關于整體化系統(tǒng)安全分析模型的研究
作者：鄭曉敏
目前,用于系統(tǒng)安全分析的方法眾多，方法之間又各有區(qū)別．各有適用范圍，導致企業(yè)安全管理人員在日常的安全管理中，不能有效的選取恰當?shù)姆治龇椒ㄟM行系統(tǒng)安全分析。使得在系統(tǒng)安全分析方法的選擇上針對性不強，方法單一，難以有效、徹底地調查分析系統(tǒng)危險有害因素。因此，亟需一種方法選擇體系對已有的系統(tǒng)安全分析方法進行有效整合，以解決系統(tǒng)安全分析過程中系統(tǒng)性不強、全面性不足的問題�；诖�，本文在總結各系統(tǒng)安全分析方法的基礎上，根據(jù)“霍爾三維模型”的相關理論，結合“邏輯維”中分析問題的思維方法，以及典型行業(yè)在系統(tǒng)安全分析中方法選擇的特點，確定出系統(tǒng)安全分析過程中最有效的單步分析方法和分析方法的循環(huán)組合，以實現(xiàn)對復雜巨系統(tǒng)的安全分析。
1 系統(tǒng)安全分析方法
目前，系統(tǒng)安全分析方法可按照數(shù)理方法將分析方法分為定性和定量兩類，定性分析方法主要包括：安全檢查表分析(SCL. Safety Checklist Analy-sis)、預先危險性分析(PHA. Preliminary Hazard A．nalysis)、危險與可操作性分析(HAZOP. Hazard andOperability Analysis)等；定量分析方法主要包括：事件樹分析( ETA．Event Tree Analysis)、事故樹分析（FTA. Fault Tree Analysis）、故障類型及影響分析(FMEA. Failure Mode and Effects Analysis)、原因一后果分析( CCA. Cause - Consequence Analysis)和系統(tǒng)可靠性分析( SRA. System Reliability Analysis)等。將上述各分析方法進行歸納總結，可以將其分析步驟歸納如表1。
通過表1可根據(jù)各方法的實施步驟進行系統(tǒng)安全分析，但在企業(yè)日常的安全管理中，所面臨的大多為復雜多變的巨系統(tǒng)。而各系統(tǒng)分析方法又各有側重，各有優(yōu)點，僅靠其中的一個或兩個分析方法，并不能全面、系統(tǒng)的辨識整個系統(tǒng)的危險有害因素，進而系統(tǒng)的安全評價工作也無法有效的開展。所以，對系統(tǒng)危險有害因素的辨識要做到“橫向到邊，縱向到底”，就需要綜合多種分析方法對系統(tǒng)進行
分析。
2 系統(tǒng)安全評價基本流程
通過對目前安全評價基本流程的分析調查，大致流程概述為：首先，確定被分析對象所屬生命周期，即生命節(jié)點；其次，根據(jù)“安全評價類型”與“系統(tǒng)生命軸線”的關系，確定安全評價的類型；再次，根據(jù)系統(tǒng)特征和所選擇的評價類型，選擇恰當?shù)南到y(tǒng)安全分析方法。最后，根據(jù)分析結果進行評估，編寫報告。基本流程如圖1所示。
圖1介紹了安全評價的基本流程，但在具體的實現(xiàn)過程中，仍存在一些問題。例如Q1：“如何根據(jù)系統(tǒng)生命節(jié)點確定評價類型？即對于系統(tǒng)生命周期中的每一個生命節(jié)點需要進行哪些安全評價？”；Q2:“如何根據(jù)評價類型確定系統(tǒng)安全分析方法？即在確定了安全評價類型后，哪些安全分析方法適用于該評價類型？”；Q3：“如何選擇方法組合進行深人分析？即在安全評價過程中，當需要選擇多種分析方法時，哪些分析方法之間可以組合，達到協(xié)同、循環(huán)、深入的分析？”。由于圖1中所展示的“安全評價基本流程”并未對上述問題進行詳細說明，缺乏各步驟的實現(xiàn)細節(jié)，致使系統(tǒng)安全分析過程難以實現(xiàn)全面、系統(tǒng)、深入、細致的分析，系統(tǒng)安全評價也難以保證完整性。
因此，在分析安全評價基本流程的基礎上，本文提出了‘系統(tǒng)安全分析四階段法”的思維模型，以解決Q1.Q2和Q3的問題。該四段法包括：“系統(tǒng)生命節(jié)點的確定階段”、“評價類型的選擇階段”、“分析方法的確定階段”和“組合矩陣的循環(huán)階段”。在“評價類型的選擇階段”，提出了“評價類型確定表”；在“分析方法的確定階段”，提出了“評價類型的安全分析方法使用推薦系數(shù)表”和“安全分析方法行業(yè)適用性推薦系數(shù)表”，用以指導系統(tǒng)安全分析方法的選擇；在“組合矩陣的循環(huán)階段”，提出了“安全分析方法組合矩陣”，通過該組合矩陣分析人員能在系統(tǒng)分析過程中準確地找到下一層分析方法，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面深入分析。
3 系統(tǒng)安全分析四階段法
3.1 第一階段：系統(tǒng)生命節(jié)點的確定階段
為方便系統(tǒng)安全分析過程中確定系統(tǒng)所處生命周期的節(jié)點。以系統(tǒng)工程方法學為理論基礎，利用霍爾三維模型中“時間維”的分類準則，將需要分析的對象（系統(tǒng)）按生命周期劃分，得到所要分析系統(tǒng)的生命軸線，如圖2。
在系統(tǒng)分析的第一階段，需要準確的確定目標系統(tǒng)的生命節(jié)點。針對分析對象的主要特征和工作運行內容，了解其功能結構。并根據(jù)當前系統(tǒng)主要工作內容和圖2中系統(tǒng)生命軸線的劃分方法，確定當前分析對象所處的生命周期節(jié)點。
3.2第二階段：評價類型的確定階段
在系統(tǒng)生命節(jié)點確定后，為了能方便準確地確定當前評價工作的類型，通過對系統(tǒng)各階段安全評價目標和需求的總結，并對各評價類型的目的及適用性范圍進行歸納。同時依據(jù)“安監(jiān)總局第36號令”和《安全評價通則》等法律規(guī)范的要求。將系統(tǒng)的各生命節(jié)點安全評價的需求與各評價類型目的的交集歸人表中，并用“、√”表示映射對應關系，最終形成“評價類型確定表”（如表2），實現(xiàn)從、“系統(tǒng)生命節(jié)點”的劃分到“安全評價類型”的確定過程。
利用表2的對應關系，便可以根據(jù)系統(tǒng)所在生命周期節(jié)點，確定當前系統(tǒng)應該完成的評價工作類型。
3.3第三階段：分析方法的確定階段
明確當前系統(tǒng)所需的安全評價工作類型后，下一步需要確定初步安全分析方法。首先將各類分析方法整理歸類，根據(jù)各安全評價方法的特點及適用范圍，結合專家評議法（或專家評分法）對各分析方法進行分析、討論，通過專家獨立評分的均值A確定各評價方法在不同安全評價工作類型中的適用級別：
式中：A表示專家評分的均值，n表示專家人數(shù)，a i表示第i個專家的評分。評分級別采用5分制，適用度優(yōu)為5分，良為4分，中為3分，差為2分，不適用為1分。最后歸納總結得出“評價類型的安全分析方法使用推薦系數(shù)表”（如表3）。
通過評價類型的安全分析方法使用推薦系數(shù)表，可以初步篩選出該階段較適宜的評價方法集合。其次，由2015年最新修訂的“安監(jiān)總局第36號令”以及《安全評價通則》中對需要做安全評價的企業(yè)進行劃分，共劃分13類，這13類企業(yè)分別為“礦山”、“能源開采及供應”、“冶金”、“機械加工與制造”、“建筑”、“�；�”、“煙花爆竹及民爆”、“食品醫(yī)藥”、“倉儲運輸”、“商貿服務”、“紡織”、“水利工程“和“廢品回收”。根據(jù)這13類企業(yè)的風險特點和資源結構特點，同樣結合專家評議法，對各個系統(tǒng)安全分析方法的行業(yè)適應性進行獨立評分，并統(tǒng)計得出各方法在不同行業(yè)中的適用性系數(shù)，如表4。
最后，由表4得到的較適宜初步方法集合，并通過表5得到的方法集合進行交叉求集，便能得出在該行業(yè)中，需要完成某項安全評價類型時的最佳初步方法。
3.4第四階段：組合矩陣的循環(huán)階段
根據(jù)初始分析檢查結果，對系統(tǒng)中危險性較大的某個點、某種事故或某個設備等進行進一步詳細的分析時，應通過各種分析方法的綜合使用，全面的分析系統(tǒng)中的危險有害因素，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的潛在危險以及事故演化過程中導致事故發(fā)生的各個環(huán)節(jié)。因此，提出一種“循環(huán)組合矩陣模型”，該矩陣基于二元對比理論實現(xiàn)了常見系統(tǒng)分析方法的組合使用，通過該矩陣可有效的選取一種適用的分析方法對被分析對象進行下一步循環(huán)分析，解決了不同系統(tǒng)安全分析方法的組合搭配問題，如表5。
該矩陣的編制方式采用行優(yōu)先式，主要反映各方法間的組合使用性。假設將上述矩陣表命名為為
“、√”則表示第i行的方法分析完成后，還可根據(jù)需要選擇第j列的方法進行進一步的循環(huán)分析；若表中aij行中某項標記為“×”則表示第j列的方法不能與第i行方法組合，進行下一步的循環(huán)分析�，F(xiàn)舉例說明該表的使用方法如下：
1)首先根據(jù)前3個階段選定第一個適用的分析方法，在此假設選SCL進行分析；
2)針對SCL的分析結果，當需要對某環(huán)節(jié)進行進一步分析時，則可從SCL所在的第一行中看出，可與SCL配合使用的有“a13-a8”6種方法，這時可根據(jù)第三階段中的“推薦系數(shù)表”和研究對象的特征進行對比，從中選擇一個作為第二個分析方法，在此假設選ETA，進行該環(huán)節(jié)的進一步詳細分析。
3)針對ETA的分析結果，當需要對ETA分析結果中風險較大的結果事件進行進一步分析時，可從ETA所在的第三行中“a31、a34、a37、a38”四種對應的方法中繼續(xù)選擇，在此假設選FTA，將需進一步分析的事件作為FTA頂事件進行分析。
4)以此類推，循環(huán)分析，直到達到分析目的為止。
從該組合矩陣可以看出：①除SRA外的所有安全分析方法，均可找到與之搭配的下一層分析方法，對問題做進一步的詳細分析；②除HAZOP之外的所有分析方法，定性分析完之后均可根據(jù)SRA確定典型環(huán)節(jié)的可靠性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)定量分析；③在利用SRA對典型環(huán)節(jié)的可靠性數(shù)據(jù)確定后，沒有對應的下一層分析方法，即系統(tǒng)安全分析結束。
4 系統(tǒng)安全分析方法流程體系
根據(jù)上述4個階段的分析，利用霍爾三維模型的相關理論，結合邏輯維分析問題的方法，用既定的步驟和解決問題的邏輯將上述各個階段串聯(lián)起來，形成一套用固定套路完成系統(tǒng)安全分析的思維模型。該思維模型提出了系統(tǒng)安全分析中4個階段的流程圖，通過對系統(tǒng)生命周期節(jié)點的確定，對系統(tǒng)安全評價類型的確定，對初步安全分析方法的確定，到對系統(tǒng)進行安全循環(huán)分析。構建了一個利用多種分析方法組合的“系統(tǒng)安全分析四階段法”的普適性思維模型。當對系統(tǒng)所有劃分單元的危險有害因素及可能導致的后果和程度進行調查和安全分析后，并提出合理可行的安全對策措施時，為系統(tǒng)安全分析的結束。否則，繼續(xù)對未能提出安全對策措施的單元存在的安全隱患進行下一輪的循環(huán)分析，見圖3。
5 總結
1)本文基于系統(tǒng)工程方法論中“霍爾三維模型”的相關理論，結合“邏輯維”中的思維方法，提出了一套普適性的系統(tǒng)自己的四階段安全分析方法模型。通過該方法，安全管理人員能方法明確、思路清晰的完成系統(tǒng)安全分析評價工作。
2)通過對常見系統(tǒng)安全評價方法的總結，并依據(jù)最新法律法規(guī)的更新，借助霍爾理論中“時間維”的分類準則，重新調整了系統(tǒng)各生命周期節(jié)點所適用的安全評價工作類型，形成了“評價類型確定表”。
3)通過對比各種系統(tǒng)安全分析方法的特點和使用范圍，并采用專家評議法對各分析方法在評價工作類型和行業(yè)類別中的適用性等級進行評分，提出了“評價類型的安全分析方法使用推薦系數(shù)表”和“安全分析方法行業(yè)適用性推薦系數(shù)表”，通過兩種表的交叉集合能快速準確的確定出系統(tǒng)安全分析過程中的初步方法。解決了“在進行初始系統(tǒng)分析過程時，由于各系統(tǒng)所處行業(yè)的功能結構和風險因素不同，難以選擇一種適用于該系統(tǒng)的分析方法”的問題。
4)基于二元對比理論，提出了“安全分析方法組合矩陣”，通過該矩陣可有效選取一種適用的分析方法對被分析對象進行進一步循環(huán)分析，解決了不同系統(tǒng)安全分析方法的組合搭配問題。
6摘要：為了解決目前各系統(tǒng)安全分析方法側重點不同，而分析對象又各有差異，在安全分析過程中各方法無法協(xié)同交叉使用，導致危險源辨識不夠全面的問題。采用“霍爾三維模型”中，“邏輯維”分析問題的方法，研究了系統(tǒng)安全分析過程中的思維方式，提出了一種適用于企業(yè)安全分析的“系統(tǒng)安全分析四階段法”。該方法明確了安全分析方法的選擇過程，提出了系統(tǒng)安全分析方法循環(huán)使用的組合矩陣，并構建了系統(tǒng)自a的多階段安全分析的普適性模型。
