制论安全控制论（1）控制论：
14、）控制论： 是研究动物、人类及机器内部乃至一切系统的是研究动物、人类及机器内部乃至一切系统的调节、控制的一般规律的科学，其基础是信息论。调节、控制的一般规律的科学，其基础是信息论。 控制是指一个有组织的系统根据内、外部条件控制是指一个有组织的系统根据内、外部条件的变化而进行调整，以克服系统的不确定性，使系的变化而进行调整，以克服系统的不确定性，使系统稳定地保持或达到某种特定状态。统稳定地保持或达到某种特定状态。三三2.2 安全科学的安全科学的理论基础理论基础 安全控制的一般步骤如下：安全控制的一般步骤如下： （1）建立安全生产的判断准则和标准；）建立安全生产的判断准则和标准； （2）衡量安全生
15、产实际活动与预定目标的偏）衡量安全生产实际活动与预定目标的偏差；差； （3）采取相应安全管理、安全教育以及安全）采取相应安全管理、安全教育以及安全工程技术等措施纠正不良偏差或隐患。工程技术等措施纠正不良偏差或隐患。三三安全控制论安全控制论安全心理与行为学安全心理与行为学（1）安全心理学：）安全心理学： 是以生产劳动中的人为对象，从保护生产安全、是以生产劳动中的人为对象，从保护生产安全、防止生产事故、减少人身伤害的角度研究人的心理防止生产事故、减少人身伤害的角度研究人的心理活动规律的科学。活动规律的科学。 研究内容包括：安全个体心理、安全群体心理、研究内容包括：安全个体心理、安全群体心理、安全管
16、理心理、事故预防心理、灾害心理卫生等。安全管理心理、事故预防心理、灾害心理卫生等。四四2.2 安全科学的安全科学的理论基础理论基础 （2）安全行为学：）安全行为学： 行为科学行为科学是研究人类行为的发生、发展、变化是研究人类行为的发生、发展、变化规律，正常和异常行为的特征，预测、控制行为，规律，正常和异常行为的特征，预测、控制行为，矫正异常行为的科学。矫正异常行为的科学。 安全行为学安全行为学是研究人的安全行为因素、安全行是研究人的安全行为因素、安全行为模式、安全行为规范，强化安全行为，改造不安为模式、安全行为规范，强化安全行为，改造不安全行为，实现安全管理目标的科学。全行为，实现安全管理目标
17、的科学。四四安全心理与行为学安全心理与行为学安全管理学安全管理学 是从安全问题的诱发因素入手、运用管理学的是从安全问题的诱发因素入手、运用管理学的相关知识和理论进行安全生产管理，以科学的管理相关知识和理论进行安全生产管理，以科学的管理方法和系统有效的管理机制遏制事故的发生，达到方法和系统有效的管理机制遏制事故的发生，达到防患未然、安全生产的最终目的。防患未然、安全生产的最终目的。 安全管理安全管理就是管理者对安全生产进行的计划、就是管理者对安全生产进行的计划、组织、指挥、协调和控制的一系列活动。组织、指挥、协调和控制的一系列活动。五五2.2 安全科学的安全科学的理论基础理论基础 安全管理的基本
18、原理：安全管理的基本原理：（1）预防原理）预防原理即通过有效的管理和技术手段，即通过有效的管理和技术手段，防止人的不安全行为和物的不安全状态出现，从而防止人的不安全行为和物的不安全状态出现，从而使事故发生的概率降到最低。使事故发生的概率降到最低。（2）强制原理）强制原理基于事故损失的偶然性，人的基于事故损失的偶然性，人的“冒险冒险”心理，以及事故损失的不可挽回性，采取心理，以及事故损失的不可挽回性，采取强制管理的手段控制人的意愿和行为，使个人的活强制管理的手段控制人的意愿和行为，使个人的活动、行为等受到安全管理要求的约束，从而实现有动、行为等受到安全管理要求的约束，从而实现有效的安全管理。效的
19、安全管理。安全经济学安全经济学 是研究安全的经济形式和条件，通过对人类安是研究安全的经济形式和条件，通过对人类安全活动的合理组织、控制和调整，达到人、技术、全活动的合理组织、控制和调整，达到人、技术、环境的最佳安全效益的目的。环境的最佳安全效益的目的。 研究对象：研究对象：就是根据安全实现与经济效果对立就是根据安全实现与经济效果对立统一的关系，从理论与方法上研究如何使安全活动，统一的关系，从理论与方法上研究如何使安全活动，以最佳的方式与人的劳动、生活、生存合理的结合以最佳的方式与人的劳动、生活、生存合理的结合起来，最终达到劳动、生活、生存安全并经济合理，起来，最终达到劳动、生活、生存安全并经济
20、合理，从而使人类社会取得较好的综合效益。从而使人类社会取得较好的综合效益。六六安全负担函数安全负担函数B(S)()()安全投入函数安全投入函数C（S）安全投入最低消耗原理安全投入最低消耗原理 使使( () )取最小值取最小值事故损失函数事故损失函数L（S）安全性安全性100%价值和费用价值和费用B0S0 在0处有min，而0可由下式求得： () 安全效益函数安全效益函数E(S)=F(S)-C(S)安全投入函数安全投入函数C（S）安全投入的最大效益原理安全投入的最大效益原理 安全功能函数安全功能函数F（S）价值和费用价值和费用S0SbS2S1Sa安全性安全性(S)% 安全性为安全性为Sa,Sb时
21、均无安全效益，说明系统安全性偏低或较高，安全的时均无安全效益，说明系统安全性偏低或较高，安全的总体效益均不高。总体效益均不高。0点处有max，此时的0点可由下式求得： ()/0 根据根据”最大效益原理最大效益原理”，可将安全性取值划分，可将安全性取值划分为三个范围：为三个范围：:2，损失小，安全成本高，综合效益也较，损失小，安全成本高，综合效益也较差，需要力求保持安全性，提高安全科技水平，降差，需要力求保持安全性，提高安全科技水平，降低成本，改善综合效益。低成本，改善综合效益。安全风险学安全风险学 是一门集安全管理、风险管理、安全经济学等是一门集安全管理、风险管理、安全经济学等为一体的边缘学科
22、。为一体的边缘学科。 在安全风险学中，风险为特定危害性事件发生在安全风险学中，风险为特定危害性事件发生的可能性与后果的结合，属于纯粹风险（即一种只的可能性与后果的结合，属于纯粹风险（即一种只有损失机会的风险）。有损失机会的风险）。 研究内容：研究内容：风险的识别、风险的估测与评价、风险的识别、风险的估测与评价、风险的控制、风险的决策等。风险的控制、风险的决策等。七七安全人机学安全人机学 是专门研究工业生产过程中人和机器的安全问是专门研究工业生产过程中人和机器的安全问题，即从安全的观点出发，运用人机工程学、机械题，即从安全的观点出发，运用人机工程学、机械工程学、可靠性等理论，为设计制造出安全可靠
23、的工程学、可靠性等理论，为设计制造出安全可靠的机器提供安全技术资料，并对机器结构设计、信息机器提供安全技术资料，并对机器结构设计、信息显示及控制设计提出基本安全要求和设计准则。显示及控制设计提出基本安全要求和设计准则。 在人机系统中，人始终起着核心和指导作用，在人机系统中，人始终起着核心和指导作用，机器起着安全可靠的保证作用。机器起着安全可靠的保证作用。 八八安全文化与企业安全文化安全文化与企业安全文化 安全文化安全文化是人类在生存、生活、生产活动中，是人类在生存、生活、生产活动中，为保护人类身心安全与健康所创造物质财富和精神为保护人类身心安全与健康所创造物质财富和精神财富的总和。财富的总和。
24、 企业安全文化是企业在长期生产经营活动中形企业安全文化是企业在长期生产经营活动中形成的或有意识塑造的，为全体员工所接受、遵循的，成的或有意识塑造的，为全体员工所接受、遵循的，具有企业特色的安全思想和意识、安全作风和态度、具有企业特色的安全思想和意识、安全作风和态度、安全管理机制及行为规范；企业的安全生产安全管理机制及行为规范；企业的安全生产九九安全文化与企业安全文化安全文化与企业安全文化奋斗目标和企业的安全进取精神；为保护员工身心奋斗目标和企业的安全进取精神；为保护员工身心安全与健康而创造的安全、舒适的生产、生活环境安全与健康而创造的安全、舒适的生产、生活环境和条件；防灾避难应急的安全设备和措
25、施等企业安和条件；防灾避难应急的安全设备和措施等企业安全生产的形象；安全的价值观、安全的审美观、安全生产的形象；安全的价值观、安全的审美观、安全的心理素质和企业的安全风貌、习俗等种种企业全的心理素质和企业的安全风貌、习俗等种种企业安全物质财富和安全精神财富的综合。安全物质财富和安全精神财富的综合。九九安全法律法规与制度安全法律法规与制度 安全生产基本方针：安全生产基本方针：“安全第一，预防为安全第一，预防为主主” 。 安全管理体制：安全管理体制：“国家监察、行业管理、企业国家监察、行业管理、企业负责、群众监督、劳动者遵章守纪负责、群众监督、劳动者遵章守纪” 。 安全生产法规安全生产法规是指在生
26、产过程中产生的，用来是指在生产过程中产生的，用来调整同劳动者或者生产人员的安全与健康，以及生调整同劳动者或者生产人员的安全与健康，以及生产资料和社会财富安全保障有关的各种社会关系的产资料和社会财富安全保障有关的各种社会关系的法律法规的总和。法律法规的总和。十十基本逻辑运算和逻辑函数基本逻辑运算和逻辑函数（1）基本逻辑运算：）基本逻辑运算： 逻辑代数的变量仅有逻辑代数的变量仅有01两个；表示两种不同两个；表示两种不同的逻辑状态（例如，是与否、真与假、高与低、有的逻辑状态（例如，是与否、真与假、高与低、有与无、开与关等）。在逻辑代数中，最基本的逻辑与无、开与关等）。在逻辑代数中，最基本的逻辑有有3
27、种：与或非；用逻辑代数符号表示称：与门，种：与或非；用逻辑代数符号表示称：与门，或门，非门。或门，非门。一一2.3 安全科学的安全科学的数理基础数理基础（1）基本逻辑运算：）基本逻辑运算：名称名称逻辑符号逻辑符号函数式函数式含义含义与门与门z(ab)=ab11=1 10=0或门或门z(ab)=a+b1+1=1 1+0=1 0+0=0非门非门z(a)=aa=1, a=0 a=0, a=1（1）基本逻辑运算：）基本逻辑运算：baz1）与运算）与运算简称逻辑乘。简称逻辑乘。表示输入变量为表示输入变量为a、b时，时，输输出出 ，即决定事件，即决定事件z的条件的条件a与与b全部具备时，全部具备时，事件事
28、件z才会发生，否则不会发生。才会发生，否则不会发生。2）或运算）或运算简称逻辑加。简称逻辑加。表示输入变量为表示输入变量为a、b时，输时，输出出 ，即决定事件，即决定事件z的条件的条件a或或b只要一个或两个只要一个或两个全具备时全具备时z才会发生。当才会发生。当a与与b都不具备时，都不具备时，z才不会发生。才不会发生。3）非运算）非运算简称逻辑非简称逻辑非(或逻辑否定或逻辑否定)。表示输入变量为表示输入变量为a时，输出时，输出 ，读作，读作a非。即决定事件非。即决定事件z的条的条件为件为a时，时，z与与a相反，相反，a存在存在z则不会发生，反之亦然。则不会发生，反之亦然。baz)(_aaz或b
29、az（2）逻辑变量与逻辑函数：）逻辑变量与逻辑函数： 一般来讲，如果输入变量一般来讲，如果输入变量a,b,c的取值确定之后，的取值确定之后，输出变量输出变量z的值也就确定了。那么就称的值也就确定了。那么就称 z 是是abc的逻辑的逻辑函数，并写成：函数，并写成： z = F (abc) 在逻辑代数中，不管是变量还是函数，它们只有两在逻辑代数中，不管是变量还是函数，它们只有两个取值个取值(0与与1)。因为对决定事件是否发生的条件来讲，尽。因为对决定事件是否发生的条件来讲，尽管会有很多，但对如何一个条件来讲，都只有具备和不具管会有很多，但对如何一个条件来讲，都只有具备和不具备两种可能。对相当于函数
30、的事件来讲，也只有发生和不备两种可能。对相当于函数的事件来讲，也只有发生和不发生两种情况。发生两种情况。 （1）幂等法则）幂等法则 或或（2）交换法则）交换法则 或或（3）结合法则）结合法则 或或（4）分配法则）分配法则 或或（5）吸收法则）吸收法则 AAAAAAABBAABBACBACBA)()(CBACBA)()()()()(CABACBA)()()(CABACBADBCBDACADCBA)()(BBABABAAABAA或)()(BABBABAABAAABAA）（或）（3）逻辑函数运算法则：）逻辑函数运算法则： 事件树事件树分析分析（event tree analysis） 一种利用图形来
31、进行演绎的逻辑分析方法。一种利用图形来进行演绎的逻辑分析方法。可用来识别某假设始发事件始发事件发生后各种可能的结果。事件树分析法（事件树分析法（ETA），），又称决策树法。又称决策树法。是是一种从初始原因事件起，分析各环节事件一种从初始原因事件起，分析各环节事件“成功成功（正常）（正常）”或或“失败（失效）失败（失效）”的发展变化过程，的发展变化过程，并预测各种可能结果的方法。即通过对系统各环并预测各种可能结果的方法。即通过对系统各环节事件的分析，进行辨识。节事件的分析，进行辨识。示例：示例： 某工人搭脚手架时某工人搭脚手架时不慎将不慎将扳手扳手从从12M高处高处坠落，致使行人死亡。坠落，致使
32、行人死亡。 故障树故障树分析分析（ Fault tree analysis） 采用逻辑的方法，根据系统可能发生的或已根据系统可能发生的或已经发生的事故结果，去寻找与事故发生有关的原经发生的事故结果，去寻找与事故发生有关的原因、条件和规律，进行辨识。因、条件和规律，进行辨识。故障树图故障树图 （FTD）是一种逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门是一种逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。关系。示例：示例：随机事件与概率计算随机事件与概率计算（1）随机事件：）随机事件： 简称简称“事件事件”。可以看作在相同的一
33、组条件下，。可以看作在相同的一组条件下，进行一系列试验或观察，而每次试验或观察的可能进行一系列试验或观察，而每次试验或观察的可能结果不止一个，在每次试验或观察之前无法预知确结果不止一个，在每次试验或观察之前无法预知确切的结果，即呈现出不确定性。切的结果，即呈现出不确定性。二二2.3 安全科学的安全科学的数理基础数理基础 事件的类型：事件的类型： 1）子事件：）子事件：记作记作A B B。 2）和事件：）和事件：记作记作C = A + B（或（或C = A B） 。 3）积事件：）积事件：记作记作AB（或（或A B ）。 4）互斥事件：）互斥事件：记作记作A B = 。 5）事件的逆事件：）事件
34、的逆事件：记作记作 或或 6）差事件：）差事件：记作记作C = A B = A ） 。ABB（2）频率：）频率： 若随机事件若随机事件A在在n次试验中发生了次试验中发生了m次，则比值次，则比值mn称称为随机事件为随机事件A的频率，记作的频率，记作W（A），用公式表示如下：），用公式表示如下： （2-1） 由于由于 ，所以随机事件的频率值介于，所以随机事件的频率值介于0与与1之间。之间。 必然事件的频率恒等于必然事件的频率恒等于1；不可能事件的频率恒等于；不可能事件的频率恒等于0。 在一组条件下，重复做在一组条件下，重复做n次相互独立的试验，设次相互独立的试验，设m为在为在n次试验中事件次试验中
35、事件A发生的次数。如果对于大量的试验，频率发生的次数。如果对于大量的试验，频率mn稳定在某一数值稳定在某一数值q左右摆动，则称左右摆动，则称q为事件为事件A在这组条件下发在这组条件下发生的概率。记作：生的概率。记作： 同样，同样， 0 1 nmAW/)(nm0qAQ)()( AQ0)(, 1)(QSQ（3）概率的统计定义：）概率的统计定义： 若事件若事件 A的概率为的概率为P，可记为，可记为 。 实际上当实际上当n充分大时，事件充分大时，事件A的频率可作为事件的频率可作为事件A的概率的概率的近似值，即：的近似值，即： （2-2） 事件的概率与频率一样，有下列几个性质：事件的概率与频率一样，有下
36、列几个性质： ； ； 。PAP)(nmPAP/)(1)(0AP1）（SP0）（P（4）概率的古典定义：）概率的古典定义： 如果基本事件的总数是如果基本事件的总数是n，而且事件，而且事件A包含了其中的包含了其中的m个，个，则事件则事件A的概率定义为：的概率定义为： （2-3）基本事件总数中所包含的基本事件数）（AnmAP/（5）独立事件的概率计算：）独立事件的概率计算： 若若A事件的发生与否，并不影响事件的发生与否，并不影响B事件的概率，反之亦然，事件的概率，反之亦然，则称两事件相互独立。则称两事件相互独立。逻辑积的概率（独立事件是与门连接的）逻辑积的概率（独立事件是与门连接的） （2-4）逻辑
37、和的概率（独立事件是或门连接的）逻辑和的概率（独立事件是或门连接的） （2-5）（6）非独立事件的概率计算：）非独立事件的概率计算：逻辑和的概率为：逻辑和的概率为： （2-6）逻辑积的概率为：逻辑积的概率为： （2-7）iNAiNCBANCBAqqqqqq),()1 (1)1 ()1)(1)(1 (1()iNAiNcBANCBAqqqqqqNCBANCBAqqqqq)()/()/()(BABBAABAqqqqqqq可靠性及基本事件发生概率计算（1）可靠性的基本概念：）可靠性的基本概念： A.可靠性可靠性: 是指研究对象在规定条件下、规定时间内，是指研究对象在规定条件下、规定时间内，完成规定功能
38、的完成规定功能的能力。能力。 B.可靠度可靠度: 是指研究对象在规定条件下、规定时间内，是指研究对象在规定条件下、规定时间内，完成规定功能的完成规定功能的概率。概率。通常记为通常记为R。 C.不可靠度不可靠度: 是指研究对象在规定条件下、规定时间内，是指研究对象在规定条件下、规定时间内，丧失丧失规定功能的概率。通常记为规定功能的概率。通常记为F。 R + F = 1 或或 R = 1 F （2-8）三三2.3 安全科学的安全科学的数理基础数理基础 D.故障率故障率:表示研究对象在某时刻表示研究对象在某时刻 t 的单位时间内发生故的单位时间内发生故障的障的概率。概率。 （2-21） E.维修度维
39、修度: 是是可维修系统在规定条件下和规定时间内，可维修系统在规定条件下和规定时间内，完成维修的完成维修的概率。概率。 （2-30）当当 （常数）时，（常数）时， （2-31）（1）可靠性的基本概念：）可靠性的基本概念：dttdNtNtfs)()(1)(ttdtetM0)()(1)(tetM 1)()(t F.系统的寿命过程系统的寿命过程: MTTF（Mean Time To Failure）、）、MTBF（ Mean Time Between Failure）和）和 MTTR（ Mean Time To Repair）表达了系统的寿命过程。对可修复系统而）表达了系统的寿命过程。对可修复系统而言
40、，言， MTBF是系统平均正常工作的时间是系统平均正常工作的时间， MTTR是平均修理是平均修理时间时间。对不可修复系统，。对不可修复系统， MTTF是系统的平均寿命是系统的平均寿命， MTTR是平均更换时间。是平均更换时间。 G.可维修系统的有效度可维修系统的有效度:当系统的可靠度与维修度均服从当系统的可靠度与维修度均服从指数分布时，系统的有效度为：指数分布时，系统的有效度为： （2-36）（1）可靠性的基本概念：）可靠性的基本概念：MTTRMTBFMTBFtA )(（2）基本事件发生概率计算：）基本事件发生概率计算： 对于一般可修复系统其单元故障概率为：对于一般可修复系统其单元故障概率为：
41、 （2-37） 因，因，MTTR= ，MTBF= 将将MTTR和和MTBF的表达式代人（的表达式代人（2-37）并整理得：）并整理得： 一般来说，一般来说， ，所以，所以 ，故有，故有 （2-38）式中式中 ，为平均修复时间。，为平均修复时间。 MTTRMTBFMTTRq11qMTTRMTBF q1（3）应用举例：）应用举例：例例1：设有一产品的寿命：设有一产品的寿命 x 服从指数分布，求平均寿命服从指数分布，求平均寿命。 解解: x 服从指数分布，故有服从指数分布，故有 R(tR(t)=e- , t0)=e- , t0其平均寿命：其平均寿命： 1:,)()()(1000MTTRtttddtd
42、ttdtMTTRdtext则有时若xt（3）应用举例：）应用举例：例例2：某风门某风门200d需修理一次，每次修理时间需修理一次，每次修理时间8h，则有：，则有：MTBF=200（d）=20024=4800（h）；）；MTTR=8(h) 风门故障率为：风门故障率为：q=8/4808=0.0017 对于不可修复系统，设备的单元故障概率为：对于不可修复系统，设备的单元故障概率为： q=1-e-tt 式中式中 t设备运行时间设备运行时间 例例3：上例中，若假设风门是一次性报废，风门在正常上例中，若假设风门是一次性报废，风门在正常 运转运转400h后，其故障概率即为：后，其故障概率即为： qT=1/4800400=0.08 作业题作业题【2】： P482-2、 2-6、 2-7Thank You!
