CN101763589A - 基于动态定量事故风险预测的安全管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于动态定量事故风险预测的安全管理方法，首先提供事故预测平台，建立基本事件动态预测模型和事故分析模型；事故预测平台实时检测各生产单元的状态信息，并获得失误信息；之后基本事件动态预测模型通过失误信息预测得到基本事件动态概率；然后事故分析模型通过基本事件动态概率计算得到本生产单元的当前事故风险概率；再将该当前事故风险概率与预先设置的风险概率控制准则进行比较，若事故风险概率大于风险概率控制准则，启动预先设定的应急预案，协助执行者处理事故；否则，启动预先设定的标准工作流程，发出提醒信息，以便执行者纠正错误。本发明能够即时反应危险因素变化对概率危险的影响，真正实现“预防为主”的安全管理理念。

Description

基于动态定量事故风险预测的安全管理方法及系统

技术领域

本发明涉及安全生产领域，尤其涉及一种基于动态定量的事故预测安全管理方法及系统。

背景技术

生产安全是保障人民生命，财产安全、促进经济发展、构建和谐社会必不可少的基石。随着工业发展、生产规模扩大、技术日益复杂，事故风险也随之加大，传统的将重点放在事故事后处理的安全管理模式不能适应发展需要，已经逐渐被“预防为主”的安全管理模式替代。“预防为主”的安全管理模式的根本方法是在事故发生前，在各个管理阶段按事故成因原理，结合各自特定的工艺流程、物料特性、组织结构，采用定性或定量的方式分析可能发生的事故风险，事先采取对应的防御措施。

目前，我国建立以企业为安全生产的主体，承担组织生产并自觉履行社会义务；中介机构提供安全评价、设备强制检验、设计、监理等技术服务；政府行政部门从社会总体利益的高度制订法规，进行监督管理的安全生产管理体制。提出“安全第一，预防为主”的工作方针，安全生产成绩显著。从二十一世纪开始，工矿商贸战线百万人因工年死亡率逐年降低，到2010年有望降至2.4。但是，全国安全形势仍然十分严峻。千人因工年死亡率是发达国家的3～5倍，安全生产工作仍任重道远。

安全管理过程由感知风险—判断危害—采取对策—监督对策实施等四个环节，其中感知风险是安全管理的首要环节。

经过安全科研人员的不断努力，已经研发出来的事故风险分析方法有一百多种，常用的有20～30种。按评价方法分类可以分为定性、半定量、定量三类。定性或半定量分析方法的评价结论是合格、不合格，或者以指数、分数形式表达。定量分析的结论是显示事故发生的概率。定性法包括譬如安全检查表法(SCL)、预危险性分析(PHA)、故障类型和影响分析(FMEA)等方法。半定量法包括譬如DOW化学火灾爆炸指数法、帝国化学(ICI)MOND法、日本劳动省六阶段法、健康安全环保管理体系(HSE)等方法。以上方法存在如下缺陷：

1、定性和半定量的评价方法不能定量表达系统内存在的风险，容易造成误判断，不利于采取经济合理的对策。

2、评价结果受分析人员的主观影响大，评价结果往往因人而异。

3、有些评价方法只分析物料、工艺条件以及设备对安全的影响，不包括人的因素或没有体现法律的原则，如DOW化学火灾爆炸指数法和MOND法，只能用于设计阶段的风险分析。

4、只能进行静态分析，分析时召集专家根据已有硬件和软件的状态、环境条件，得出定性的评价结论，不能反映评价后整改过程执行偏差和新产生的不安全因素对系统安全的影响。

为了克服定性和半定量的安全评价方法的缺点，人们又发展了定量安全评价方法。现有的定量安全评价方法也有很多种，例如，故障树分析FTA、事件树ETA、马尔可夫模型、模糊矩阵法、人误率预测技术THERP、人的认知可靠性模型HCR等，其中美国贝尔实验室的华生(H.A.Watson)和汉塞尔(D.F.Hansl)于1961年首先提出的故障树分析法(Fault Tree Analysis，简称FTA)是典型的定量安全评价方法，故障树分析法能够定量的表达系统内存在的风险，具有直观明了的特点，克服了定性和半定量安全分析方法的缺点，并且，其应用较为灵活，既可进行定量分析还可进行定性分析，在核电、航天领域得到广泛的应用。中国核电工业应用的概率安全分析PSA就是在FTA基础上建立起来的，目前已经成为核电站投产前必须进行的过程。

但是，定量分析首先需要确定作为基本事件的人、机失误概率，尤其是人的失误概率。国内外专家经过长期研究，其基本方法是通过对人的认知模型或外界条件对人的行为的影响的研究，确定行为形成因子，再通过计算确定各种动作的失误概率。由于人机失误的动态性，即人、机与系统环境之间互相影响造成的变化，和行为形成因子量化技术尚未突破，在动态风险分析方面的研究遇到极大的困难，权威专家在深入研究各种风险分析方法后得出如下结论：“现在使用的定量风险分析方法中存在系统影响因素考虑不全；基本数据依靠专家凭经验确定；分析结果的准确性、复现性差；只能用于单个动作分析等缺陷。而且，还没有一种方法可以进行人因失误动态分析，现有的定量安全评价方法仍停留在静态评价阶段”。

综上所述，现有的定量安全评价方法仍停留在静态评价阶段，存在不能即时反映危险因素变化对概率危险的影响的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动态定量事故风险预测安全管理方法，以解决现有定量安全评价方法不能进行动态分析，即时反应危险因素变化对概率危险的影响的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种基于动态定量事故风险预测安全管理系统，以解决现有定量安全评价方法不能进行动态分析，即时反应危险因素变化对概率危险的影响的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种基于动态定量事故风险预测的安全管理方法，包括以下步骤：

(1)提供一事故预测平台，建立基本事件动态预测模型和事故分析模型；

(2)事故预测平台动态采集各个生产单元的状态信息，并从中筛选出失误信息；

(3)将失误信息经过拟合计算，选定基本事件动态预测模型，通过基本事件动态预测模型计算预测得到基本事件动态概率；

(4)事故分析模型利用基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率；

(5)将各个生产单元的当前事故风险概率与预先设置的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态；

(6)当事故风险概率大于风险概率控制准则时，启动预先设定的应急预案，协助执行者进行应急事故处理；

(7)当事故风险概率小于风险概率控制准则且存在概率波动时，启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，以便执行者纠正错误。

依照本发明较佳实施例所述的方法，步骤(1)进一步包括：

制定应急预案及标准工作流程，划分生产单元；

确定事故最大损失C和风险概率控制目标P，根据事故最大损失C和风险概率控制目标P计算每一生产单元的风险概率控制准则Ps，并选择概率最小的为该生产单元的风险概率控制准则，其中，Ps＝P/C；

采用故障树法分单元建立事故分析模型，并建立相应的基本事件动态预测模型。

依照本发明较佳实施例所述的方法，步骤(5)还包括：将实时检测的状态信息与应急预案中的成功准则进行比较，监督应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

依照本发明较佳实施例所述的方法，步骤(6)还包括：将实时检测的状态信息与标准工作流程进行比较，监督标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

依照本发明较佳实施例所述的方法，步骤(2)还包括：采用可靠性即时确认技术确认状态信息中关键数据的可靠性，若发现可靠性不符合条件的关键数据，则启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，督促执行者进行检查，以及时发现问题。

依照本发明较佳实施例所述的方法，步骤(3)还包括：首先将失误信息通过计算得到基本事件概率；之后根据实时的状态信息对基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率。

本发明还提供一种基于动态定量事故风险预测安全管理系统，包括一事故预测平台，事故预测平台进一步包括：

动态信息采集单元：用于实时获得各个生产单元状态信息，并从中获得符合失误条件的失误信息；

若干基本事件动态预测模型：每一基本事件动态预测模型对应一个事故分析模型中涉及的一个基本事件，与动态信息采集单元连接，用于计算该事件的基本事件概率，并对基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率；

若干事故分析模型：每一事故分析模型对应一生产单元，与其涉及到的所有基本事件对应的基本事件动态预测模型连接，利用基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率；

比较单元：将各个生产单元的当前风险概率与预先通过计算获得的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态；

风险概率控制准则存储区：用于存储预先设置的风险概率控制准则。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其基本事件动态预测模型进一步包括：

基本事件概率计算单元：与动态信息采集单元连接，用于根据失误信息按照预先设定的计算方式得到对应事件的基本事件概率；

基本事件概率修正单元：分别与动态信息采集单元和基本事件概率计算单元连接，用于根据动态信息采集单元的实时状态信息对基本事件概率进行动态修正，得到动态的基本事件概率。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其事故预测平台还包括一应急指挥模块，其进一步包括：

应急预案存储区：用于存储预先设定的应急预案；

应急预案激活单元：当事故概率大于概率控制准则时，自动启动存储在应急预案存储区中的相应应急预案；

应急预案执行监督单元：与动态信息采集单元连接，将获得的实时状态信息与应急预案进行比较，监督应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其事故预测平台还包括一专家辅助决策模块，其进一步包括：

标准工作流程存储区：用于存储根据安全法制管理要求和各层次人员职责所制定的标准工作流程；

标准工作流程激活单元：当需要定时进行某项工作；或风险概率波动需要人员协助；或前一个工作流程执行过程中无法达到成功准则时，自动启动标准工作流程存储区中的相应标准工作流程；

标准工作流程执行监督单元：与动态信息采集单元连接，将获得的实时状态信息与标准工作流程进行比较，监督标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其基于动态定量事故风险预测的安全管理系统还包括一安全监督平台，安全监督平台与事故预测平台通过因特网连接，用于接收并显示事故预测平台得出的事故风险概率，对企业实施安全执法监督。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其动态信息采集单元采集的信息包括企业管理信息、实时检测信息、离线检测信息和工作流程执行结果信息；企业管理信息对于已经设置企业管理网的企业，通过企业管理网获得，未设置企业管理网的企业，可以通过预测平台配置的输入界面人工录入；实时检测信息通过企业工控网获得或通过在动态信息采集单元中设置多个适合各种通信协议的信号输入/输出接口与现场仪表连接获得；离线检测信息通过定期检测获得；工作流程执行结果信息通过标准工作流程执行监督单元反馈获得。

本发明能够定量安全评价事故风险概率并且能进行动态分析，即时反应危险因素变化对概率危险的影响的技术问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可动态采集状态信息，在有危害事故发生前预测被监控对象的即时风险概率，发现潜在的事故隐患，实现事故超前预报，便于及时采取措施，将事故阻断在隐患阶段，真正实现“预防为主”的安全管理理念。

2、本发明采用故障树法计算事故风险概率，能够定量显示系统内存在的风险，便于决策人准确了解存在的危险度，根据问题轻重缓急科学合理地采取对策，既能提高安全投资效益，又能避免因低估危险度而产生的决策失误。

3、本发明的系统具有专家辅助决策模块，当发现事故隐患后，及时显示标准工作流程，协助执行者进行补救处理，消除事故隐患。

4、本发明通过实时采集状态信息对既定的安全工作和标准工作流程实施过程自动实施闭环监控，能发现执行偏差并及时提醒执行者，防止人为失误，实现从开环管理到闭环管理的飞跃。

5、全面体现安全法规的原则精神，有利于执法监督。安全监督平台支持政府安全主管部门和安全主管领导对企业实施安全执法监督。通过因特网在一般办公电脑上了解企业安全现状和趋势，及时进行指导、监督，充分发挥行政执法监督的作用。

6、具有自进化功能，系统根据实时的状态信息，自动运用数学统计方法不断获得准确数据，自动修正偏差，弥补各个企业存在的人、设备、环境条件的差异和使用中由于管理、技术条件变化等对预测的准确性的影响。

7、有伤害事故发生后，应急指挥模块能显示事故可能的原因，预测事故的危害性和事故损失，显示救援方案，及时、合理调配人力、物力资源实施救援，阻止事故扩大，将损失降到最低。

附图说明

图1为本发明基于动态定量事故风险预测的安全管理系统的原理结构示意图；

图2为本发明基于动态定量事故风险预测的安全管理方法的原理流程图；

图3为本发明基于动态定量事故风险预测的安全管理方法建立事故分析模型的原理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

请参阅图1，其为本发明基于动态定量事故风险预测的安全管理系统的原理结构示意图，该系统包括：事故预测平台1和安全监督平台2，其中，

事故预测平台1包括动态信息采集单元11、若干基本事件动态预测模型12、若干事故分析模型13、比较单元14、风险概率控制准则存储区15、应急指挥模块16和专家辅助决策模块17，其中，

动态信息采集单元11：用于实时获得各个生产单元状态信息，并从中获得符合失误条件的失误信息。

动态信息采集单元11采集的信息包括企业管理信息、实时检测信息、离线检测信息和工作流程执行结果信息。企业管理信息对已经设置企业管理网的企业，通过企业管理网获得，未设置企业管理网的企业，可以通过预测平台配置的输入界面人工录入；实时检测信息通过企业工控网获得或通过在动态信息采集单元中设置多个适合各种通信协议的信号输入/输出接口与现场仪表连接获得；离线检测信息通过定期检测获得；工作流程信息通过专家辅助决策模块17的标准工作流程执行监督单元173反馈获得。

为达到动态定量分析的目的，必须构建动态信息采集系统，动态信息采集系统采集包括已经发生的列入事故成因理论中的基本原因和中间原因(称为基本事件和中间事件)的信息。对于已经发生并可能立即触发上层事件引发灾害的中间事件，如火灾报警、气体泄漏报警、工艺参数超限、关键设备失效，灾害性天气等关键信息，必须采用实时检测，本发明可通过以下两种方式获得实时检测状态信息：

对于没有设置企业管理网、工控网或没有纳入企业管理网、工控网的实时检测信息如火灾报警、气体泄漏报警、气象信息等，本发明通过在动态信息采集单元中设置多个适合各种通信信息协议的信号输入/输出接口获得该些实时检测信息。现场检测仪表将这些信息转换成模拟信号或数字信号，再由输入/输出接口接入事故预测平台1，从而获得现场仪表实时检测信息。

对于设置有工控网或企业管理网的企业，本发明通过将企业工控网和企业管理网直接与事故预测平台1对接，为事故预测平台1提供在线实时检测信息、现场仪表检测信息以及企业人事、财务管理信息等信息，部分替代上述的输入/输出接口的功能，避免重复设置。

对于发生过程缓慢，周期可能在数周以上的中间事件或特定场合的基本事件，如轴承磨损、电气接点发热、润滑油中金属含量分析、机械振动频谱分析、利用红外成像仪检测轴承的温度、动火场所的可燃气体浓度检测等等，可根据需要采用离线检测，通过定期启动离线检测仪表获得离线检测信息，用于早期发现设备的故障预兆。离线检测比在线检测可以降低成本。

另外，除上述的在线实时检测信息、现场仪表实时检测信息和离线检测信息外，本发明还通过采集工作流程信息获得人员操作信息，工作流程信息通过专家辅助决策模块17的标准工作流程执行监督单元173反馈获得。

每一基本事件动态预测模型12对应一个事故分析模型中涉及的一个基本事件，其连接动态信息采集单元11，用于计算该事件的基本事件概率，并对所述基本事件概率进行动态修正。其进一步包括：

基本事件概率计算单元121：与动态信息采集单元11连接，用于根据失误信息按照预先设定的计算方式得到对应事件的基本事件概率。

基本事件概率修正单元122：分别与动态信息采集单元和基本事件概率预测单元连接，用于根据动态信息采集单元的实时状态信息对基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率。

每一事故分析模型13对应一生产单元，与其涉及到的所有基本事件对应的基本事件动态预测模型12连接，利用所述基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率。并且，事故分析模型13还能够显示各种可能引发事故的途径、避免发生事故的方法、造成目前概率波动的原因以及提示解决办法。

比较单元14：将各个生产单元的当前风险概率与预先设置的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态。

风险概率控制准则存储区15：用于存储预先设置的风险概率控制准则。

应急指挥模块16进一步包括：

应急预案存储区161：用于存储预先设定的应急预案。

应急预案激活单元162：与所述事故分析模型13连接，当事故概率大于概率控制准则时，自动启动存储在应急预案存储区161中的相应应急预案。

应急预案执行监督单元163：与动态信息采集单元11连接，将动态信息采集单元11获得的实时状态信息与应急预案进行比较，监督应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

专家辅助决策模块17进一步包括：

标准工作流程存储区171：用于存储预先设定的标准工作流程。

标准工作流程激活单元172：与事故分析模型13连接，当需要定时进行某项工作；或风险概率波动需要人员协助；或前一个工作流程执行过程中无法达到成功准则时，自动启动标准工作流程存储区中171的相应标准工作流程；

标准工作流程执行监督单元173：与动态信息采集单元11连接，将动态信息采集单元11获得的实时状态信息与标准工作流程进行比较，监督标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

本发明的标准工作流程除在有概率波动产生时启动外，其还可以在执行某一计划中的工作时启动，例如，对于一项定时启动的工作，标准工作流程激活单元172会在达到设定的时间时自动启动存储在标准工作流程存储区171中的相应标准工作流程。

上述的标准工作流程是由专家针对每一项工作，根据法律、法规和岗位职责等位各个层次人员建立的可执行的工作过程。其明确执行程序、每个环节的工作内容、执行标准、执行人、执行时间、督察人、执行注意事项等，定人、定时、定程序、定成功准则，将一项复杂的系统工程分解为若干责任明确、可执行的工作流程。在需要定时进行某项计划中的工作或发现概率波动需要执行人员进行作业时标准工作流程激活单元172会自动激活相应的工作流程，同时标准工作流程执行监督单元173监控执行结果，并将监督结果反馈至动态信息采集单元11。

以上对专家辅助决策模块17的工作过程进行了介绍，上述的应急指挥模块16的执行过程与该专家辅助决策模块17的工作过程相似，在此不再赘述。

在本实例中，需要说明的是，事故预测平台1包括可包括有多个事故分析模型13，例如可包括火灾模型、爆炸模型等事故分析模型13，具体的事故分析模型13的数量和类型根据具体的工艺系统的特性按单元进行划分确定，因此，本发明并不限定事故分析模型13的具体数量和类型。

安全监督平台2与事故预测平台1通过因特网连接，用于接收并显示事故预测平台1得出的事故风险概率，对企业实施安全执法监督。安全监督单位、区域性行政管理单位可以通过安全监督平台2在各自办公电脑上显示所辖区域GIS地图，当辖区内某一企业风险概率高于控制准则时，企业所在位置变色闪烁，并可显示事故预测平台得出的事故风险概率，对企业实施安全执法监督，或协助进行应急处理。另外，安全监督单位还可以使用数学统计工具，分析辖区内不同行业风险发生的规律，发现共同存在的缺陷，为制订政策、法规提供可靠依据。

基于上述系统，本发明又提供一种基于动态定量事故风险预测的安全管理方法，请参阅图2，该基于动态定量事故风险预测的安全管理方法包括以下步骤：

S21：提供一事故预测平台，建立基本事件动态预测模型和事故分析模型。请参阅图3，该步骤进一步包括以下步骤：

S211：制定应急预案及标准工作流程，划分生产单元。

S212：确认各生产单元的风险概率控制准则。具体为：

确定事故最大损失C和损失控制指标P，根据事故最大损失C和损失控制指标P计算每一生产单元的事故概率控制准则Ps，并选择概率最小的为该生产单元的风险概率控制准则，事故概率控制准则是该工艺装置能造成最大损失的顶事件发生概率控制指标.其中

损失控制指标P因为各行业存在的风险不同，将制订分行业损失控制指标P，经国家批准后成为行业安全生产管理指标。

事故最大损失C计算是以工艺装置可能发生的最大事故损失进行计算。损失有三个主要指标：人员伤亡、经济损失、环境影响。其包括：

1、各种事故损失计算规定：

1、1可燃气体或液体泄漏最大损失，根据最大可燃物质贮存能量爆炸和可能引发连续爆炸范围内所产生的冲击波、热辐射、有毒气体扩散可能造成的最大损失计算。

1、2不可燃有毒液体泄漏最大损失，按有毒液体流动扩散和转化为气相后通过大气扩散可能造成的中毒伤亡人数和需要紧急撤离的人数计算。

1、3不可燃有毒气体泄漏最大损失，按有毒气体扩散区域内可能中毒伤亡人数和需要紧急撤离的人数计算。

1、4不可燃气体压力容器爆炸最大损失按冲击波可能造成的经济损失和人员伤亡数量计算。

1、5不会爆炸的物质火灾的最大损失，根据一个隔离区域内物质燃烧产生的热辐射可能造成的损失计算。

2、最大危害范围计算方法

2.1热辐射最大危害范围计算

$R=\sqrt{\frac{{\mathrm{Qt}}_c}{4\mathrm{\π}{I}_t}}.$

式中R—危害半径；Q---总辐射热通量；t_c----空气导热系数；Ii--入射热辐射强度

2.2冲击波最大危害范围计算

R＝C_S(N·E)^1/3

式中，E—爆炸能量，J；N—效率因子，冲击波能量与总能量的比率，一般N＝10％；C_s—经验常数，取决于损坏等级，查表一。

表一

2.3有毒气体扩散最大危害范围计算

$R=\sqrt[3]{\frac{V_g/C}{\frac{1}{2}\×\frac{4}{3}\mathrm{\π}}}=\sqrt[3]{\frac{V_g/C}{2.0944}}$

式中R——有毒气体的半径，m；Vg——有毒介质的蒸气体积，m³；C——有毒介质在空气中危险浓度值，％。另外，有毒气体扩散还受风力风向的影响。

3、最大损失C计算

在最大危害范围内，经济损失按GB6721-1986《企业职工伤亡事故经济损失统计标准》统计，人员伤亡等级按GB6441-86《企业职工伤亡事故分类标准》确定。

有毒气体扩散的计算范围要包括工厂周围的居民人员财产损失。

根据生产单元内的发生泄漏、火灾、爆炸、中毒事故可能造成的各种损失(人员伤亡、经济损失、人员强迫疏散)中最高的一项损失。

风险概率控制目标P确定：事故风险概率控制准则是一个定量的安全管理目标。是企业必须达到的安全标准。因此，风险控制准则的确定是一个非常关键的问题。过低的风险控制准则可能导致企业预防风险能力降低，而过高的风险控制准则又会提高安全成本。事实上安全成本会影响企业主要负责人直至基层负责人的决策过程。

人类为取得某种效益从事一项活动时需要承担一定的风险，美国原子能委员会给出了危险度分类：

事故死亡率y-1	危险度分类	形象描述
			百分之一(10-2)	极危险	相当于人类疾病死亡
千分之(10-3)	高度危险	必须立即采取措施
			万分之一(10-4)	中度危险	相当于交通事故死亡，需要投资改善
十万分之一(10-5)	低度危险	相当于溺水死亡的概率，需要注意
			百万分之一(10-6)	超低度危险	相当于天灾致死概率
千万分之一(10-7)	可以忽略

表二

以石化行业为例，石化行业损失控制指标：

根据国家相关法律法规和安全工作规划计算获得人员伤亡、经济损失和环保危害损失控制指标P如下：

单个人员每年因工死亡率＜2.4*10^-5(人/年)

单个人员每年因工重伤率＜1.2*10^-4(人/年)

每年万元经济损失率＜0.012(万元/年)

每年环保危害(人员转移)＜0.012(人/年)

根据上述石化行业损失控制指标P和事故最大损失C可以计算出任何一个生产单元的事故风险概率控制准则：P_s＝P/C

事故最大损失C分别有人员死亡、重伤、经济损失、环保危害，分别计算后选概率最小的为该工艺装置的事故风险概率控制准则Ps。

S213：采用故障树法分单元建立事故分析模型，并建立相应的基本事件动态预测模型。具体为：

按照步骤S211划分的生产单元，采用故障树法为每一生产单元可能存在的各类风险建立事故分析模型。按照各生产单元工艺装置的特点，找出可能引发事故的基本事件、中间时间和各基本事件、中间时间与顶事件的逻辑关系，确立数学模型，建立事故分析模型，如火灾模、爆炸模型等。事故分析模型建立后，根据事故分析模型涉及的基本事件建立相应的基本事件动态预测模型。

本发明通过上述步骤建立事故分析模型后，在投产前还要先利用上述模型预测事故风险概率，如果预测的事故风险概率大于风险概率控制准则，则表明事故分析模型存在缺陷，此时，相关人员更改设计，增加防御层次，修改故障树结构，完善事故分析模型。

S22：事故预测平台实时检测各个生产单元的状态信息，并从中获得符合失误条件的失误信息。

动态信息采集单元实时采集各个生产单元自立项建设到正式生产直至退役整个生命周期内关键设备的状态信息和人员操作信息等实时信息，并将当前检测到的实时信息与预先根据安全法规、技术标准或实际需要设定的标准比较，从中筛选出符合失误条件的失误信息。

其中，该步骤还包括：采用可靠性即时确认技术确认状态信息中关键数据的可靠性，若发现可靠性不符合条件的关键数据，则启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，督促执行者进行检查，以及时发现问题。对于实时检测的信息，其可靠性是动态风险分析正确性的保证，虚假的信息将会引发误报或漏报。为此，必须对检测到的关键数据的可靠性进行即时确认。关键数据的可靠性与检测设备的状态有关，以往工厂中一般采用对检测设备定期检定的办法，但在两次检定期间，检测设备可能因为外界原因，如一次仪表准确度超差、压力变送器导管堵塞、热元件表面结垢、电气接线接触不良、绝缘损坏等影响测量的准确性。而且这些状态又不易被发现。因此，本发明在原有定期检查的基础上，采用可靠性即时确认技术。保证实时监控信息的可靠性，本发明分别采用检测信号的噪音鉴别法、双重检测信号比对法、互动参数相关性计算法和动态平衡法。利用上述的可靠性即时确认方法，一方面可以及早发现检测设备提供的信息是否可靠，判别虚假信息并发现信息源的缺陷，保证了实时信息的可靠性；另一方面还可以提醒操作人员进行相关检查，及早查明设备问题，利于及早维修。

S23：将失误信息经过拟合计算，选定基本事件预测模型，通过基本事件预测模型计算预测得到基本事件动态概率。

失误信息包括人员失误信息、设备失效信息、物料失常信息以及执行偏差信息。基本事件动态预测模型的基本事件概率计算单元首先将获得的失误信息进行分析处理，得到已经发生的基本事件概率分布规律，再通过“拟合计算”，按失误数学分布规律(线性、对数、指数、幂、双曲线函数)，根据计算结果的相关性，自动筛选最佳的预测数学模型，用选择的数学模型预测得到该基本事件未来发生的概率，即基本事件概率，具体包括人、机失误的概率。但是，按失误信息获得的基本事件概率准确性有二种可能：如果预测的条件不变，预测结果将会比较准确；如果预测条件发生变化，仍按历史记录预测结果将会发生很大偏差。因此，该步骤还包括：基本事件概率计算单元预测得到各个生产单元的基本事件概率后，基本事件概率修正单元再根据实时的状态信息对基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率。

S24：事故分析模型利用基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率。

得到基本事件概率后，事故概率计算单元采用故障树模型对基本事件概率进行计算，最终得到本生产单元的事故风险概率，同时输出事故风险概率，向相关人员显示公告生产单元的当前事故风险概率。并且，事故分析模型还能够显示各种可能引发事故的途径、避免发生事故的方法、造成目前概率波动的原因以及提示解决办法。

S25：将各个生产单元的当前风险概率与预先设置的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态。

S26：当事故风险概率大于风险概率控制准则时，启动预先设定的应急预案，协助执行者进行应急事故处理。

应急预案可提供图形化救援方案，在GIS地图上显示事故地理位置、事故危害范围和隔离区域、安全通道，并且，应急预案还提供事故可能产生的危害，指明处理方法、应急器材位置、程序、时限以及成功准则。同时，应急指挥模块会自动向安全监督平台发送事故信息，向有关主管和监督部门报告，并根据执行结果反馈信息自动记录每个执行环节的成功时间，便于事后进行应急处理过程评审。

S27：当事故风险概率小于风险概率控制准则且存在概率波动时，启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，以便执行者纠正错误。

在该步骤中，需要说明的是，本发明的标准工作流程除在上述事故风险概率小于风险概率控制准则且存在概率波动时启动外，其还可以在执行某一计划中的工作时启动，例如，对于一项定时启动的工作，标准工作流程会在达到设定的时间时自动启动。

在上述方法中，步骤26还包括：将实时检测的状态信息与应急预案中的成功准则进行比较，监督应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

另外，步骤S27还包括：将实时检测的状态信息与标准工作流程进行比较，监督标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种基于动态定量事故风险预测的安全管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供一事故预测平台，建立基本事件动态预测模型和事故分析模型；

(2)事故预测平台动态采集各个生产单元的状态信息，并从中筛选出失误信息；

(3)将失误信息经过拟合计算，选定基本事件动态预测模型，通过基本事件动态预测模型计算预测得到基本事件动态概率；

(4)事故分析模型利用基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率；

(5)将各个生产单元的当前事故风险概率与预先设置的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态；

(6)当事故风险概率大于风险概率控制准则时，启动预先设定的应急预案，协助执行者进行应急事故处理；

(7)当事故风险概率小于风险概率控制准则且存在概率波动时，启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，以便执行者纠正错误。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：

制定应急预案及标准工作流程，划分生产单元；

确定事故最大损失C和风险概率控制目标P，根据事故最大损失C和风险概率控制目标P计算每一生产单元的风险概率控制准则Ps，并选择概率最小的为该生产单元的风险概率控制准则，其中，Ps＝P/C；

采用故障树法分单元建立事故分析模型，并建立相应的基本事件动态预测模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)还包括：将实时检测的状态信息与应急预案中的成功准则进行比较，监督应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)还包括：将实时检测的状态信息与标准工作流程进行比较，监督标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)还包括：采用可靠性即时确认技术确认状态信息中关键数据的可靠性，若发现可靠性不符合条件的关键数据，则启动预先设定的标准工作流程，及时发出提醒信息，督促执行者进行检查，以及时发现问题。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)还包括：首先将失误信息通过计算得到基本事件概率；之后根据实时的状态信息对基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率。

7.一种基于动态定量事故风险预测安全管理系统，其特征在于，包括一事故预测平台，所述事故预测平台进一步包括：

动态信息采集单元：用于实时获得各个生产单元状态信息，并从中获得符合失误条件的失误信息；

若干基本事件动态预测模型：每一基本事件动态预测模型对应一个事故分析模型中涉及的一个基本事件，与动态信息采集单元连接，用于计算该事件的基本事件概率，并对所述基本事件概率进行动态修正，得到基本事件动态概率；

若干事故分析模型：每一事故分析模型对应一生产单元，与其涉及到的所有基本事件对应的基本事件动态预测模型连接，利用所述基本事件动态概率，通过计算得到本生产单元的当前事故风险概率；

比较单元：将各个生产单元的当前风险概率与预先通过计算获得的风险概率控制准则进行比较，判定该生产单元的安全状态；

风险概率控制准则存储区：用于存储预先设置的风险概率控制准则。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基本事件动态预测模型进一步包括：

基本事件概率计算单元：与所述动态信息采集单元连接，用于根据失误信息按照预先设定的计算方式得到对应事件的基本事件概率；

基本事件概率修正单元：分别与所述动态信息采集单元和基本事件概率计算单元连接，用于根据动态信息采集单元的实时状态信息对所述基本事件概率进行动态修正，得到动态的基本事件概率。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述事故预测平台还包括一应急指挥模块，其进一步包括：

应急预案存储区：用于存储预先设定的应急预案；

应急预案激活单元：当事故概率大于概率控制准则时，自动启动存储在所述应急预案存储区中的相应应急预案；

应急预案执行监督单元：与所述动态信息采集单元连接，将获得的实时状态信息与应急预案进行比较，监督所述应急预案的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述事故预测平台还包括一专家辅助决策模块，其进一步包括：

标准工作流程存储区：用于存储根据安全法制管理要求和各层次人员职责所制定的标准工作流程；

标准工作流程激活单元：当需要定时进行某项工作；或风险概率波动需要人员协助；或前一个工作流程执行过程中无法达到成功准则时，自动启动标准工作流程存储区中的相应标准工作流程；

标准工作流程执行监督单元：与所述动态信息采集单元连接，将获得的实时状态信息与标准工作流程进行比较，监督所述标准工作流程的执行过程是否达到成功准则，若存在执行偏差信息或执行超时，及时发出提醒信息，直至达到成功准则。

11.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基于动态定量事故风险预测的安全管理系统还包括一安全监督平台，所述安全监督平台与所述事故预测平台通过因特网连接，用于接收并显示所述事故预测平台得出的事故风险概率，对企业实施安全执法监督。

12.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述动态信息采集单元采集的信息包括企业管理信息、实时检测信息、离线检测信息和工作流程执行结果信息；所述企业管理信息对于已经设置企业管理网的企业，通过企业管理网获得，未设置企业管理网的企业，可以通过预测平台配置的输入界面人工录入；所述实时检测信息通过企业工控网获得或通过在所述动态信息采集单元中设置多个适合各种通信协议的信号输入/输出接口与现场仪表连接获得；所述离线检测信息通过定期检测获得；所述工作流程执行结果信息通过所述标准工作流程执行监督单元反馈获得。

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