安全系统工程引论

S5.NUDT安全系统工程主讲人：刘爱华单位：北理工大学珠海学院电话：[phone]E-mail:[e-mail]引言（1）安全科学与其它学科一样，是伴随着生产的发展而发展起来的。有史以来，人类的基本活动大体可分为两个方面：发展生产，抵御灾害。生产活动一方面为人类创造了巨大的物质财富，另一方面又给人类带来很多的人为危害。S5.NUDT1.0引言（2）安全科学是研究人与机器和环境之间的相互作用，保障人类生产和生活安全的科学，或者说是研究事故发生、发展规律及其预防的理论体系，是20世纪70年代后发展起来一门新兴的交叉学科。S5.NUDT1.120世纪人类重大事故回顾1.1.1美国“挑战者号”航天飞机爆炸事故1.1.2美国“哥伦比亚号”航天飞机坠毁事故1.1.3前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事故1.1.4中国大兴安岭特大火灾事故1.1.5河南洛阳东都商厦特大火灾事故1.1.6交通事故的最新数据1.1.7吉林石化爆炸事故S5.NUDT1.1.1美国挑战者号爆炸事故（1）•1986年1月28日是寒冷的一天，在美国佛罗里达的卡那维拉尔角，比天气更让人心寒的是挑战者号航天飞机发生的悲剧。•这天早晨，成千上万名参观者聚集到肯尼迪航天中心，等待一睹挑战者号腾飞的壮观景象。上午11时38分，耸立在发射架上的挑战者号点火升空，直飞天穹，看台上一片欢腾。航天飞机升空S5.NUDT1.1.1美国挑战者号爆炸事故（2）•航天飞机飞到73秒时，空中突然传来一声闷响，只见“挑战者号”顷刻之间爆裂成一团桔红色火球，碎片拖着火焰和白烟四散飘飞，坠落到大西洋。挑战者号发生爆炸，全世界为之震惊。爆炸瞬间S5.NUDT1.1.1美国挑战者号爆炸事故（3）•7名宇航员在这次事故中罹难，包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。原计划她将在太空给她的学生进行现场授课，不幸的是麦考利夫壮志未酬，献出了宝贵的生命。女教师麦考利夫S5.NUDT1.1.1美国挑战者号爆炸事故（4）•7名宇航员在这次事故中罹难，包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。遇难的7名宇航员S5.NUDT1.1.1美国挑战者号爆炸事故（5）事故原因•根据调查这一事故的总统委员会的报告，爆炸是一个○型密封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个低层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。○型封环会在低温下失效，尽管在发射前夕有些工程师警告不要在冷天发射，但是由于发射已被推迟了5次，所以警告未能引起重视。S5.NUDT1.1.2美国哥伦比亚号坠毁事故（1）美国“哥伦比亚”号航天飞机1981年4月12日首次发射，是美国最老的航天飞机。2003年1月16日，“哥伦比亚”号进行了它的第28次飞行，这也是美国航天飞机22年来的第113次飞行。原定2001年升空，但由于技术故障和调配等原因，发射日期一直被推迟到了2003年1月16号。哥伦比亚号升空S5.NUDT1.1.2美国哥伦比亚号爆炸事故（2）哥伦比亚号机组成员航天飞机上有6名美国宇航员和1名以色列宇航员，其中2位是女性。里克·赫斯本德，45伊兰·拉蒙，48威廉·麦库尔，41迈克尔·安德森，43戴维·布朗，46卡尔帕娜·乔娜(女)，41劳雷尔·克拉克(女)，41S5.NUDT1.1.2美国哥伦比亚号坠毁事故（3）哥伦比亚号机组人员在太空工作照片S5.NUDT1.1.2美国哥伦比亚号坠毁事故（4）2003年2月1日哥伦比亚号返回时坠毁S5.NUDT1.1.2美国哥伦比亚号坠毁事故（5）事故原因（可能的五个原因）1、阻热片脱落在航天飞机的外部装有24,000个阻热片，这些阻热片可以使航天飞机抵御在返回大气层的过程中产生的1,650摄氏度的高温。2、升降翼失去控制航天飞机的一个升降翼可能失去控制3、机体金属疲劳导致解体航天飞机承受巨大的压力，可能会使飞机机体发生解体分裂4、电缆短路引发火灾航天飞机上的电缆因为磨损而发生短路，最后引发火灾。5、被陨石击中被陨石击中，这种可能性最小，但也不能完全排除。S5.NUDT1.1.3切尔诺贝利核电站爆炸1986年4月26日，前苏联核专家在检测切尔诺贝利的一座核反应堆时，关闭了备用冷却系统并且只用了8根碳化硼棒控制核裂变的速度，按照标准的程序应该用15根。结果，失控的链式反应掀掉了反应堆的钢筋混凝土盖，并且造出一个火球，放出来的辐射超过长崎和广岛原子弹辐射总和的100倍。大约有4300人最终因此死亡，7万多人终生残废。S5.NUDT法国核电站S5.NUDT美国核电站S5.NUDT秦山核电站S5.NUDT1.1.4大兴安岭特大森林火灾1987年5月6日在这场持续27昼夜的大火中，101万公顷(其中森林面积70万公顷)地面惨遭火劫，85万立方米木场存材被烧，6万多人无家可归，他们的房屋被夷为平地，从塔河到古莲的几百公里铁路沿线被大火洗劫一空，2488台各种设备，总长1340米的67座桥梁，483公里的通讯线路，284公里长的输电变电线路，325万公斤粮食，61.4万平方米房屋，193人的生命，在一场大火中灰飞烟灭。受灾群众10807户，56092人，受伤226人。大兴安岭森林资源的1/19从地球上永远消失。这场大火改变了大兴安岭森林面积居中国之首的历史地位，成了中华人民共和国建国以来毁林面积最大，伤亡最多，损失最为惨重的一次特大灾难。S5.NUDT1.1.5河南洛阳大火2000年的12月25日晚21时35分，无情的烈火吞噬了河南洛阳东都商厦的歌舞厅，正在厅内参加圣诞节庆祝活动的群众309人窒息死亡。火灾现场S5.NUDT1.1.6合肥大火S5.NUDT1.1.7世界贸易中心大火纽约世界贸易中心大火12年前的2001年9月11日，在纽约世贸大楼大火后倒塌中死亡和失踪人数为2797人。S5.NUDT纽约世界贸易中心大厦2001年9月11日前的照片1.1.7世界贸易中心大火S5.NUDT图为纽约世界贸易中心姐妹双塔告别世界前夕1.1.7世界贸易中心大火S5.NUDT图为纽约世贸中心南楼从被联航175航班击中到开始倒塌的全过程1.1.7世界贸易中心大火S5.NUDT图为2001年9月11日纽约世贸中心北楼倒塌时的情景1.1.7世界贸易中心大火S5.NUDT1.1.82003.11.3衡阳大火11月3日5时许，衡阳市珠晖区衡州大厦发生特大火灾。衡阳市消防官兵经过近3个小时的奋力扑救，控制了大火，并将楼上94户412名居民全部安全转移。8时30分，大楼突然部分倒塌，衡阳市消防支队张晓成等20名消防官兵壮烈牺牲。S5.NUDT1.1.9世界特大火灾回顾近半个世纪以来世界各国死亡人数超过百人的特大建筑火灾（l）1942年11月28日，美国波士顿市椰林夜总会火灾，死亡492人。（2）1943年3月6日，日本北海道电影院火灾，死亡200人。（3）1946年12月7日，美国佐治亚州亚特兰大市温克夫饭店火灾，死亡223人。S5.NUDT近半个世纪以来世界各国死亡人数超过百人的特大建筑火灾（4）1955年4月对日，日本神奈川县樱花街车站电气火灾，死亡106人。（5）1955年日本横滨市圣母园养老院火灾，死亡100人。（6）1961年12月17日夜间巴西尼泰罗伊市大剧院北美大马戏团在演出中失火，死亡223人。1.1.9世界特大火灾回顾S5.NUDT近半个世纪以来世界各国死亡人数超过百人的特大建筑火灾（7）1963年11月9日，日本横滨市火车站火灾，死亡126人。（8）1967年5月22日，西班牙布鲁塞尔市伊诺巴西温百货店火灾，死亡325人。（9）1971年12月25日，南朝鲜汉城市大然阁饭店火灾，死亡163人（这是1幢22层的高层建筑，起火原因是液化石油气爆炸）。1.1.9世界特大火灾回顾S5.NUDT近半个世纪以来世界各国死亡人数超过百人的特大建筑火灾（10）1972年5月13日，日本大皈市南区千日百货商场火灾，死亡118人。（11）1973年2月2日，巴西圣保罗市焦鲁玛大楼火灾，死亡179人。（12）1973年11月19日，日本熊本市大洋百货店火灾，死亡103人。是楼梯间内纸包装箱首先起火，酿成大火灾的。（13）1977年2月18日晚上中国新疆生产建设兵团61团俱乐部放映电影时，因为小孩燃放鞭炮引起火灾，死亡699人。（14）1977年5月28日，美国肯塔基州比巴利西鲁兹俱乐部火灾，死亡162人。1.1.9世界特大火灾回顾S5.NUDT1.1.10交通事故我国交通事故死亡人数世界第一2004年5月14日，公安部公布了我国2003年道路交通事故死亡人数，总数为10.4万人。居世界第一位。国际方面：2003年全球道路交通死亡事故人数为50万人。印度8.6万人，美国4万人，俄罗斯为2.6万人。10.48.642.6024681012中国印度美国俄罗斯死亡（万人）S5.NUDT1.1.11荣家湾火车站火车相撞（1）S5.NUDT1.1.12民航空难•时间：2002.4.15-2002.5.7-2002.5.25•地点：大中华区域•空难•中国国际，飞机失事（在韩国）115人死亡；•北方航空，飞机坠毁（在大连）112人死亡；•台湾中华航空，飞机坠毁（在台湾海峡）225人死亡。S5.NUDT1.1.13国际航空公司空难（02.4.15）韩国釜山S5.NUDT1.1.14北方航空公司空难（02.5.7）辽宁大连S5.NUDT1.1.15台湾中华航空（02.5.25）台湾海峡S5.NUDT1.1.16吉林石化爆炸事故（2005-11-13）2005年11月１３日下午，吉林石化公司双苯厂一车间发生爆炸，造成当班的６名工人中５人死亡、１人失踪，事故还造成６０多人不同程度受伤。２３名伤员住院治疗，但都无生命危险。该事故直接原因是由于当班操作工停车时，疏忽大意，未将应关闭的阀门及时关闭，误操作导致进料系统温度超高，长时间后引起爆裂，随之空气被抽入负压操作的T101塔，引起T101塔、T102塔发生爆炸，随后致使与T101、T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继爆炸，随着爆炸现场火势增强，引发装置区内的两台硝酸储罐爆炸，并导致与该车间相邻的55#灌区内的一台硝基苯储罐、两台苯储罐发生燃烧。污水流到黑龙江口约有700公里路程。依照目前的江水流速，污水进入黑龙江还需14天左右的时间。由于挥发、吸附等理化作用，污染物在下泻过程中浓度会逐渐下降。S5.NUDTS5.NUDT1.2安全问题探源与回顾1.2.1人类对安全问题的认识渊远流长从语源学角度分析，“安全”有几个来源：（1）拉丁语Salvus：安全、完整健康；（2）希腊语Hols：无伤害的、完整的；（3）梵文Sarva：无伤害的、完整的；（4）古法语的词根变化：Salf、Sauf、Sof和Solus/中世纪英语词尾变化：Sauf、Saf和Save：可以明确地知道这些词根演变为现代英语Safe的过程。（5）Safe（安全的）：“无伤害的、无损失的或无风险的；不再受受伤害的和伤害威胁的；或不受危险、伤害和损失的威胁”。（6）Safety（安全）：“安全的条件、不接触威胁，消除损害和伤害或损失”。S5.NUDT1.2安全问题探源与回顾1.2.2对安全问题的基本认识安全,是人类生存和发展的最基本要求,是生命与健康的基本保障;一切生活、生产活动都源于生命的存在,如果人们失去了生命,也就失去了一切,所以安全就是生命。从人类对科学需要的角度来说,科学大致有两个方面:一是人类为满足物质生活和社会文化生活的需要,而对物质生产和精神生产及其规律进行的认识活动和认识的结果,我们称其为生产科学;二是人类为保全自己身心的需求,而对客观事物及其规律进行的认识活动和认识的结果,我们称其为安全科学。S5.NUDT1.2安全问题探源与回顾1.2.3对安全问题认识的基本阶段第一个阶段是工业革命前：人类对自身的安全问题还未能自觉地去认识和主动采取专门的安全技术措施,从科学的高度来看,还处于无知