2017年安全工程师《安全生产管理知识》讲义31

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第二节　预警系统的建立与实现

建立预警系统需要遵循以准确、客观的统计资料为基础，以国家的法律法规为依据，以系统实用性与可操作性为出发点，兼顾硬件系统建设与软件系统结合的原则。

一、预警系统的组成及功能

1．预警系统的组成

预警系统主要由预警分析系统和预控对策系统两部分组成。

其中预警分析系统主要包括监测系统、预警信息系统、预警评价指标体系系统、预测评价系统等。监测系统是预警系统主要的硬件部分，其功能是采用各种监测手段获得有关信息和运行数据；预警信息系统负责对信息的存储、处理、识别；预警评价指标体系系统主要完成指标的选取、预警准则和阈值的确定；预测评价系统主要是完成评价对象的选择，根据预警准则、选择预警评价方法，给出评价结果，再根据危险级别状态，进行报警。

预控对策系统根据具体警情确定控制方案。

其中监测系统、预警信息系统、预警评价指标体系系统、预测评价系统完成预警功能，预控对策系统完成对事故的控制功能。

2．预警系统的功能

（1）监测系统

监测系统主要完成实时信息采集，并将采集信息存入计算机，供预警信息系统分析使用。

（2）预警信息系统

事故预警的主要依据是与事故有关的外部环境与内部管理的原始信息。预警信息系统完成将原始信息向征兆信息转换的功能。原始信息包括历史信息、现实和实时信息，同时包括国内外相关的事故信息。

【例2.1】预警信息系统主要由信息网、中央处理系统和信息判断系统组成，各子系统发挥自身的功能，完成预警的作用。下列各项功能，属于预警信息系统功能的是（　　）。[2009年真题]

A．完成将原始信息向征兆信息的转换

B．评价导致事故发生的人、机、环、管等方面的因素

C．采用各种监测手段进行监控

D．根据具体警情确定控制方案

【答案】A

【解析】事故预警的主要依据是与事故有关的外部环境与内部管理的原始信息，预警信息系统完成将原始信息向征兆信息转换的功能，原始信息包括历史信息、现实和实时信息，同时包括国内外相关的事故信息。

预警信息系统主要由信息网、中央处理系统和信息判断系统组成。信息网的作用是进行信息搜集、统计与传输；中央信息处理系统的功能是储存和处理从信息网传人的各种信息，然后进行综合、甄别和简化；信息推断系统是对缺乏的信息进行判断，并进行事故征兆的推断。上述三个系统有机地结合完成预警信息系统以下的活动：

①信息收集；

②信息处理；

③信息辨伪；

④信息存储；

⑤信息推断。

（3）预警评价指标体系系统

建立预警评价指标体系目的是使信息定量化、条理化和可操作化。预警指标按技术层次可分为潜在指标和显现指标两类。潜在指标主要用于对潜在因素或征兆信息的定量化；显现指标则主要用于对显现因素或现状信息的定量化。但在实际预警指标选取上主要考虑人、机、环、管等方面的有关因素。

①预警评价指标

所谓预警评价指标就是指能敏感地反映危险状态及存在问题的指标。建立预警评价指标、制定评价指标标准是预警系统开展识别、诊断、预控等活动的前提，是预警管理活动中的关键环节之一。

预警评价指标的构建应遵循以下原则：

a．灵敏性。即指标能准确敏感地反映危险源的真实状态。

b．科学性。即指标的选择、指标权重的确定、数据的选取、计算必须以公认的科学理论为依据，确保指标既能满足全面性和相关性要求，又能避免之间的相互重叠。

c．动态性。事故发生过程本身就是一个动态过程，因而要求评价指标应具有动态性，综合反映事故发展的趋势。

d．可操作性。尽量利用现有统计资料及有关企业、行业的安全规范和标准。

e．引导性。评价指标要体现所在行业总体战略目标，以规范和引导企业未来发展的行为和方向。

f．预见性。预警指标应选定能反映现状和预示未来的指标。

预警评价指标的确定

a．人的安全可靠性指标。包括生理因素、心理因素、技术因素。其中生理因素包括年龄、疾病、身体缺陷、疲劳、感知器官等；心理因素包括性格、气质、情绪、情感、思想等；技术因素包括经验、操作水平、紧急应变能力等。

【例2.2】预警评价指标可分为人的安全可靠性指标、生产过程环境安全指标、安全管理性指标和物质安全可靠性指标四类；其中人的安全可靠性指标又分为生理、心理和技术指标三类；这里的心理因素包括（　　）。[2010年真题]

A．风俗、时尚

B．社会知觉、角色、价值观

C．情感、气质、性格、情绪、思想

D．光照、气温、气压、湿度、风速、空气含氧量

【答案】C

【解析】人的安全可靠性指标包括生理因素、心理因素、技术因素。其中生理因素包括年龄、疾病、身体缺陷、疲劳、感知器官等；心理因素包括性格、气质、情绪、情感、思想等；技术因素包括经验、操作水平、紧急应变能力等。

b．生产过程的环境安全性指标。包括内部环境、外部环境。其中内部环境包括作业环境和内部社会环境，作业环境包括作业场所的温度、湿度、采光、照明、噪声、振动等，企业内部社会环境包括政治、经济、文化、法律等环境。外部环境包括自然环境和社会环境，其中自然环境包括自然灾害、季节因素、气候因素、时间因素、地理因素等，社会环境包括政治环境、经济环境、技术环境、法律环境、管理环境、家庭环境、社会风气等。

c．安全管理有效性的指标。包括安全组织、安全法制、安全信息、安全技术、安全教育、安全资金。其中安全组织包括安全计划、方针目标、行政管理。安全法制包括安全生产相关法规、规章制度、作业标准等。安全信息包括指令信息、动态信息、反馈信息等。安全技术包括管理方法、技术设备等。安全教育包括职业培训、安全知识宣传等。安全资金包括资金数量、资金投向、资金效益等。

d．机（物）的安全可靠性指标。包括设备运行不良、材料缺陷、危险物质、能量、安全装置、保护用品、贮存与运输、各种物理参数（温度、压力、浓度等）指标。该类指标选择时，应根据具体行业确定。

②预警准则的确定

预警准则是指一套判别标准或原则，用来决定在不同预警级别情况下，是否应当发出警报以及发出何种程度的警报。预警准则的设置要把握尺度，如果准则设计过松，则会使得有危险而未能发生警报，即造成漏警现象，从而削弱了预警的作用。如果预警准则设置过严，则会导致不该发警报时却发出了警报，即导致误警，会使相关人员虚惊一场，多次误警会导致相关人员对报警信号失去信任。预警准则根据不同预警方法，具有不同形式。

【例2.3】用来决定在不同预警级别情况下，是否应当发出警报以及发出何种程度警报的判别标准是（　　）。[2008年真题]

A．预警准则

B．安全标准

C．作业标准

D．预警体系

【答案】A

【解析】预警准则是指一套判别标准或原则，用来决定在不同预警级别情况下，是否应当发出警报以及发出何种程度的警报。预警准则的设置要把握尺度，如果准则设计过松，则会出现有危险而未能发生警报，即造成漏警现象，从而削弱了预警的作用。如果预警准则设置过严，则会导致不该发警报时却发出了警报，即导致误警，会使相关人员虚惊一场，多次误警会导致相关人员对报警信号失去信任。

根据对评价指标的内在特性和了解程度，预警方法有指标预警、因素预警、综合预警三种形式，但在实际预警过程中往往出现第四种形式，即误警与漏警。

a．指标预警。指根据预警指标数值大小的变动来发出不同程度的报警。如要进行报警的指标为X，如图6-3，它的安全区域为[Xa，Xb]，其初等危险区域为[Xc，Xa]和[Xb，Xd]，其高等危险区域为[Xe，Xc]和[Xd，Xf]，则预警准则如下：

当Xa≤X≤Xb时，不发生报警；

当Xc≤x≤Xa或Xb≤X≤Xd时，发出一级报警；

当Xe≤X≤Xc或Xd≤X≤Xf时，发出二级报警；

当X≤Xe或X≥Xf时，发出三级报警。

b．因素预警。当某些因素无法采用定量指标进行报警时，可以采用因素预警。该预警方法相对于指标预警是一种定性预警，如在安全管理中，当出现人的不安全行为、管理上缺陷时，就会发出报警。预警准则如下：

因素X出现时，发出报警；

因素X不出现时，不发出报警。

这是一种非此即彼的警报方式。

当预警指标X属于不确定（随机）因素，则须用概率的形式进行报警。

c．综合预警。即将指标预警和因素预警结合起来，并把诸多因素综合进行考虑，得出的一种综合报警模式。

d．误警和漏警。误警有两种情况：一种是系统发出某事故警报，而该事故最终没有出现；另一种是系统发出某事故警报，该事故最终出现，但其发生的级别与预报的程度相差一个等级（如发出高等级警报，而实际上为初等警报）。一般误警指前一种情况，误警原因主要是由于指标设置不当，警报准则过严（即安全区设计过窄，危险区设计过宽），信息数据有误。

漏警是预警系统未曾发出警报而事故最终发生的现象。主要原因一是小概率事件被排除在考虑之外，而这些小概率事件也有发生的可能，二是预警准则设计过松（即安全区设计过宽，危险区设计过窄）。

【例2.4】根据对评价指标的内在特性和了解程度，预警方法主要有三种，下列有关预警方法的说法，正确的是（　　）。[2010年真题]

A．预警方法包括指标预警、因素预警和综合预警

B．指标预警是根据预警指标数值大小的变化而发出不同程度的预警

C．如果出现工人误操作，就发出报警，这种预警方法属于因素预警

D．指标预警属于定性预警方法

E．因素预警属于定量预警方法

【答案】ABC

【解析】预警方法有指标预警、因素预警、综合预警三种形式，但在实际预警过程中往往出现第四种形式，即误警与漏警。指标预警是根据预警指标数值大小的变动来发出不同程度的报警，属于定量预警方法；因素预警是当某些因素无法采用定量指标进行报警时所采用的一种报警方式，相对于指标预警是一种定性预警。

③预警阈值确定

预警阈值确定原则上既要防止误报又要避免漏报，若采用指标预警，一般可根据具体规程设定报警阈值，或者根据具体实际情况，确定适宜的报警阈值。

若为综合预警，一般根据经验和理论来确定预警阈值（即综合指标临界值）。

（4）预测评价系统

①评价对象

预警系统中评价对象是导致事故发生的人、机、环、管等方面的因素。从事故的发展规律来看，评价对象亦是生产过程中“外部环境不良”和“内部管理不善”等方面因素的综合。这些因素构建了整个预警的信号系统。

②预测系统

预测系统的功能是进行必要的未来预测，主要包括：

a.对现有信息的趋势预测，其预测方程是：y=f（t），式中y是预测变量，t是时间。

b.对相关因素的相互影响进行预测，其预测方程为：y=f（x₁，x₂，…x_n）。

式中y是预测变量，x₁，x₂：，……x_n为影响变量y的一些相关变量。

c.对征兆信息的可能结果进行预测。

d.对偶发事件的发生概率、发生时间、持续时间、作用高峰期以及预期影响进行预测。

③预警系统信号输出及级别

对评价对象经过监测、识别、诊断、预测等活动过程后，预警系统需要对整个生产活动的安全状况做出评估，即预警系统信号输出和预警级别的给出。

预警信号一般采用国际通用的颜色表示不同的安全状况，按照事故的严重性和紧急程度，颜色依次为蓝色、黄色、橙色、红色，分别代表一般、较重、严重和特别严重四种级别（Ⅵ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级）。四级预警如下：

Ⅰ级预警，表示安全状况特别严重，用红色表示。

Ⅱ级预警，表示受到事故的严重威胁，用橙色表示。

Ⅲ级预警，表示处于事故的上升阶段，用黄色表示。

Ⅳ级预警，表示生产活动处于正常生产状态，用蓝色表示。

对于预警管理活动，蓝色和黄色应用价值最大。一般信号输出和预警级别表示方法有以下两种：

a.时序性预警信号输出

时序性预警级别反映了连续而且全面的预警信息波动趋势，例如各种工业生产过程中物理参数监测的数据变化，直接反映了危险性的大小和级别。该级别确定是以时间为横向坐标，一般设定生产周期或季、月为规定的间隔区，纵坐标设定为预警信号数值的定时输出。如图6-4所示。

【例2.5】在工业生产过程中，监测的物理参数的变化直接反映了危险场所的危险性大小和预警级别。反映连续预警信息趋势的预警信号输出属于（　　）预警。[2008年真题]

A．安全风险

B．时序性

C．概率性

D．严重性

【答案】B

【解析】时序性预警级别反映了连续而且全面的预警信息波动趋势，例如各种工业生产过程中物理参数数据变化，直接反映了危险性的大小和级别。该级别确定是以横向为时间坐标，一般设定为生产周期或季、月为规定的间隔区，纵坐标设定为预警信号数值的定时输出。

b.安全风险预警信号输出

通过对生产活动过程中的以实体形态存在的第一类危险源（如油罐、锅炉等设施设备）状态信息和第二类危险源（如人、机、环境条件的不符合或隐患状态）状态信息，进行信息的识别、诊断、评价，然后根据事故的严重程度和可能性给出安全风险预警级别。

严重程度等级根据有关行业标准和实际情况可分为多级，事故发生的可能性根据历年有关统计和生产状况不同设定不同级别。

二、预警系统的实现

完善的预警系统为实现事故预警提供了物质基础，预警系统通过预警分析和预控对策实现对事故的预警和控制，预警分析完成监测、识别、诊断与评价功能，而预控对策完成对事故征兆的不良趋势进行纠错和治错的功能。

1．监测

监测是预警活动的前提，监测的任务包括两个方面：

（1）对安全生产中的薄弱环节和重要环节进行全方位、全过程的监测，同时收集各种事故征兆，并建立相应数据库；

（2）对大量的监测信息进行处理（整理、分类、存储、传输），建立信息档案，进行历史的和技术的比较。

监测过程的主要工作手段，是应用科学的监测指标体系实现监测过程的程序化、标准化和数据化。

监测活动的主要对象是生产过程中可能导致事故的安全管理薄弱环节和重要环节。

2．识别

识别是运用评价指标体系对监测信息进行分析，以识别生产活动中各类事故征兆、事故诱因，以及将要发生的事故活动趋势。

识别的主要任务是应用“适宜”的识别指标，判断已经发生的异常征兆、可能的连锁反应。

3．诊断

对已被识别的各种事故现象，进行成因过程的分析和发展趋势预测，以明确哪些现象是主要的，哪些现象是从属的、附生的。

诊断的主要任务是在诸多致灾因素中找出危险性最高、危害程度最严重的主要因素，并对其成因进行分析，对发展过程及可能的发展趋势进行准确定量的描述。诊断的工具是企业特性和行业安全生产共性相统一的评价指标体系。

4．评价

对已被确认的主要事故征兆进行描述性评价，以明确生产活动在这些事故征兆现象冲击下会遭受什么样的打击，判断此时生产所处状态是正常、警戒，还是危险、极度危险、危机状态，并把握其发展趋势，在必要时准确报警。

监测、识别、诊断、评价这四个预警活动，是前后顺序的因果联系。

（1）监测活动是预警系统活功开展的前提，没有明确和准确的监测信息，后三个环节的活动就是盲目的，甚至是无意义的。

（2）识别活动是至关重要的环节，它对事故现象的判别，可使企业生产安全管理在繁杂多变的致灾因素中能确定预警工作重点，也使诊断和评价活动有明确的目标。

（3）诊断活动和评价活动是技术性的分析过程，它对主要事故现象的成因与过程的分析，以及对事故损失后果的评价，可使企业在采取预控对策或者危机管理对策时有科学的判识依据。

整个预警活动过程，呈现一种前后有序、因果关联的关系。其中，监测活动的监测信息系统，是整个预警管理系统所共享的，识别、诊断、评价这三个环节的活动结果将以信息方式存入到监测系统中。另外，这四个环节活动所使用的评价指标，也具有共享性和统一性。

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