第1章 安全工程基本术语与理论
1.1 基本术语
1.1.1 安全与事故
1.1.1.1 安全
“安全”是人们最常用的词汇，从汉语字面上看，“安”是指“无危则安”，不接受威胁，没有危险等；“全”是指“无损则全”，完整、完满、齐备或指没有伤害、无残缺、无损坏、无损失等。显然，“安全”通常是指人和物在社会生产、生活实践中没有或不受或免除了侵害、损坏和威胁的状况。
（1）定义1 安全泛指没有危险、不受威胁和不出事故的状态。
（2）定义2 安全是指没有危险、不受威胁、不出事故，即消除能导致人员伤害，发生疾病、死亡，或造成设备、财产破坏、损失，以及危害环境的条件。
（3）定义3 安全是指导致损伤的危险程度在容许的水平，受损害的程度在容许的水平，受损害的程度和损害概率较低的通用术语。
（4）定义4 安全是指消除能导致人员伤害、疾病或死亡，或引起设备、财产或经济破坏和损失，或危险环境的条件。“无危则安，无损则全”是安全的定性内涵。安全的定量表达则用“安全性”或“安全度”来反映，其数值表达为0≤S≤1。
（5）定义5 安全是指免除了不可接受的损害风险的状态。
安全的本质是反映人、物以及人与物的关系，并使其实现协调运转。安全是事物遵循客观规律运动的表现形式、状态，是人按客观规律要求办事的结果；事故、灾害则是事物异常运动经过量变积累而发生质变的表现形式，是人违背客观规律或不掌握客观规律而受到惩罚、付出的代价。人们通过改变、防止事物异常运动的努力可以控制、预防事故或灾害的发生，使事物按客观规律运动，从而保证安全。然而，由于人类对危险的认识与控制受到许多社会、自然或自身条件的限制，所以，安全是一个相对的概念，其内涵和标准随着人类社会发展而变化。在不同的时代，人类面临的安全问题是不一样的，安全的内涵不断演变。在人类社会的不同历史发展阶段，人类对安全内涵的理解和安全标准存在很大差异。总之，安全是一个相对的概念，是认识主体的某一限度内受到损伤和威胁的状态。
1.1.1.2 事故
在人们的生产或生活过程中，总会发生某些不期望、无意、造成人的生命丧失、生理伤害、健康危害、财产损失或其他损害和损失的意外事件，这就是事故。研究安全科学的最终目标就是要控制事故风险、消除事故事件，因此，需要认识事故的概念。
（1）定义1 事故是指造成死亡、疾病、伤害、损坏或其他损失的意外情况。
（2）定义2 事故是指个人或集体在为实现某一目的而进行活动的过程中，由于突然发生了与人意志相反的情况，迫使原来的行为暂时或永久地停止下来的事件。
（3）定义3 事故是指以人体为主，在与能量系统有关的系列上，突然发生的与人的希望和意志相反的事件。事故也可以定义为个人或集体在时间的进程中，为了实现某一意图而采取行动的过程中，突然发生了与人的意志相反的情况，迫使这种行动暂时或永久地停止的事件。
（4）定义4 广义上的事故是指可能会带来损失或损伤的一切意外事件，在生活的各个方面都可能发生事故。狭义上的事故是指在工程建设、工业生产、交通运输等社会经济活动中发生的可能带来物质损失和人身伤害的意外事件。
（5）定义5 事故是指个人或集体在时间进程中，为实现某一意图而采取行动的过程中，突然发生了与人的意志相反的情况，迫使这种行动暂时或永久地停止的事件。事故是以人体为主，在与能量系统关联中突然发生的与人的希望和意志相反的事件。事故是意外的变故或灾祸。
通常，我们把“事故”定义为造成死亡、疾病、伤害、损坏或其他损失的意外情况。事故的损坏作用主要表现在三个方面：对人的生命与健康造成损害；对社会、企业、家庭的财产造成损失；对环境造成损坏。后果非常轻微或未导致不期望后果的“事故”称为“险肇事故”或“未遂事故”。认真分析，查找原因，采取切实有力的措施将存在的薄弱环节予以消除或进行监控，防止事故发生。
1.1.2 危险与风险
1.1.2.1 危险（hazard）
危险和事故在逻辑上有一定关联，都会导致人员伤亡或疾病，或导致系统、设备、社会财富损失、损坏或环境破坏，但是危险并不等于事故，它是导致事故的潜在条件，危险是事故的前兆，只有在一些触发事件刺激下，危险才可能演变成事故。危险在一定的条件下可以转变成为事故，危险与事故在逻辑上具有因果关系。
（1）定义1 危险是指有遭到不幸或造成灾难的可能不安全。
（2）定义2 危险是指具有威胁性的事件或在给定时间和地区范围内潜在的破坏性现象发生的概率。
（3）定义3 危险（dangers）并非指已造成实际的损害，而是指极有可能造成损害，是对受害人人身和财产很可能会造成损害的一种威胁。
（4）定义4 危险是指未来灾害损失的不确定性。包括发生与否，发生的时间、后果与影响的不确定性。
安全和危险在所要研究的系统中是一对矛盾，它们相伴存在。安全是相对的，危险是绝对的。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，危险存在于一切系统的任何时间和空间中。不论我们的认识多么深刻，技术多么先进，设施多么完善，危险始终不会消失，人、机和环境综合功能的残缺始终存在。
安全和危险是一对矛盾的统一体。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，安全度越低，危险势就越大；另一方面，安全与危险两者互相依存，共同处于一个统一体中，存在向对方转化的趋势。安全与危险的矛盾转化过程具有阶段性，具有从量变到质变的属性，质变的结果表现为危险导致事故发生或安全的状态得以无限延长。安全与危险这对矛盾在不同时期有各自不同的特殊性，这就使安全的发展呈现过程性和阶段性。
1.1.2.2 风险（risk）
谈及风险，人们可能更多地将这个概念与金融、财务联系在一起，生产安全领域风险的概念与它们是一致的，风险是指某危害性事件发生的可能性（probability）与其引起的伤害的严重程度（severity）的结合。它体现的是由于生产过程中的不安全而产生的事故对企业造成的损失，又称为事故风险（mishap risk）。按风险来源，风险可分为自然风险、社会风险、经济风险、技术风险和健康风险五类。
（1）定义1 风险是指目标的不确定性产生的结果。
注1：这个结果是与预期的偏差——积极或消极。
注2：目标可以有不同方面（如财务、健康和安全，以及环境目标），可以体现在不同的层面（如战略、组织范围、项目、产品和流程）。
注3：风险通常被描述为潜在事件和后果，或它们的组合。
注4：风险往往表达了对事件后果（包括环境的变化）与其可能性概率的联合。
（2）定义2 风险是指对于给定地区及指定时间段，由特定危险而造成的预期（生命丧失、人员受伤、财产损失和经济活动中断）损失。按数学计算，风险是特定灾害的危险概率与易损性的乘积。
（3）定义3 风险是指可能发生的危险。
（4）定义4 事故风险（accident risk）从定性上说，是指某系统内现存或潜在的可能导致事故的状态，在一定条件下，它可以发展成为事故。从定量上说，事故风险是指由危险转化为事故的可能性，常以概率表示。事故风险通常被用来描述未来事件可能造成的损失，也就是说它总涉及不可靠性和不能肯定的事件。
（5）定义5 风险是指发生某种不利事件或损失的各种可能情况的总和。
通常人们用R=S×P来表示风险，其中，R表示风险，S表示损失，P表示发生概率。
风险的概念表明，风险是由两个因素确定的，既要考虑后果，又要考虑其发生概率。例如，乘坐交通工具有出现交通事故的可能，因而说乘坐交通工具有危险，但是乘坐飞机和乘坐汽车哪一个风险更小呢？需要从风险两个维度综合比较。由此也说明，风险虽有大小、高低之分，但任何时候风险都不可能为零，因而风险具有绝对性。
生产活动是动态变化的，因此安全状态也是动态变化的，即昨天的安全可能变为今天的危险，今天的危险也可能转化为明天的安全，因此要适时进行风险评价。通过风险评价，对存在的较高风险要从降低可能性和减轻严重度两方面进行风险管理活动，要减轻严重度就需要针对危险源采取措施，如限制危险物质的储量、存量，减小管道尺寸、压力，为危险源设置多重防护层等。要降低可能性，就需要针对隐患采取措施，提高不安全状态的检测、监测能力，加强安全管理，提高人员技术素质，建设优良安全文化等。应急救援后也要及时进行风险评价，吸取经验教训，改进日常安全管理，提高应急救援能力。
1.1.3 安全系统
安全系统是由人员、物质、环境、信息等要素构成的，达到特定安全标准和可接受风险度水平的，具有全面、综合安全功能的有机整体。安全系统要素相互联系、相互作用、相互制约，具有线性或非线性的复杂关系。其中，人员涉及生理、心理、行为等自然属性，以及意识、态度、文化等社会属性；物质包括机器、工具、设备、设施等方面；环境包括自然环境、人工环境、人际环境等；信息包含法规、标准、制度、管理等因素。
显然，安全系统是实现系统安全、功能安全的基础和条件。根据安全系统的线性及非线性特性，涉及七个子系统，即人子系统、机器子系统、环境子系统、人-机子系统、人-环境子系统、机-环境子系统、人-机-环境子系统。上述七个子系统是安全科学研究的基本对象。换言之，安全科学就是揭示上述七个子系统的安全规律、安全特性、安全理论、安全方法的科学，以实现系统或技术的安全功能和安全目标。
可以说，安全科学技术学科的任务就是为了实现安全系统的优化和安全水平的最大化，特别是安全信息和管理，更是控制人、机、环境三要素，以及协调人-机、人-环境、人-机-环境关系的基础和载体。
一个重要的认识是，不仅要从安全系统的单个要素出发，研究和分析系统的要素，如安全教育、安全行为科学研究，以及分析人的要素，安全技术、职业健康研究等物的要素，更有意义的是，要从整体出发研究安全系统的结构、关系和运行过程等，系统安全工程、安全人机工程、安全科学管理等则能实现这一要求和目标。
安全系统以安全为主体，系统为客体；系统安全以系统为主体，安全为客体。安全系统的实质是安全技术；系统安全的实质是技术安全。安全系统的具体化，表现为安全功能（safe function），如安全电气、安全交通、安全化工、安全矿山、安全建筑、安全工程等；系统安全的具体化，表现为功能安全（functional safety），如电气安全、交通安全、化工安全、矿山安全、建筑安全、工程安全等。安全科学研究的主体是安全系统，技术科学研究的主体是系统安全。针对一个技术系统或生产系统，系统安全是目的，安全系统是手段，安全系统与系统安全之间存在必然和复杂的联系，具有互为依存的辩证关系。在一个具体的行业或企业中，安全工程师要解决安全系统问题，技术工程师担当解决系统安全问题，分工合作，以达到共同目标。因此，提出了安全“人人有责”的概念，需要建立全面的“安全责任体系”，共为安全，共享安全。
安全系统要求建立安全系统工程学科，其研究范畴包括系统安全辨识、系统安全分析、系统安全控制、系统安全评价、系统安全可靠性、系统安全决策和优化、安全信息系统和数据库、安全系统的仿真等。安全系统工程的任务是：从全局的观点出发，充分考虑有关制约因素，在系统开发、建设、运营各阶段，运用科学原理、工程技术及有关准则，识别潜在危险及事故发生发展规律；研究安全系统的动态变化和有关因素的依存关系，提出消除、控制危险（包括安全工程设施、管理、教育训练等综合措施）的最佳方案。
安全系统要求建立安全系统工程学科，其任务是运用系统科学的理论和定量与定性的方法，对安全保障系统进行预先分析研究、策划规划、方案设计、制度管理、工程实施等，使各个安全子系统和保障条件综合集成为一个协调的整体，以实现安全系统功能与安全保障体系最优化的工程技术。安全系统工程是安全工程方面应用的系统工程，是安全科学、安全工程技术、现代安全管理、计算机和网络信息等技术密切结合的体现，广泛用于各级政府安全监管、各类组织的公共安全管理、各行业的安全生产管理、各种工矿企业的安全保障体系建设等领域。
安全系统工程作为一门综合性的管理工程技术，除以系统论、控制论、信息论、突变论、协同论作为理论基础外，还涉及应用数学（如最优化方法、概率论、网络理论等）、系统分析技术（如可行性分析技术、人机工程、系统模拟、系统仿真、信息技术等），以及管理学、行为学、心理学等多种学科。
1.1.4 安全技术
1.1.4.1 概念
技术是指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能，是解决人类所面对的生产、生活问题的方式、方法、手段。那么对于安全技术这个概念，不同的资料有不同的说法。
（1）定义1 安全技术是指为保证职工在生产过程中的人身和设备安全，形成良好的劳动条件与工作环境所采用的技术。由于行业、工种及作业环境、劳动条件的不同，安全技术的内容是很广泛的，例如防护、保险、检修、通风、除尘、降温、防火、防爆、防毒等技术。
（2）定义2 安全技术是指在人们从事生产的过程中，为预防和消除人身和设备事故，保障生产者及其他人员安全的技术措施。
（3）定义3 安全技术是指为防止有害生产因素对操作人员造成危害而建立的技术措施、设置、系统和组织措施。它针对生产中的不安全因素，采用控制措施，以预防伤亡事故的发生。
（4）定义4 安全技术是指在生产过程中，为防止各种伤害，以及火灾、爆炸等事故，并为职工提供安全、良好的劳动条件而采取的各种技术措施。
（5）定义5 安全技术是指在生产过程中，为防止和消除伤亡事故，保障职工安全，企业根据生产的特点和各个生产环节的需要而采取的各种技术措施。采取安全技术的目的，在于消除生产环境、机器设备、工艺过程、劳动组织和操作方法等方面的不安全因素，以避免发生人身或设备事故，保证企业生产的正常进行。
安全技术的任务有：分析造成各种事故的原因；研究防止各种事故的办法；提高设备的安全性；研讨新技术、新工艺、新设备的安全措施。各种安全技术措施，都是根据变危险作业为安全作业、变笨重劳动为轻便劳动、变手工操作为机械操作的原则，通过改进安全设备、作业环境或操作方法，达到安全生产的目的。
1.1.4.2 措施
安全技术措施的内容很多，例如，机器设备的传动部分或工作部分装设安全防护装置，升降、起重机械和锅炉、压力容器等装设保险装置和信号装置，电气设备安装防护性接地和防止触电的设备，为减轻繁重劳动或危险操作而采取的辅助性机械设施，为防止坠落而设置的防护装置等。安全装置的作用，在于一旦出现操作失误时，仍能保证劳动者的安全。
安全技术措施必须针对危险因素或不安全状态，以控制危险因素的生成与发展为重点，以控制效果作为评价安全技术措施的唯一标准。其具体标准有如下几个方面。
（1）防止人失误的能力 是否能有效地防止工艺过程、操作过程中导致产生严重后果的人失误。
（2）控制人失误后果的能力 出现人失误或险情，也不致发生危险。
（3）防止故障或失误的传递能力 如果发生故障、出现失误，能够防止引起其他故障和失误，避免故障或失误的扩大与恶化。
（4）故障、失误后导致事故的难易程度 至少有两次相互独立的失误、故障同时发生，才能引发事故的保证能力。
（5）承受能量释放的能力 对偶然、超常的能量释放，有足够的承受能力，或具有能量的再释放能力。
（6）防止能量积蓄的能力 采用限量积蓄和溢放，随时卸掉多余能量，防止能量释放造成伤害。
在当代，由于工业的迅猛发展，在安全技术上，安全系统工程、人机工程等在许多国家中已得到了迅速发展，事故预测和事故控制技术也得到了广泛的应用。
1.1.5 安全工程
从学科的角度来看，安全工程是跨门类、多学科的综合性技术科学；从技术角度来看，安全工程主要包括安全防护技术、事故预测预警技术、事故控制技术、安全检测检验技术、应急救援技术；从管理工程的角度来看，安全工程包括职业安全管理工程、职业健康管理工程等。
安全工程是个不断发展的学科，因而，当前还没有一致、公认的定义。
《注册安全工程师》手册中给了“安全工程”如下解释：“安全工程是对各种安全工程技术和方法的高度概括与提炼，是防御各种灾害和事故过程中所采用的、以保证人的身心健康和生命安全以及减少物质财富损失为目的的安全技术理论及专业技术手段的综合学问。在安全学科技术体系结构中，安全工程是包括消防工程、爆炸安全工程、安全设备工程、安全电气工程、安全检测与监控技术、部门安全工程及其他学科在内的安全科学的技术科学学科体系。工程的研究范围遍及生产领域（安全生产及劳动保护方面）、生活领域（交通安全、消防安全与家庭安全等）和生存领域（工业污染控制与治理、灾变的控制和预防）。它的研究对象是研究上述领域普遍存在的不安全因素，通过研究与分析，找出其内在联系和规律，探寻防止灾害和事故的有效措施，以求控制事故、保证安全之目的。安全工程学需要对人、物以及人与物关系进行与‘安全’相关的分析与研究，最终形成安全工程设计、施工、安全生产运行控制、安全检测检验、灾害与事故调查分析与预测预警、安全评估、认证等的技术理论及其实施方法的工程技术体系。安全工程应用领域包括火灾与爆炸灾害控制、设备安全、电气安全、锅炉压力容器安全、起重与搬运安全、机电安全、交通安全、矿山安全、建筑安全、化工安全、冶金安全等部门安全工程技术。”
在《安全科学技术问典》中曾提到：“安全工程是指为保证生产过程中人身与设备安全的工程系列的总称。安全工程是跨门类、多学科的综合性技术科学。主要包括伤亡事故预防预测技术、安全检测检验技术、应急救援技术、安全管理工程，以及特殊环境中应用高技术解决安全问题等。”
“安全工程”在《保险大辞典》中被定义为：“安全工程指对人、材料、设备与环境等整个系统的安全性加以分析、研究、改进、协调和评价，使人和财产得到最安全保护的评价与论证活动。”
在《系统安全工程能力成熟度模型（SS-CMM）及其应用》中提出安全工程要达到以下一些目标。
（1）获取与一个企业相关的安全风险的理解。
（2）建立一套与已标识的安全风险相平衡的安全需求。
（3）将安全需求转变为安全指导，并将安全指导集成到一个项目所使用的其他学科行为中，以及一个系统配置或操作的描述中。
（4）建立对安全机制的正确性和有效性的信心或信任度。
（5）确定因一个系统所残留的安全弱点而导致的操作影响或者操作是可以接受的（可接受的风险）。
（6）集成所有工程学科和专业的成果，从而形成对一个系统可信赖度的综合认识。
1.1.5.1 构成安全整体的组成部分
（1）人 安全人体是安全的主题和核心，是研究一切安全问题的出发点和归宿。人既是保护对象，又可能是保障条件或者危害因素，没有人的存在就不存在安全问题。
（2）物 安全物质可能是安全的保障条件，也可能是危害的根源。能够保障或危害人的物质存在的领域很广泛，形式也很复杂。
（3）人与物的关系 包括人与人以及人与物，安全人与物的关系，广义上讲是人安全与否的判据，既包括人与物的存在空间和时间，又包括能量与信息的相互联系。因此，把“安全人与物”的时间、空间与能量的联系称为“安全社会”；“安全人与物”的信息与能量的联系称为“安全系统”。
“安全三要素”即是指安全人体、安全物质、安全人与物，将安全人与物分为安全社会和安全系统（后称“四因素”）。
1.1.5.2 安全科学学科体系的层次
根据“安全四因素”的不同属性、作用机制（即理论与实践的认知关系）可进行纵横向分类。安全科学学科体系模型见表1-1。
表1-1 安全科学学科体系模型
（1）纵向学科分类 安全科学学科体系的纵向分类是以安全工作的专业技术类别为依据进行划分，分为安全物质学、安全社会学、安全系统学、安全人体学四个分支学科。
①安全物质学。自然科学性的安全物质因素。
②安全社会学。社会科学性的安全因素。
③安全系统学。系统科学性的安全信息与能量的整体联系因素。
④安全人体学。人体科学性的安全生理及心理等因素。
（2）横向学科分类 这是另一种分类方法，根据理论与实践的双向作用原理，完成工程技术→工程理论→基础科学→哲学理论的升华，可分为四个层次。
①工程技术层次——安全工程技术。安全工程技术是解决安全保障条件，把握人的安全状态，直接为实现安全服务。按服务对象不同，又可分为：安全设备机械工程和安全设备卫生工程技术；专业安全工程技术；行业综合应用安全工程技术。
②工程理论层次——安全工程学。安全工程学作为获取和掌握安全工程技术的理论依据，由安全设备工程学、安全社会工程学、安全系统工程学、安全人体工程学四类分支学科构成。
根据组成安全因素的不同属性和作用机制，又分为四组：按照设备因素对人的身心危害作用方式的不同，可分为安全设备工程学组（安全设备机械工程学、安全设备卫生工程学）；按照调节安全人与人、人与物及物与物联系的不同原理，可分为安全社会工程学组（安全管理工程学、安全教育工程学、安全法学、安全经济工程学等）；按照安全系统内各因素作用或功能的不同，可分为安全系统工程学组（安全信息技术论、安全运筹技术论、安全控制技术论）；按照外界危害因素对人的身心内在作用机制影响的不同，人机联系方式的不同，可分为安全人体工程学组（安全生理学、安全心理学、安全人机工程学）。
③基础科学层次——安全学。安全学作为获取和掌握安全工程学的基础理论，根据四因素可构成四个理论层次：安全物质学（安全灾变物理学和灾变化学）；安全社会学；安全系统学（安全灾变理论和连接作用学）；安全人体学（安全毒理学）。
④哲学层次——安全观。安全观是把握安全的本质及其科学的思想方法，是安全的最高理论概括，也是安全思想的方法论和认识论。
1.1.5.3 安全科学的学科分类
由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合发布的《学科分类与代码》（GB/T 13745—2009），将“安全科学与技术（620）”列为一级学科，由10个二级学科和43个三级学科组成，如图1-1所示。其中安全法学（8203080）、通风与空调工程（5605520）、辐射防护技术（49075）所属的一级学科分别为法学、土木建筑工程、核科学技术。
图1-1 安全科学的学科分类
1.1.5.4 安全学科的综合特性
在安全学科研究中，首先要认识安全学科的属性。安全学科是新兴的综合科学学科，它在国家标准《学科分类与代码》中的一级学科名称是“安全科学与技术”（代码620），其应用涉及社会文化、公共管理、行政管理、建筑、土木、矿业、交通、运输、机电、林业、食品、生物、农业、医药、能源、航空等种种行业乃至人类生产、生活和生存的各个领域（图1-2）。早在1994年中国科学技术协会组织召开的全国“学科发展与科技进步研讨会”上，朱光亚院士的书面发言就指出：“长期以来，我国在安全科学技术学科中的学科、专业名称提法没有统一。中国劳动保护科学技术学会从筹备成立开始，并在1983年9月正式成立以后，始终围绕学科、专业框架体系的建立，倡导百家争鸣，发扬学术民主，打破行政部门容易产生的分割束缚，使学科理论不断发展，终于在1993年7月1日开始实施的国家标准《学科分类与代码》中，实现以‘安全科学与技术’为名列为该标准的一级学科（代码620），为在学科分类中打破自然科学与社会科学界线，设置‘环境、安全、管理’综合学科，从而在世界科学学科分类史上取得突破，做出了贡献。”安全科学是以特定的角度和着眼点来改造客观世界的学科，是在改造客观世界的过程中对客观世界及其规律性的揭示和再认识的知识总结。就科学的学科性质而言，安全学科既不能归属于自然科学学科，也不能归属于社会科学学科；既不属于纵向科学学科，又不属于横向科学学科，而是属于综合科学。在安全的应用科学学科范畴中，安全学科与其存在领域的学科交叉，产生了交叉科学学科，即安全应用学科。安全学科因无本身的专属领域，必须从学科的本质属性（即基本特征）上证明其不可替代性。
图1-2 安全学科的综合特性
1.1.5.5 安全学科与其他学科的关系
安全学科为综合性学科，并不是说安全学科包括了其他所有学科。安全学科与其他学科的关系可用图1-3表示。在图1-3中，安全学科的领域用左边的椭圆表示，其他某一学科的领域用右边的椭圆表示，两个椭圆之间存在交叉区域，这形象地表征了安全学科与其他学科的交叉特性，而且安全学科的外延安全技术及工程（安全应用学科）与其他学科没有明确的界线，这也说明安全学科的外延具有模糊性。安全科学是安全学科独有的部分，是安全学科的根基，具有原创性和理论性，没有安全科学，就没有安全学科存在的必要；安全学科为安全技术及工程提供理论支持，具有科学价值。安全技术及工程是安全学科的应用和实践部分，在解决实际安全问题、预防事故发生、减少事故损失等方面发挥直接的作用，具有直接的经济效益，是安全学科实际作用的重要体现。同时，在实践中也为安全科学提出新的命题和课题。但是，安全技术及工程的领域也同时属于其他学科的领域。目前，其他学科也有大量的科研人员（甚至比安全学科的人员更多）在该交叉领域从业，由于其他学科的从业人员在某一专业上比安全技术及工程的从业人员更有优势，在激烈的竞争中他们往往占了上风。但是，他们在安全科学研究方面却不可避免地处于劣势。安全学科与其他学科的关系在正常情况下应该形成相互促进、共同发展的关系。
图1-3 安全学科与其他学科的关系
1.1.6 系统与安全系统工程
1.1.6.1 系统论
“系统”的概念，来源于人类社会的实践经验，在长期的社会实践中不断发展并逐渐形成。一般系统论的创始人奥地利的贝塔朗菲指出：系统的定义可以确定为处于一定的相互关系中，并与环境发生关系的各组成部分的总体。我国科学家钱学森对系统的定义为：把极其复杂的研究对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。虽然对于系统概念有多种理解，但其基本意义大致相同，即系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。
系统是一种由若干元素组成的集合体，用它来完成某种特殊功能。因此，每一项工作完成都是由人、机器、原材料、方法、环境等许多因素（元素）组成，及相互之间发生作用来完成工作的一个具有特殊功能的体系的总和。
每一个系统中的元素间相互联系、相互渗透、相互促进，彼此间保持着特定的关系，保证系统所要达到的最终目的。一旦相互间特定的关系遭到破坏，就会造成工作被动和不必要的损失。
客观世界都是由大大小小的系统组成的。组成系统的要素或者子系统又由一定数量的元素组成，各有其特定的功能和目标，它们之间相互关联，分工合作，以达到整体的共同目标。例如，科学技术系统包括七个基本要素，即机构、法、人、财、物、信息和时间七个子系统。它们集合在一起的共同目标是多出成果，快出人才，推动国民经济向前发展。而科学技术系统又是人类社会经济大系统的一个组成部分，或者说是一个子系统。任何一个团体、工厂、企业都可称为一个系统，在这个系统中，包含有管理机关、运行体系。继续往下分，就又出现一个系统，我们称其为子系统，它们包括班组及其成员等。
安全系统是由人、机、料、法、环等组成的维持社会团体、机关、企业等安全运行的系统。某些系统的形态并不是一成不变的，它是随着人们认识客观世界的深度，以及改造客观世界的需要，按照人们提出的分类标准进行划分的。在实际工作中这些系统也并非是孤立存在的，有时是相互交叉、相互依存、相互对立和相辅相成的。
从系统的定义可以看出，系统具有整体性、目的性、阶层性、相关性、环境适应性、动态性六个基本特征。
（1）整体性 系统是由两个或两个以上相互区别的要素（元件或子系统） 组成的整体，而且各个要素都服从实现整体最优目标的需要。构成系统的各要素虽然具有不同的性能，但它们通过综合、统一（而不是简单拼凑）形成的整体就具备了新的特定功能，就是说，系统作为一个整体才能发挥其应有功能。所以，系统的观点是一种整体的观点，一种综合的思想方法。
（2）目的性 任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的而发挥其特定功能的。要达到系统的既定目的，就必须赋予系统规定的功能，这就需要在系统的整体的生命周期，即系统的规划、设计、试验、制造和使用等阶段，对系统采取最优规划、最优设计、最优控制、最优管理等优化措施。
（3）阶层性 系统阶层性主要表现在系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺序性。系统可分成若干子系统和更小的子系统，而该系统又是其所属系统的子系统。这种系统的分割形式表现为系统空间结构的层次性。另外，系统的生命过程也是有序的，它总是要经历孕育、诞生、发展、成熟、衰老、消亡的过程，这一过程表现为系统发展的阶层性。系统的分析、评价、管理都应考虑系统的阶层性。
（4）相关性 构成系统的各要素之间、要素与子系统之间、系统与环境之间都存在相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系，通过这些关系使系统各元素有机地联系在一起，发挥其特定功能。即系统的各元素不仅都为完成某种任务而起作用，而且任一元素的变化也都会影响其任务的完成。有些要素彼此关联，有些要素相互排斥，有些要素则互不相干。例如，生产班组管理系统的人员增加或减少，就会影响设备装置、工时安排的改变。
（5）环境适应性 系统是由许多特定部分组成的有机集合体，而这个集合体以外的部分就是系统的环境。一方面，系统从环境中获取必要的物质、能量和信息，经过系统的加工、处理和转化，产生新的物质、能量和信息，然后再提供给环境。另一方面，环境也会对系统产生干扰或限制，即约束条件。环境特性的变化往往能够引起系统特性的变化，系统要实现预定的目标或功能，必须能够适应外部环境的变化。研究系统时，必须重视环境对系统的影响。
（6）动态性 世界上没有一成不变的系统。系统不仅作为状态而存在，而且具有时间性的程序。整个人类社会和自然环境的运行中，系统中的各个元素、子系统都是随着时间的改变而不断改变的。
1.1.6.2 安全系统工程基本观点
根据系统工程的特征，在处理问题时，以下一些系统工程的基本观点是值得强调的。
（1）全局的观点 就是强调把要研究和处理的对象看成一个系统，从整个系统（全局）出发，而不是从某一个子系统（局部）出发。例如，美国喷气推进实验室早就开始研究喷气发动机，后来美国陆军希望开发研究一个“下士”导弹系统，它涉及弹头、弹体、发动机和制导系统等。当时想使用该实验室研制的发动机，由于开始没有从总体考虑，只是把已有的东西（各个系统）进行了拼凑，虽然可以使用，但造价昂贵且不便维修，很不成功。后来开发研究“中士”导弹系统，该实验室提出要参与整个导弹系统的设计，也即对全系统的“特定功能”有所了解，而且要求了解设计、生产、使用的全部过程，结果“中士”导弹系统各个方面的功能大大得以改进。
全局性的观点承认并坚持凡是系统都要遵守系统学第一定律，即系统的属性总是多于组成它的元素在孤立状态时的属性。在复杂系统内部或这个复杂系统和环境中的其他系统之间，存在复杂的互依、竞争、吞噬或破坏关系。一个系统可以在一定的条件下由无序走向有序，也可以在一定的条件下由有序走向无序。对于非工程系统的研究，必须保证模型和原系统之间的相似性等基本观点。
（2）总体最优化的观点 人们设计、制造和使用系统最终是希望完成特定的功能，而且总是希望完成的功能效果最好。这就是所谓最优计划、最优实际、最优控制及最优管理和使用等。这里需要使用运筹学中的优化方法、最优控制理论、决策论等。值得注意的是近年来关于多目标最优性的讨论。由于考虑的功能很多，有的系统方案在这方面功能较好，而另一方面较差，很难找到一个十全十美的系统。在一些相互矛盾的功能要求中，必须有一个合理的妥协和折中，再加上定性目标的研究有时很难做到定量的最优化，因此，近年来有人开始提出“满意性”的观点，也就是总体最优性的观点。
系统总体最优性包含三层意思：一是从空间上要求整体最优；二是从时间上要求全过程最优；三是总体最优性是从综合效应反映出来的，它并不等于构成系统的各个要素（或子系统）都是最优。
（3）实践性的观点 系统工程和某些学科的区别是它非常注重实用，如果离开具体的项目和工程也就谈不上系统工程。钱学森曾指出：“系统工程是改造客观世界的，是要实践的。”当然，实践性并不排斥对系统工程理论的探讨和对其他项目系统工程经验的借鉴。
（4）综合性的观点 由于复杂的大系统涉及面广，不但有技术因素，还有经济因素、社会因素，仅靠一两门学科的知识是不够的，需要综合应用诸如数学、经济学、运筹控制论、心理学、社会学和法学等各方面的学科知识。由于一个人所掌握的学科知识有局限性，所以系统工程的研究需要吸收各方面的专家、工程技术人员乃至有经验的工人参加，组成一个联合攻关和研讨小组开展工作。
（5）定性分析和定量分析相结合的观点 运用系统工程来研究并解决问题，强调把定性分析与定量分析结合起来。这是因为在处理一些庞大而复杂的系统时，经典数学的精确性与这些大系统的某些因素的不确定性存在不少矛盾。因此，在对整个系统进行定性分析和定量分析时，必须合理地将定性分析与定量分析有机地结合起来。脱离定性研究来进行定量分析，就只能是数学游戏，不能说明系统的本质问题；同样，只注意对系统进行定性分析，而不进行定量研究，就不可能得到最优化的结果。
1.1.6.3 安全系统工程发展概况
安全系统工程在20世纪50年代末创始于美国，首先使用于军事工业方面，随后在原子能工业上也相继提出了保证系统安全的问题，并于1974年由美国原子能委员会发表了WASH1400报告，即商用核电站风险评价报告。这个报告发表后，引起世界各国的普遍重视，推动了安全系统工程的进一步发展。
继美国之后其他各国在安全系统工程方面也展开了研究，并取得不小的成果。如英国在60年代中期开始收集有关核电站故障的数据，对系统的安全性和可靠性问题采用了概率评价方法，进一步推动了定量评价工作，并设立了系统可靠性服务所和可靠性数据库。日本引进安全系统工程方法的时间虽然较晚，但发展很快，已在电子、宇航、航空、铁路、公路、原子能、汽车、化工、冶金等工业领域大力开展了研究及应用。
当前，安全系统工程已引起了各国普遍重视，曾多次召开过安全系统工程的学术会议，出版了许多学术刊物和专著。国际安全系统工程学会每两年举办一次学术年会，1983年在美国休斯敦召开的第六次会议，有40多个国家参加，讨论的议题涉及国民经济各个领域。可以看出，这门学科正得到越来越广泛的应用，并起到了越来越大的作用。
安全系统工程的应用研究工作在我国开展比较晚。1982年北京市劳动保护研究所召开了安全系统工程座谈会，会上交流了国内开展研究和应用的情况，并探讨了在我国发展安全系统工程的方向，研究如何组织分工合作、如何长期进行学术交流等，这次会议为我国开展安全系统工程的研究与应用打下了良好的基础。
1985年中国“劳动保护管理科学专业委员会”成立，在会上建立了“系统安全学组”，该学组以安全系统工程为中心，进行开发研究和推广应用等活动，为安全系统工程学科的发展和推进安全管理做出了贡献。
1996年10月原劳动部颁发了第3号令，规定六类建设项目必须进行劳动安全卫生预评价。
2002年1月9日中华人民共和国国务院令第344号发布了《危险化学品管理条例》，在规定了对危险化学品各环节管理和监督办法等的同时，提出了“生产、储存、使用剧毒化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每年进行一次安全评价；生产、储存、使用其他危险化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每两年进行一次安全评价”的要求。
2014年8月31日全国人大常委会表决通过了关于修订《中华人民共和国安全生产法》的决定，并自2014年12月1日起施行。其中规定矿山、金属冶炼建设项目和用于生产、储存、装卸危险物品的建设项目，应当按照国家有关规定进行安全评价。
目前，我国各产业部门、地方劳动局和工业部门在所属企业中，正在推广应用安全系统工程的活动，并取得了较好的效果。另外全国几十所高等院校增设了安全工程专业。这些都为普及和推广安全系统工程知识，推进现代安全管理创造了有利条件，同时也为创造出适合我国国情的安全系统工程打下了良好的基础。
1.1.6.4 安全系统工程研究对象
安全系统工程作为一门科学技术，有它本身的研究对象。任何一个生产系统都包括三个部分，即从事生产活动的操作人员和管理人员，生产必需的机器设备、厂房等物质条件，以及生产活动所处的环境。这三个部分构成一个“人-机-环境”系统，每一部分就是该系统的一个子系统，称为人子系统、机器子系统和环境子系统。
（1）人子系统 该子系统的安全与否涉及人的生理和心理因素，以及规章制度、规程标准、管理手段、方法等是否适合人的特性，是否易于为人们所接受的问题。研究人子系统时，不仅要把人当成“生物人”“经济人”，更要看成“社会人”，必须从社会学、人类学、心理学、行为科学角度分析问题、解决问题；不仅把人子系统看做系统固定不变的组成部分，更要看做是自尊自爱、有感情、有思想、有主观能动性的人。
（2）机器子系统 对于该子系统，不仅要从工件的形状、大小、材料、强度、工艺、设备的可靠性等方面考虑其安全性，而且要考虑仪表、操作部件对人提出的要求，以及从人体测量学、生理学、心理与生理过程有关参数对仪表和操作部件的设计提出要求。
（3）环境子系统 对于该子系统，主要应考虑环境的理化因素和社会因素。理化因素主要有噪声、振动、粉尘、有毒气体、射线、光、温度、湿度、压力、热、化学有害物质等；社会因素有管理制度、工时定额、班组结构、人际关系等。
三个子系统相互影响、相互作用的结果就使系统总体安全性处于某种状态。例如，理化因素影响机器的寿命、精度，甚至损坏机器；机器产生的噪声、振动、温度又影响人和环境；人的心理状态、生理状况往往是引起误操作的主观因素；环境的社会因素又会影响人的心理状态，给安全带来潜在危险。这就是说，这三个相互联系、相互制约、相互影响的子系统构成了一个“人-机-环境”系统的有机整体。分析、评价、控制“人-机-环境”系统的安全性，只有从三个子系统内部及三个子系统之间的这些关系出发，才能真正解决系统的安全问题。安全系统工程的研究对象就是这种“人-机-环境”系统。
1.1.6.5 安全系统工程研究内容
安全系统工程是专门研究如何用系统工程的原理和方法确保实现系统安全功能的科学技术。其主要研究内容有系统安全分析、系统安全评价、安全决策与控制。
（1）系统安全分析 要提高系统的安全性，使其不发生或少发生事故，其前提条件是预先发现系统可能存在的危险因素，全面掌握其基本特点，明确其对系统安全性影响的程度。只有这样，才有可能抓住系统可能存在的主要危险，采取有效的安全防护措施，改善系统安全状况。这里所强调的“预先”是指：无论系统生命过程处于哪个阶段，都要在该阶段开始之前进行系统的安全分析，发现并掌握系统的危险因素。这就是系统安全分析要解决的问题。
系统安全分析是使用系统工程的原理和方法，辨别和分析存在的危险因素，并根据实际需要对其进行定性、定量描述的技术方法，它有安全目标、可选用方案、系统模式、评价标准、方案选优五个基本要素和程序。
（2）系统安全评价 安全评价的目的是为决策提供依据。系统安全评价往往要以系统安全分析为基础，通过分析，了解和掌握系统存在的危险、有害因素，但不一定要对所有危险、有害因素采取措施，而是通过评价掌握系统的事故风险大小，以此与预定的系统安全指标相比较，如果超出指标，则应对系统的主要危险、有害因素采取控制措施，使其降至该标准以下。这就是系统安全评价的任务。
评价方法也有多种，评价方法的选择应考虑评价对象的特点、规模，评价的要求和目的，采用不同的方法。同时，在使用过程中也应和系统安全分析的使用要求一样，坚持实用和创新的原则。过去20年，我国在许多领域都进行了系统安全评价的实际应用和理论研究，开发了许多实用性很强的评价方法，特别是企业安全评价技术和各类危险源的评估、控制技术。
（3）安全决策与控制 任何一项系统安全分析技术或系统安全评价技术，如果没有一种强有力的管理手段和方法，也不会发挥其应有的作用。因此，在出现系统安全分析的同时，也出现了系统安全决策。其最大的特点是从系统的完整性、相关性、有序性出发，对系统实施全面、全过程的安全管理，实现对系统的安全目标控制。系统安全管理是应用系统安全分析和系统安全评价技术，以及安全工程技术为手段，控制系统安全性，使系统达到预定安全目标的一整套管理方法、管理手段和管理模式。
安全措施是根据安全评价的结果，针对存在的问题，对系统进行调整，对危险点或薄弱环节加以改进。安全措施主要有两个方面：一是预防事故发生的措施，即在事故发生之前采取适当的安全措施，排除危险因素，避免事故发生；二是控制事故损失扩大的措施，即在事故发生之后采取补救措施，避免事故继续扩大，使损失减少到最小。
1.1.6.6 安全系统工程方法论
安全系统工程的方法是依据系统学和安全学理论，在总结过去经验型安全方法的基础上日渐丰富和成熟的。概括起来可以归纳为如下五个方面。
（1）从系统整体出发的研究方法 安全系统工程的研究方法必须从系统的整体性观点出发，从系统的整体考虑解决安全问题的方法、过程和要达到的目的。例如，对每个子系统安全性的要求，要与实现整个系统的安全功能和其他功能的要求相符合。在系统研究过程中，子系统和系统之间的矛盾以及子系统与子系统之间的矛盾，都要采用系统优化方法寻求各方面均可接受的满意解；同时，要把安全系统工程的优化思路贯穿到系统的规划、设计、研制和使用等各个阶段中。
（2）本质安全方法 这是安全技术追求的目标，也是安全系统工程方法中的核心。由于安全系统把安全问题中的人-机-环境统一为一个“系统”来考虑，因此不管是从研究内容来考虑还是从系统目标来考虑，核心问题就是本质安全化，就是研究实现系统本质安全的方法和途径。
（3）“人-机”匹配法 在影响系统安全的各种因素中，至关重要的是“人-机”匹配。在产业部门研究与安全有关的“人-机”匹配称为安全人机工程，在人类生存领域研究与安全有关的“人-机”匹配称为生态环境和人文环境问题。显然，从安全的目标出发考虑“人-机”匹配，以及采用“人-机”匹配的理论和方法是安全系统工程方法的重要支撑点。
（4）安全经济法 由于安全的相对性原理，所以，安全的投入与安全（目标）在一定经济技术水平条件下有着对应关系。也就是说，安全系统的“优化”同样受制于经济。但是，由于安全经济的特殊性（安全性投入与生产性投入的渗透性、安全投入的超前性与安全效益的滞后性、安全效益评价指标的多目标性、安全经济投入与效用的有效性等）就要求安全系统工程方法在考虑系统目标时，要有超前的意识和方法，要有指标（目标）的多元化的表示方法和测算方法。
（5）系统安全管理方法 安全系统工程从学科的角度讲是技术与管理相交叉的横断学科，从系统科学原理的角度讲，它是解决安全问题的一种科学方法。所以，安全系统工程是理论与实践紧密结合的专业技术基础，系统安全管理方法则贯穿到安全的规划、设计、检查与控制的全过程。所以，系统安全管理方法是安全系统工程方法的重要组成部分。