中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案
安全系统工程
一、单项选择题：
1.( )是系统安全的主要观点。 [ ] A.安全是绝对的
B.安全只是系统运行阶段的要考虑的工作
C.在系统各个阶段都要进行危险源的辨识、评价和控制 D.事故是系统的危险源
2.故障类型和影响分析（FMEA）与故障类型和影响、危险度分析（FMECA）的区别是 [ ] A.前者是后者的基础 B.后者仅进行危险度分析
C.前者是定量分析，后者是定性分析 D.后者是以前者为基础的定性分析
3.事故树分析中最小割集表示 [ ] A.能使顶事件发生的基本事件集合 B.能使顶事件发生的最小基本事件集合 C.能使顶事件不发生的基本事件集合 D.能使顶事件不发生的最小基本事件集合
4.以下不属于系统安全分析方法的是 [ ] A.预先危害分析 B.事故树分析 C.危险性和可操作性研究 D.安全经济效益分析
5.不适用于方案设计阶段的系统安全方法是 [ ] A.预先危险分析 B.因果分析 C.安全检查表法 D.事故树分析
6.表述事故树中基本原因事件的符号是 [ ] A.矩形符号 B.房形符号 C.圆形符号 D.菱形符号
7.在预先危险分析中属于Ⅲ级危险源的情况不包括 [ ] A.造成人员伤亡或财物损失 B.会造成破坏性灾难事故 C.必须采取措施控制 D.可能导致事故
8.在工业领域引进安全系统工程方法有很多优越性，对其特点叙述正确的是 [ ] A.通过安全系统分析，可了解系统薄弱环节及可能导致事故的条件,从而采取措施预防事故发生 B.通过安全系统评价和优化决策，可以用较大的投资去获得基本的安全效果 C.安全系统工程的方法仅适用于工程技术优化，不适用于安全管理
D.安全系统工程与安全标准的制定无关，且不需要特意收集任何可靠性数据
9.以下关于安全检查表方法的叙述，正确的是 [ ] A.按查隐患要求列出检查项目，同类性质的问题不需要列在一起
B.安全检查表应列举需查明的所有能导致工伤或事故的不安全状态和行为 C.各类检查表都有其适用对象，虽然内容各有侧重，但可以通用
D.安全检查表格式有统一规定，不同的要求都可采用相同的安全检查表
10.预先危险性分析法（PHA）可以用于工程活动的 [ ] A.方案设计阶段 B.建造投产阶段 C.事故调查期间 D.日常运行阶段
11.故障类型及影响分析（FMEA）方法对辨识与分析工业系统中潜在危险有良好效果，以下概念在该方法表格构建中基本没被应用的是 [ ] A.故障类型 B.检查标准 C.故障原因 D.校正措施
12.事件树分析法是我国国家标准局规定的事故分析技术方法之一，对该方法分析步骤描述正确的是 [ ] A.确定初始事件-画事件树-找出与初始事件有关的环节事件-说明分析结果 B.确定顶上事件-画事件树-计算事件发生概率-说明分析结果
C.确定初始事件-找出有关的环节事件-以逻辑门连接各个事件-计算事件发生概率 D.确定初始事件-找出与初始事件有关的环节事件-画事件树-说明分析结果
13.事故树分析中最小径集表示 [ ]
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A.能使顶事件发生的基本事件集合 B.能使顶事件发生的最小基本事件集合 C.能使顶事件不发生的最小基本事件集合 D.能使顶事件不发生的基本事件集合
14.根据国家安全生产行业标准《安全评价通则》（AQ8001-2007），按项目实施阶段分类，安全评价类型不包括下列选项中的 [ ] A.安全预评价 B.安全验收评价 C.安全现状评价 D.专项安全评价
15.安全决策可通过对系统过去、现在发生的事故进行分析的基础上，运用预测技术手段，对系统未来事故变化规律作出合理判断，以下所列决策方法不属于安全决策的是 [ ] A.量本利分析决策 B.确定性多属性决策 C.决策树 D.模糊决策
二、填空题：
1.系统就是由 结合成的具有特定功能的有机整体。安全系统工程是应用系统工程的基本原理和方法,预先辨识、分析系统中存在的 ,评价并控制 ,使系统安全性达到预期目标的工程技术。
2.安全检查表的定义是运用安全系统工程的方法，发现系统以及 和 ， 、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。 3.系统的危险性除了物理和化学模式，还可能由以下一些因素造成： ， ， ， 等。
4.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 、 和 。 5.预先危险性分析的一般步骤为：确定系统，调查收集资料， ， ， ，制定措施，措施实施。 6.安全评价按照实施阶段的不同分为三类： 、 、 。
三、名词解释：
1.故障类型和影响分析（FMEA）： 2.成功树： 3.安全评价： 4.相关性原理: 5.模糊决策： 四、简答题：
1.简述安全系统工程的研究对象和研究内容。
2.简述最小割集和最小径集在事故树分析中的作用。 3.简要说明安全系统及其特点。
4.安全系统有何灰色特征？灰色系统理论在安全系统工程中有哪些应用？
5.安全预测是运用各种知识和科学手段，分析研究历史资料，对安全生产发展的趋势或可能的结果进行事先的推测和估计，这是安全决策的基础，那么安全预测的基本原理有哪些？
6.系统安全分析的目的不是分析系统本身，而是预防、控制或减少危险性，提高系统的安全性和可靠性，因此预先危险性分析（PHA）方法有其明确的分析内容，请对其分析内容归纳说明。 7.解释故障类型和影响分析方法，简单说明FMEA的步骤？
8.安全决策源于人类的安全需要和正确的风险分析，其中应包含哪些决策要素？
9.事物变化的因果关系可用一组变量来描述，即自变量与因变量之间的关系。这些依从关系一般可以分为哪两类？每一类关系的特点是什么？回归预测分析法是根据哪种关系建立回归方程的？ 10.根据系统工程的特征，在处理问题时，哪些系统工程的基本观点是值得强调的？ 11.请说明在做安全决策的过程中，决策规则是什么？有哪两种类型？
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五、计算题：
1.某事故树有三个最小割集：G1＝{X1}，G2＝{X2，X3}，G3＝{X4，X5}，求顶上事件发生的概率P(t)。已知：qi＝0.1，其中i＝1，2，3，4，5。
2.某企业需要对安全投入进行决策，预期产生安全效益是5万元。首先，调研厂区安全设施需求与市场上相应产品供应的费用是2000元，不调研则省去这笔费用；如果决定调研，那么调研后所购安全设施能够产生预期安全效益的概率为0.8，不能产生预期安全效益的概率为0.2。接下来是购置警示标志还是增添照明设施，如购置警示标志，费用是1.5万元，成功实现预期安全效益的概率为0.7，失败概率为0.3；如增添照明设施，费用2万元，成功概率0.9，失败概率0.1。请画出上述安全投入的决策树，并确定最优决策方案。
3.某专家组10人对电磁辐射危险源S进行模糊评判以形成安全决策，评判因素集U=（发射功率u1，发射时间u2），相应因素的权重集W=（0.75，0.25），划分评判等级V=（严重危害v1，肯定危害v2，可能危害v3，很难危害v4，几乎不危害v5），对电磁辐射源S伤害人员健康可能性的专家评判情况见下表，请用M(∧,∨)算法确定对上述电子辐射危险源S两个因素的综合判断结果。 严重危害 肯定危害 可能危害 很难危害 几乎不危害 发射功率 发射时间 1 1 5 3 3 4 1 1 0 1 六、分析题：
1.某城市拟对部分供水系统进行改造，改造工程投资2900万元，改造主要内容包括：沿主要道路敷设长度为15km的管线，并穿越道路，改造后的管网压力为0.5MPa；该项目增设2台水泵，泵房采用现有设施。改造工程的施工顺序为：先挖管沟，管线下沟施焊，泵房设备安装，最后将开挖的管沟回填、平整。据查，管线经过的城市道路地下敷设有电缆、煤气等管线。管沟的开挖、回填和平整采用人工、机械两种方式进行，管沟深1.5m，管道焊接采用电焊。 请根据给定的条件，(1) 采用预先危险性分析法分析说明该项目施工过程中存在的危险、有害因素； (2) 按所分析危险、有害因素，从中任意选择两种以上，制作其相应的预先危险性分析表。
2.某石灰岩地下矿山生产企业为提高其生产系统安全性，需要安全员设计安全检查表作为企业安全管理机构在生产现场安全检查依据，该安全员对矿山安全系统进行了分析，从《金属非金属矿山安全规程》中抽取相关技术标准编制安全检查表，其部分内容节录如下：
“6.1.1.3 每个矿井至少应有两个独立的直达地面的安全出口，安全出口的间距应不小于30m。 6.2.2.1 采用房柱采矿法采矿，回采过程中应认真检查顶板，处理浮石。
6.4.1.1 井下采掘工作面进风流中的空气成分，氧气应不低于20％，二氧化碳应不高于0.5％。 6.5.6.1 井下所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等，均应接地。
6.6.3.4 对接近水体的地带或可能与水体有联系的地段，应坚持“有疑必探，先探后掘”的原则探水。 6.7.1.6 井下各种油类，应单独存放于安全地点，装油的铁桶应有严密的封盖。
7.1.1 矿山企业应加强职业危害的防治与管理，做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作。” 请根据上述内容回答如下问题：（1）分析该矿山有哪些危险有害因素，只需列出其中五种并说明该类危险的特征；（2）按照题中已列出节录安全规程要求，编制简易的安全检查表，要求表格格式完整，内容只需选择其中五条或五条以上。
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参考答案
一、单项选择题：
1.C 2.B 3.B 4.D 5.B 6.C 7.B 8.A 9.B 10.A 11.B 12.D 13.C 14.D 15.A 二、填空题：
1.相互作用和相互依赖的若干组成部分 危险因素 系统风险（或：可能发生的事故） 2.设备、机器装置 操作管理 工艺
3.有害因素 外力因素 人的因素 环境因素 4.系统安全分析 系统安全评价 安全决策与控制 5.系统功能分解 分析识别危险源 确定危险等级 6.安全预评价 安全验收评价 安全现状评价 三、名词解释：
1.采取系统分割的概念，根据实际需要分析的水平，把系统分割成子系统或进一步分割成元件，找出它们可能产生的故障和故障类型，然后进一步分析各种故障类型对子系统及整个系统产生的影响，以便采取措施加以解决的方法。
2.原事故树中的逻辑或门改成逻辑与门,将逻辑与门改成逻辑或门,并将全部事件符号加上“′”, 变成事件补的形式, 这样得到的原事故树的对偶树，就是成功树。
3.(以实现安全为目的，)应用安全系统工程原理和方法，辨识与分析工程、系统、生产经营活动中的危险、有害因素，预测发生事故造成职业危害的可能性及其严重程度，提出科学、合理、可行的安全对策措施建议，做出评价结论的活动。
4.(系统工程的原理之一，)在分析和处理问题时，要恰当地分析和处理系统内外因素、各层次之间的联系(即相关性)，以达到强化整体效应的目的。
5.利用模糊数学的办法将模糊的安全信息定量化，从而对多因素进行定量评价与决策。 四、简答题：
1.[答题要点]：安全系统工程的研究对象就是“人-机-环境”系统，这三个部分就是从事生产活动的操作人员和管理人员（人子系统）,生产必需的机器设备（机子系统）、厂房等物质条件,以及生产活动所处的环境（环境子系统）。
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。其主要技术手段有系统安全分析、系统安全评价和安全决策与事故控制。
2.[答题要点]：最小割集在事故树分析中的作用, 归纳起来有四个方面:(1) 表示系统的危险性。(2) 表示顶事件发生的原因组合。(3) 为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施。(4) 利用最小割集可以判定事故树中基本事件的结构重要度和方便地计算顶事件发生的概率。
最小径集在事故树分析中的作用与最小割集同样重要, 主要表现在以下三个方面: (1)表示系统的安全性。(2)选取确保系统安全的最佳方案。(3)利用最小径集同样可以判定事故树中基本事件的结构重要度和计算顶事件发生的概率。
3.[答题要点]:安全系统是客观存在的相关事物体系中,影响人员或财物的危险因素的总和。其特点主要有:(1)系统性:与安全有关的影响因素构成了安全系统。(2)开放性：安全系统总是寄生在客体(另一个系统)中,通过客体的能量流、物流和信息流的流入——流出的非线性变化趋势,确认安全和事故发生的可能性。(3)确定性与非确定性:安全系统中各因素的动态变化既有确定性的,也有随机性和模糊性的。(4)安全系统是有序与无序的统一体：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。(5)突变性或畸变性：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。 4.[答题要点]：安全系统具有典型的灰色特征：（1）表征系统安全的参数是灰数；（2）影响系统安全的因素是灰元；（3）构成系统安全的各种关系是灰关系。 灰色系统理论在安全系统工程重的应用主要有：（1）系统内各安全因素相互影响分析的灰色关联度分析法；（2）建立安全系统微分方程模型的灰色建模法；（3）对系统安全度动态趋势的数列预测、灾变预测、季节灾变预测、拓扑预测、系统预测的灰色预测法；（4）从对付某个事件的各对策中挑选一个效果最好的安全对策所用的灰色决策法；（5）应用于安全管理和设备的，以安全系统行为预测为基础的灰色提前控制法等。
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5.[答题要点]：安全预测遵循的基本原理有：（1）系统原则：应从系统的观点考虑系统安全预测问题，把系统中影响安全的因素用集合性、相关性和阶层性协调起来。类推和概率推断原则：根据不同事件之间相互制约或共同联系规律，利用先导事件发展规律预测迟发事件的发展趋势；或根据小概率事件推断准则，事故发生概率小则系统安全，事故发生概率大则系统不安全。惯性原理：根据相同事物的发展都带有一定的延续性来推断系统未来发展趋势。 6.[答题要点]：分析的内容可归纳几个方面：（1）识别危险的设备、零部件，并分析其发生的可能性条件。（2）分析系统中各子系统、各元件的交接面及其相互关系与影响。（3）分析原材料、产品、特别是有害物质的性能及储运。（4）分析工艺过程及其工艺参数或状态参数。（5）人、机关系（操作、维修等）。（6）环境条件。（7）用于保证安全的设备、防护装置等。
7.[答题要点]：故障类型和影响分析是采取系统分割的概念，根据实际需要分析的水平，把系统分割成子系统或进一步分割成元件。然后对系统的各个组成部分进行逐个分析，寻求各组成部分中可能发生的故障、故障因素，以及可能出现的事故，可能造成的人员伤亡的事故后果，查明各种故障类型对整个系统的影响，并提出防止或消除事故的措施。 其步骤简要说明如下：（1）调查所分析系统的情况，收集整理资料。（2）危险源初步辨识。（3）故障类型、影响及组成因素分析。（4）故障危险程度和发生概率分析。（5）检测方法与预防措施。（6）按故障危险程度与概率大小，分先后次序，轻重缓急地逐项采取预防措施。
8.[答题要点]：决策的要素有（1）决策单元和决策者：决策单元常常包括决策者及共同完成决策分析研究的决策分析者，以及用以进行信息处理的设备；决策者是指对所研究问题有权利、有能力做出最终判断与选择的个人或集体。（2）准则体系：准则常具有层次结构，包含有目标和属性两类，形成多层次的准则体系。（3）决策结构和环境：必须尽量清楚地识别决策问题（系统）的组成、结构和边界，以及所处的环境条件；（4）决策规则等：一般可分为两大类：最优规则和满意规则。
9.[答题要点]：一类是确定的关系，它的特点是：自变量为已知时就可以准确地求出因变量，变量之间的关系可用函数关系确切地表示出来。
另一类是相关关系，或称为非确定关系，它的特点是：虽然自变量与因变量之间存在密切的关系，却不能由一个或几个自变量的数值准确地求出因变量，在变量之间往往没有明确的数学表达式，但我们可以通过观察，应用统计方法大致地或平均地说明自变量与因变量之间的统计关系。 回归分析法是根据相关关系（或后一种关系）建立回归方程的。 10.[答题要点]：（1）全局性的观点：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。（2）总体最优化的观点：在一些互相矛盾的功能要求中，必须有一个合理的妥协和折中，获得某种“满意性”的观点。（3）实践性的观点：注重实用，应和具体的项目和工程相结合。（4）综合性的观点：综合应用各方面的学科知识和吸收各方面的人员组成联合攻关和研讨小组开展工作。（5）定性和定量分析相结合的观点：脱离定性研究来进行定量分析，不能说明系统的本质问题；只注意对系统进行定性分析，就不可能得到最优化的结果。
11.[答题要点]：决策就是要从众多的备选方案中选择一个用以付诸实施的方案，作为最终的抉择。在做安全决策的过程中，要按照多准则问题方案的全部属性值的大小进行排序并依序择优，这种促使方案完全序列化的规则，便称为决策规则。
决策规则一般可分为两大类：最优规则和满意规则。 五、计算题：
1.某事故树有三个最小割集：G1＝{X1}，G2＝{X2，X3}，G3＝{X4，X5}，求顶上事件发生的概率P(t)。已知：qi＝0.1，其中i＝1，2，3，4，5。
解：由题意可知事故树的布尔表达式： T = X1 + X2 X3 + X4 X5 则顶上事件发生的概率
P (t) = 1 - (1- q1) (1 - q2 · q3) (1 - q4 · q5) = 1 - (1- 0.1) (1 – 0.1·0.1) (1 - 0.1·0.1) = 0.11791 （或按最小割集法
P (t) = q1 + q2q3 + q4q5 - q1q2q3 - q2q3q4q5 – q1q4q5 + q1q2q3q4q5 = 0.1 + 0.01 + 0.01 - 0.001 - 0.0001 - 0.001 + 0.00001 = 0.11791
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2.某企业需要对安全投入进行决策，预期产生安全效益是5万元。首先，调研厂区安全设施需求与市场上相应产品供应的费用是2000元，不调研则省去这笔费用；如果决定调研，那么调研后所购安全设施能够产生预期安全效益的概率为0.8，不能产生预期安全效益的概率为0.2。接下来是购置警示标志还是增添照明设施，如购置警示标志，费用是1.5万元，成功实现预期安全效益的概率为0.7，失败概率为0.3；如增添照明设施，费用2万元，成功概率0.9，失败概率0.1。请画出上述安全投入的决策树，并确定最优决策方案。 解：画出决策树如下，
成功0.7 调研可警示标志 33000 6 行0.8 2 调研 4 失败0.3 -17000 1
成功0.9 调研不28000 不调研 照明设施 3 7 可行0.2 5 失败0.1 0 -2000 -22000
根据上述数据计算各结点的收益，标示在决策树图中。 按照期望值公式计算期望值，可得
购置警示标志成功的期望值 E(6) = 0.7×33000 + 0.3×(-17000) = 18000 元 增添照明设施成功的期望值 E(7) = 0.9×28000 + 0.1×(-22000) = 23000 元 根据期望值大小判断，本题最优决策方案选择购置照明设施。
3.某专家组10人对电磁辐射危险源S进行模糊评判以形成安全决策，评判因素集U=（发射功率u1，发射时间u2），相应因素的权重集W=（0.75，0.25），划分评判等级V=（严重危害v1，肯定危害v2，可能危害v3，很难危害v4，几乎不危害v5），对电磁辐射源S伤害人员健康可能性的专家评判情况见下表，请用M(∧,∨)算法确定对上述电子辐射危险源S两个因素的综合判断结果。 严重危害 肯定危害 可能危害 很难危害 几乎不危害 发射功率 1 5 3 1 0 发射时间 1 3 4 1 1 解：将评价情况组成评判矩阵： ?0.10.50.30.10? R = ?0.10.30.40.10.1???
那么电磁辐射危险源综合评判模型为： B = W · R 将W和R代入，计算 ?0.10.50.30.10? B=(0.75 0.25) · ?0.10.30.40.10.1???
???0.75?0.1???0.25?0.1???
???0.75?0.5???0.25?0.3???
??= = (0.1 0.5 0.3 0.1 0.1) ???0.75?0.3???0.25?0.4??? ????????0.75?0.1?0.25?0.1??
? ???0.75?0.0???0.25?0.1????
归一化处理，得
B`=（0.091 0.454 0.273 0.091 0.091）
对上述电子辐射危险源S两个因素的专家综合评判结果是：9.1%专家认为严重危害，45.4%专家认为肯定危害，27.3%专家认为可能危害，9.1%专家认为很难危害，9.1%专家认为几乎不危害。因此，综合决策结果是肯定危害。（2分）
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