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安全系统 由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。
安全系统 由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。
在工业企业里，人机系统、安全技术、职业卫生和安全管理构成了一个安全系统。它除了具有一般系统的特点外，还有自己的结构特点。第一，它是以人为中心的人机匹配、有反馈过程的系统。因此，在系统安全模式中要充分考虑人与机器的互相协调。第二，安全系统是工程系统与社会系统的结合。在系统中处于中心地位的人要受到社会、政治、文化、经济技术和家庭的影响，要考虑以上各方面的因素，系统的安全控制才能更为有效。第三，安全事故（系统的不安全状态）的发生具有随机性，首先是事故的发生与否呈现出不确定性；其次是事故发生后将造成什么样的后果在事先不可能确切得知。第四，事故识别的模糊性。安全系统中存在一些无法进行定量的描述的因素，因此对系统安全状态的描述无法达到明确的量化。安全系统工程 活动要根据以上这些特点来开展研究工作，寻求处理安全问题的有效方法。
安全系统 由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。
在工业企业里，人机系统、安全技术、职业卫生和安全管理构成了一个安全系统。它除了具有一般系统的特点外，还有自己的结构特点。第一，它是以人为中心的人机匹配、有反馈过程的系统。因此，在系统安全模式中要充分考虑人与机器的互相协调。第二，安全系统是工程系统与社会系统的结合。在系统中处于中心地位的人要受到社会、政治、文化、经济技术和家庭的影响，要考虑以上各方面的因素，系统的安全控制才能更为有效。第三，安全事故（系统的不安全状态）的发生具有随机性，首先是事故的发生与否呈现出不确定性；其次是事故发生后将造成什么样的后果在事先不可能确切得知。第四，事故识别的模糊性。安全系统中存在一些无法进行定量的描述的因素，因此对系统安全状态的描述无法达到明确的量化。安全系统工程 活动要根据以上这些特点来开展研究工作，寻求处理安全问题的有效方法。
设计原则
工业上的安全系统主要包括信号报警及安全仪表系统，它们是保证安全生产的重要措施之一。大多数化工过程要求信号报警、安全仪表系统采用失效安全的原则，使设备在特定的故障发生时转入预定义的安全状态。另外，工业生产装置中的仪表与设备经常会有防腐、防尘、防震、防电磁干扰、防爆等要求。安全系统的设计原则如下：（1）信号报警、联锁点的设置，动作设定值以及调整范围必须符合生产工艺的要求；（2）在满足安全生产的前提下，应当尽量选择线路简单、元器件数量少的方案；（3）安全相关系统应当安装在振动小、灰尘少、无腐蚀气体、无电磁干扰的场所；（4）应用DCS和PLC时，可采用经权威机构认证的DCS/PLC来构造安全相关系统；（5）安全相关系统中安装在危险场所的检出装置、执行器、按钮、信号灯、开关等应当符合所在场所的防爆、防火要求；（6）安全相关系统的供电要求与一般仪表供电等级相同，为保证重要安全仪表系统稳定、可靠的工作，应当为其配备不间断电源。
设计步骤
安全系统设计步骤如下：第一步：定义风险等级在生产装置中引进安全防护手段，其作用是为了将风险减低到企业可接受的水平。任何防护手段都不可能完全消除风险。由于石化生产装置的复杂性导致了潜在风险数目极大，不可能对所有的风险都采取措施。因此，需要在设计安全相关系统之前，就明确地定义多大程度的风险可以接受，而什么样的风险必须采取措施。只有将风险等级进行明确的定义和划分后，才能以此为衡量指标，在众多的潜在风险中找到必须要解决的关键风险。第二步：识别所有潜在风险定义了风险等级后，使用合理的安全评价方法对装置中可能存在的风险进行充分、彻底地识别，获得装置中每个风险发生原因和所导致后果之间的对偶关系。只有在获得所有可能的潜在风险的基础上，才能对装置进行充分、完整地防护层设计与校核。第三步：校核防护层设计针对第二步中所识别出来的每一个可能的风险，考虑当前已有的保护措施对风险的降低程度，校核其是否满足在风险矩阵中定义的可接受范围。如果不能满足要求，则需要引入新的防护措施，并对引入新的防护措施后的风险降低程度重新进行计算。第四步：结论审查检查所有不可接受的风险是否都已受到防护，即所有风险的等级都达到“可接受”范围内。如若不然，回到第三步重新进行防护层校核与设计。工程阐述
狭义的安全系统工程，主要关注的对象是经济系统安全，尤其是经济系统中的生产安全，一般的安全系统工程教科书多属狭义安全系统工程范畴。基于综合集成法的安全系统工程基本架构。广义的安全系统工程，则属社会系统工程（Social System Engineering， SSE）范畴，涉及任何社会主体关于“安全与发展（Security and Development， S&D）”的双层目标架构，涵盖任何社会主体的所有的安全领域，诸如：经济安全（物质文明）、文化安全（精神文明）、政治安全（政治文明，包括军事）、环境安全（生态文明）、人本安全（人本文明）等等。系统安全工程是20世纪60年代迅速发展起来的一门新兴工程学科，它是以系统工程的方法研究、解决生产过程中安全问题的工程技术。系统安全工程用来识别、分析和消除系统潜在的危险，使系统的风险减少到可接受水平。它在保证工业生产和产品安全方面显现了巨大地效果。在国外，系统安全工程得到了广泛地应用，成为工业生产中必须采用的安全技术。在国内，随着我国加入WTO走向世界，系统安全工程受到极大地重视，从系统安全工程的教育、研究到工程实践都得到长足的发展。新世纪作为从事安全技术或管理工作的安全工程师，必须具备系统安全工程的知识，掌握系统安全工程的分析方法。《系统安全工程》课程是安全工程专业的学科基础，也就是其他工科专业的重要知识组成。
安全系统及其特点
安全问题是一个复杂的系统工程问题，或者说解决安全问题要用系统工程的理论和方法。这种认识目前已经具有广泛的共识。依据安全问题所涉及范围大小不同，安全系统大小之差别可能很悬殊。一般地讲，纯属技术领域的安全系统比如一台设备、器具，可能只涉及机和物；而对于一个车间甚至一个工厂，考虑安全问题的系统范围，则不只是机和物，还和环境有关。因此，与安全有关的因素纷繁交错，很难找到一个因素及其相关性如此复杂的能与之相比的系统，从大的方面看，可从人一机 环境系统着眼（如图3.1所示），因此与安全有关的影响因素构成了安全系统。安全系统具有下述特点。
图3.1 安全系统典型的组成因素及其关系
1．客观性
在人们一般的、惯性的思维方式中，客观性一般表现为物质性。安全系统作为一个抽象的系统，其客观性的表现就只能通过把概念性的东西转化为物质性、实体性的东西。概念性的东西是不会自动表现出其物质特性的，只能通过特定条件，转化为物质性的东西，才会表现出其客观性。例如，当消除了一次事故隐患，或者避免了一次事故时，人们才能体会到某些安全技术条件或安全规程存在的必要，而这正是安全系统的构成要素。
2．开放性与动态性
安全系统是客观存在的。这是因为安全系统是建立在安全功能构件的物质基础之上。但同时安全系统总是寄生在客体（另一个系统）中。在处理方法上，如果把客体看成一个黑匣子，安全系统是通过客体的能量流、物流和信息流的流人 流出的非线性变化趋势，确认安全和事故发生的可能性，因此安全系统具有开放性特点。
开放性不仅是安全系统在动态中保持稳定存在的前提，也是安全系统复杂性及安全一事故转换发生的重要机制。
安全系统的动态性如何证明？一方面，从安全的自然和社会属性来看，人类对安全需求是动态的、不断提高的，这是从人类的安全需求来考察安全系统的动态性。另一方面，从唯物发展史观看，任何系统都具有动态的特性，一成不变的系统是不存在的。从系统普遍的动态性来考察安全系统的动态性，上述两方面，就足以说明安全系统是具有动态特性的。
3．确定性与非确定性
“确定性”是指制约系统演化的规则是确定性的，不含任何随机性因素。确定性的特征是演化方向及演化结果是确定的，可精确预测。“非确定性”或者具有演化方向和演化结果不确定，或者具有刻画事物运动特征的特征量不能客观精确地确定的特征。非确定性包括随机性和模糊性。
“随机性”可能有两个方面的来源：一是在不含任何外在的随机影响因素作用下，完全由“确定性”系统演化而产生的随机性（例如产生混沌），这种随机性称为本质随机性；二是系统还可能因其外在影响因素的随机作用而产生随机性行为，从而使系统在一定条件下表现出随机性的特征（外在随机性）。由于安全系统把环境看成是它的组分，所以对安全系统而言，本质随机性和外在随机性的区别不是绝对的。
“模糊性”是指事物的本身不清楚或衡量事物的尺度不清楚。对于安全系统，就是指系统的构成及其相互关系，以及组成与目标的关系不清楚。造成这些不清楚的可能来源在于主观和客观两个方面，即具有主观模糊性和客观模糊性。首先，刻画安全运行轨迹的以模糊数学方法建立的数学模型具有主观模糊性。因为数学模型常常不可能“严格地”确定安全系统各要素之间及其与目标之间完整的客观关系。当然，对于自然的技术因素之间的关系尚好一些。而对于社会的因素及其与技术因素的耦合关系将难于量化，因而也将难于建立准确的数学关系。应该强调的是，出现上述问题不完全是由于安全系统本身不清楚，它可能只是人们对安全系统主观模糊性的表现。
另外，对安全系统安全度的评价尺度以及构成安全度等级的评价指标体系也具有客观模糊性，即从事物的本质上无法给出其客观衡量尺度。
4．安全系统是有序与无序的统一体
序主要反映事物的组成的规律和时域。依据序的性质，可分为有序、混沌序和无序。有序通常同稳定性、规则性相关联，主要表现为空间有序、时间有序和结构有序。无序通常与不稳定、无规则相关联。而混沌序则是不具备严格周期和对称性的有序态。现代复杂系统演化理论认为，复杂系统的演化中，不同性质的序之间可以相互转化。安全系统序的转化结果是否引发灾害或使灾害扩大，取决于序结构的类型及系统对特定序结构下的运动的（灾害意义上的）承受能力。
有序和无序，确定性和非确定性都会在系统演化过程中通过其空间结构、时间结构、功能结构和信息结构的改变体现出来。
5．突变性或畸变性
安全系统过程的突变或畸变，或过程由连续到非连续变化在本质上还是服从于量变引起质变的哲理。量变到质变的转化形式可以用畸变、突变或飞跃来描述，但也可通过渐变实现。所以安全系统的渐变也可能孕育着事故，而突变、畸变则肯定对应于灾害事故的启动，是致灾物质或能量的突然释放。
6．耗散结构特性
安全系统能否完成其整体安全的功能，往往取决于安全系统的结构。不同等级的安全系统结构决定其具有的完成整体安全功能的能力。安全系统是个多因素、多层次的复杂系统，其结构性必然表现在安全系统因素和层次的有机组合，从而具有一定的水平功能。而这种结构性则往往是以耗散结构的形式表现出来。
安全系统若以耗散结构形式存在，根据耗散结构理论，安全系统必须符合以下几个条件：开放的动态系统、非线性系统、远离原始态的系统。安全系统的非线性具体表现在以下两个方面：一方面，如果安全系统是单纯的线性系统，就不会出现突变，没有突变也就不会有事故或灾害的发生，从反面论证了安全系统具有非线性特征；另一方面，当构成安全系统的各种因素变化时，并非与系统运行结果成线性对应。例如，安全投入的多少，并非可直观地、立即反映出系统安全状态的变化。同时，安全系统的非线性也是安全的社会属性和自然属性的体现。
安全系统的原始态是指安全系统中安全因素处于熵、自由度、无序度最大的无组织、无结构的状态。具体表现为人、机、环境3部分的混乱状态：即安全系统中人的安全意识薄弱、安全教育程度低下、安全管理薄弱等趋于零；人的不安全行为、物的不安全状态两者相互作用潜在的危险性都暴露无遗；安全防护缺乏；环境对人的不利影响和人对环境的破坏都非常严重等。处于原始态下，安全系统的危险性是相当大的，发生事故的几率是最大的，处于事故频发状态。长期处于原始态，即事故的高发期，由于人们自身的安全需要和社会进步的需要，人们就会不断地从中改善自己的不安全行为和物的不安全状态，加强安全管理和自身的安全教育以便提高安全意识、注意自身的防护和改善与环境的关系等。种种自发的、零碎的措施使事故的发生减少，人们受到的危害也相应地减少。使得人们被动摆脱那种事故高发期的状态，是安全系统被动摆脱原始态的具体表现。但是，该状态只是安全系统的各因素自发地、零碎地改善自身的安全状况，没有系统加以解决，即没有形成特定的结构，不具备特定功能的安全系统，只能算是被动摆脱原始态的安全系统。只有当人们应用系统工程的理论和方法，建立以安全学为理论基础的安全系统来分析处理复杂的安全问题时，才能达到或建立远离原始态的安全系统。
安全系统之所以会远离原始态，其主要原因是基于安全系统本身的属性决定的，即安全的自然属性和社会属性决定的。由于安全的自然属性和社会属性的推动，特别是社会属性中主动因素的推动，使安全系统远离原始态。从哲学上说，即事物的内因是推动事物发展的动力。安全属性就是安全系统的内因，没有安全属性，安全系统就失去动力来源，也就不会有安全系统远离原始态的现象。
当安全系统达到耗散结构理论所要求的条件，安全系统如何实现从远离原始态向耗散结构转化的这一飞跃？安全系统需要通过一个微小的扰动来激发，激发其处于远离原始态的非线性区，使得这种非线性的相互作用能够使安全系统的各安全要素之间产生协调动作和相干效应，从而使安全系统从杂乱无章变为井然有序。如果安全系统中各安全要素的相互作用仅仅呈线性关系，那么安全系统只有量上的增减，不可能有任何质上的飞跃。
在正常情况下，安全系统中的扰动，不会对安全系统造成多大的影响。只有在安全系统处于远离原始态，而且这种扰动又是在非线性区的情况下，这种微小的扰动，将造成安全系统质的变化，即质的飞跃，层次结构的更换。这种现象就是“蝴蝶效应”所表现出来的现象。因此，安全系统中的扰动和远离原始态的非线性的相互作用，是安全系统从远离原始态向耗散结构转变的决定性因素。
因此，安全系统通过在非线性区自身的扰动，会远离原始态，在没有外界干预下形成在空间、时间或功能上有序的耗散结构。
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