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第1章 概述 1

1.1 引言 1

1.2 系统安全性学科的发展史 2

1.3 安全性基本概念及参数指标 3

1.3.1 安全性概念 3

1.3.2 安全性参数 4

1.3.3 安全性指标 5

1.4 系统安全性工程 5

1.4.1 系统安全性与传统的技术安全 5

1.4.2 系统安全性工程与其他学科 6

1.4.3 系统安全性大纲 8

1.5 系统安全性的全寿命方法 9

1.5.1 剪裁系统安全性大纲 9

1.5.2 系统寿命周期的系统安全性工作 9

1.5.3 系统安全性检查表 11

1.5.4 系统安全性过程 11

1.6 系统安全性工程技术与管理 14

1.6.1 系统安全性分析 14

1.6.2 系统安全性设计 14

1.6.3 风险评价 14

1.6.4 安全性验证与评价 15

1.6.5 系统安全性管理 15

1.6.6 系统安全性机构 15

1.6.7 系统安全性培训 16

1.6.8 安全性信息 17

第2章 事故机理 18

2.1 引发事故的危险源 18

2.1.1 危险演变过程 18

2.1.2 事故的预防、控制与发展过程 21

2.1.3 事件链 22

2.1.4 因果图 24

2.1.5 人与系统之间的不良作用 25

2.2 引发事故的故障 25

2.2.1 故障的定义 25

2.2.2 原因性故障 25

2.2.3 现象类故障 27

2.2.4 相关性故障 28

2.2.5 安全系统及其故障 30

2.2.6 事件-可能性模型 32

2.2.7 安全系统的不可用度 34

2.3 事故预防 34

2.3.1 预防事故和减轻后果 34

2.3.2 故障预防 35

2.3.3 故障传播预防 36

2.3.4 后果减轻 37

第3章 危险分析技术 38

3.1 引言 38

3.1.1 分析的目地 38

3.1.2 分析时机 39

3.1.3 分析的种类与方法 40

3.1.4 分析结果的应用 43

3.1.5 分析的信息基础 44

3.2 故障模式、影响及危害性分析 45

3.2.1 分析概述 45

3.2.2 FMECA计划 46

3.2.3 FMECA的分析程序 49

3.2.4 故障模式影响分析(FMEA) 51

3.2.5 危害性分析(CA) 55

3.2.6 FMECA应用示例 59

3.3 故障危险分析 65

3.3.1 分析概述 65

3.3.2 分析格式及方法 66

3.3.3 分析示例 67

3.4 故障树分析 73

3.4.1 分析概述 73

3.4.2 FTA的分析程序 74

3.4.3 故障树建造 75

3.4.4 故障树的表述 82

3.4.5 故障树的定性分析 94

3.4.6 故障树的定量分析 99

3.5 事件树分析 114

3.5.1 分析概述 114

3.5.2 事件树分析方法与步骤 114

3.5.3 事件树分析示例 115

3.6 潜在通路分析 116

3.6.1 概述 116

3.6.2 潜在通路产生的原因及主要表现形式 117

3.6.3 潜在通路分析的优缺点 117

3.6.4 SCA方法与实施步骤 118

3.6.5 分析示例 120

3.7 初步危险分析 122

3.7.1 分析概述 122

3.7.2 分析目的 123

3.7.3 分析内容 124

3.7.4 分析方法 125

3.7.5 分析格式 126

3.7.6 分析示例 128

3.8 分系统危险分析 130

3.8.1 分析目的及内容 130

3.8.2 分析方法 131

3.8.3 分析步骤 131

3.8.4 分析的界限 132

3.8.5 分析示例 132

3.9 系统危险分析 132

3.9.1 分析目的及内容 132

3.9.2 分析格式与方法 134

3.9.3 分析示例 139

3.10 使用与保障危险分析 140

3.10.1 分析目的及内容 140

3.10.2 分析时机、类型和所需信息 141

3.10.3 规程分析 142

3.10.4 意外事件分析 143

3.10.5 分析示例 145

3.11 职业健康危险分析 145

3.11.1 分析目的及内容 145

3.11.2 常见的职业健康危险 145

3.11.3 分析步骤及方法 150

第4章 风险评价与管理 151

4.1 风险的基本概念 151

4.1.1 风险的定义 151

4.1.2 风险-费用-效益 162

4.1.3 风险厌恶、癖好和中立 165

4.2 风险评价 170

4.2.1 风险评价的目的 171

4.2.2 风险评价的过程 171

4.3 风险评估方法 173

4.3.1 定性评估方法 173

4.3.2 定量评估方法 176

4.4 风险管理 177

4.4.1 风险管理过程的实施 178

4.4.2 风险管理原理 178

4.4.3 安全文化 179

4.4.4 已证明的工程实践 179

4.4.5 质量保证 179

4.4.6 安全性评估与验证 180

4.4.7 安全性目标 180

第5章 概率风险评价 186

5.1 初始事件与PRA过程 186

5.1.1 初始事件与风险剖面 186

5.1.2 有危险物系统的PRA 186

5.1.3 核电厂PRA 188

5.1.4 PRA的五个步骤 189

5.1.5 搜寻初始事件 189

5.2 主逻辑图与功能事件顺序图 191

5.2.1 主逻辑图 191

5.2.2 功能事件顺序图与事件树 191

5.3 三个级别的PRA 194

5.3.1 第一级PRA——事故频率分析 194

5.3.2 第二级PRA——事故发展分析和源项分析 200

5.3.3 第三级PRA——场外后果分析 201

5.4 风险计算 201

5.4.1 三级PRA风险剖面 201

5.4.2 二级PRA风险剖面 203

5.4.3 一级PRA风险剖面 203

5.4.4 风险剖面的不确定性 203

第6章 Petri网安全性建模与分析 205

6.1 Petri网基本概念 205

6.1.1 网的结构 205

6.1.2 Petri网的图表示 205

6.1.3 输入集、输出集 205

6.1.4 网的容量、标识、权 206

6.1.5 网的执行 206

6.1.6 可达标识集 207

6.1.7 冲突、并发、同步 207

6.2 Petir网建模 209

6.3 Petri网分析的问题与可达图 211

6.3.1 Petri网分析的几个问题 211

6.3.2 可达图 211

6.3.3 矩阵方程分析法 213

6.4 基于Petri网的安全性建模与分析 215

6.4.1 时间Petri网基本概念 216

6.4.2 系统安全性分析 216

6.4.3 失效分析 221

6.5 Petri网和FMEA综合分析方法 225

6.5.1 安全性需求分析的Petri网建模 225

6.5.2 Petri网和FMEA综合分析 226

第7章 系统安全性设计 229

7.1 安全性措施采取的优先顺序 229

7.2 安全性设计方法 231

7.2.1 概述 231

7.2.2 能量控制方案 233

7.2.3 固有安全性设计 233

7.2.4 隔离 234

7.2.5 闭锁、锁定和联锁 235

7.2.6 故障-安全设计 237

7.2.7 故障最少设计 237

7.2.8 安全系数法 242

7.2.9 告警装置 244

7.2.10 标志 246

7.2.11 损伤抑制 247

7.2.12 逃逸、救生和营救 248

7.2.13 薄弱环节设计 248

7.3 安全性设计准则 249

7.3.1 通过设计准则 249

7.3.2 电气和电子设计准则 250

7.3.3 机械设计准则 257

7.3.4 热设计准则 259

7.3.5 压力设计准则 260

7.3.6 防振动设计准则 262

7.3.7 抗加速度设计准则 262

7.3.8 防噪声设计准则 263

7.3.9 防辐射设计准则 263

7.3.10 防火及防爆设计准则 264

7.3.11 防毒设计准则 265

第8章 危险及其控制 266

8.1 危险特性与来源 266

8.2 危险源分类 267

8.3 各种危险源、特性、影响及控制技术 268

8.3.1 环境 268

8.3.2 温度及热危险 272

8.3.3 压力 279

8.3.4 毒性 283

8.3.5 振动及噪声 286

8.3.6 辐射 296

8.3.7 化学反应 301

8.3.8 污染 303

8.3.9 材料变质 304

8.3.10 着火 305

8.3.11 爆炸 307

8.3.12 电气危险 308

8.3.13 加速度 314

8.3.14 机械危险 319

第9章 计算机辅助安全性分析 323

9.1 计算机辅助安全性分析的平台结构 323

9.1.1 CASA的内容 323

9.1.2 CASA软件平台的结构 324

9.2 计算机辅助安全性分析的工作流程 325

9.2.1 指标论证阶段安全性设计、分析流程 325

9.2.2 方案及确认阶段安全性设计、分析流程 326

9.2.3 工程研制阶段安全性设计、分析流程 328

9.2.4 生产和使用阶段安全性设计分析工作 329

9.3 计算机辅助安全性分析的功能需求 329

9.3.1 CASA总体功能需求 329

9.3.2 功能需求1——安全性参数指标确定 331

9.3.3 功能需求2——确定安全性要求 332

9.3.4 功能需求3——编制初步危险表(PHL) 332

9.3.5 功能需求4——初步危险分析(PHA) 332

9.3.6 功能需求5——分系统危险分析(SSHA) 333

9.3.7 功能需求6——系统危险分析(SHA) 335

9.3.8 功能需求7——风险评价 337

9.3.9 功能需求8——故障树分析 340

9.3.10 功能需求9——事件树分析 342

9.3.11 CASA技术难点 343

参考文献 344

术语与缩写词 346