安全知识复习讲义预警系统的建立与实现.docx
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安全知识复习讲义预警系统的建立与实现
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
（一）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。
（二）预警系统的功能
1.监测系统
此系统通过采集监测对象（如温度、压力、液位等）传感器的输
出信号，将信号经过模拟/数字转换后形成数字信号输出，或数字式传感器直接输出信号，这些信号通过传输设施（同轴电缆、控制线、
电源线、双绞线等）送入计算机进行处理，处理结果经由输出接口输
出或通过人机接口输出到操作控制台的显示器、LED显示器、监控系
统大屏幕、记录仪、打印机等外围设备上。
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。
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入的各种信息，然后进行综合、甄别和简化；信息判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。
通过对各种实时监测信息来源进行组合和相互印证，使零散信息转变为整体化的具有预报性的可靠信息。
（2）信息处理。
对各种监测信息进行分类、整理与统计分析，使之成为可用于预警的有用信息
（3）信息辨伪。
由于某些信息只反映表面现象而不能反映实质，因时间滞后而导致信息过时；系统的非全息性使部分信息不能完全反映整体；信息传输环节过多导致失真，造成伪信息的出现。
伪信息往往会导致预警系统的误警和漏警现象发生，它所产生的风险比信息不全所产生的风险更加严重。
因此对于初始信息不能直接应用，必须加以辨识，去伪存真。
信息辨伪的方法有五种：
1）进行多种信息来源的比较印证，如果相互之间存在矛盾，则必定信息来源有误。
2）分析信息传输过程，以弄清信息所反映的时间点，并分析传输中可能出现的失误。
3）进行事理分析，如果信息与事理明显相悖，信息来源有误。
4）反证性分析。
即建立信息与目前事件状态之间关系，然后由目前事件反证原有信息，若反证结果与原有信息偏误较大，则证明信息来源有误或过时。
5）不利性反证。
即假定信息为真，然后分析在这种假设下可能出现的不利情况，若这种不利情况很多很严重，则这种信息应慎用。
（4）信息存储。
信息存储目的是进行信息积累以供备用，应不断更新与补充。
（5）信息推断。
利用现有信息或缺乏的信息进行判断，并进行事故征兆的推断。
由于预警信息系统完成将原始信息向征兆信息转换的功能，因此要求信息基础管理工作必须满足以下条件：
（1）规范化。
每个工作岗位都需要有明确的责任和定量的要求，信息来源符合一致性要求。
（2）标准化。
采集信息过程中的计量检测等都应有精确的技术标准。
（3）统一化。
各类报表、台账、原始凭证都要有统一格式和内容，统一分类编码。
（4）程序化。
数据的采集、传递和整理都要有明确的程序、期限和责任者。
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
1）建立预警评价指标的原则
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：
1灵敏性。
即指标能准确敏感地反映危险源的真实状态。
2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。
3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。
4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。
5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。
6预见性。
预警指标应选定能反映现状和预示未来的指标。
2）预警评价指标的确定
1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。
2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。
外部环境包括白然环境和社会环境，其中白然环境包括白然灾害、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。
3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。
4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%
（2）预警准则的确定
1）预警准则
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。
2）预警方法
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。
1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1，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当xc当xe当x图1报警分级图
2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。
3综合预警。
即将上述两种方法结合起来，并把诸多因素综合进行考虑，得出的一种综合报警模式。
4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）。
（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）。
如综合指标值接近或达到这个阈值时，就意味着将有事故出现，可以将此时的综合预警指标值确定为报警阈值。
4.预测评价系统
（1）评价对象
从安全系统原理的角度出发，事故是由物的不安全状态、人的不
安全行为、环境的不良状态以及管理缺陷等方面的因素造成的。
因此，
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：
1）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。
2）对相关因素的相互影响进行预测，其预测方程为：
y=f（xi,X2,……，Xn）。
式中y是预测变量，xi,X2,,Xn为影响变量y的一些相关变量。
3）对征兆信息的可能结果进行预测。
4）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。
它是预警活动的重要成果之一。
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（w、m、n、I级）。
四级预警如下：
I级预警，表示安全状况特别严重，红色表示。
II级预警，表示受到事故的严重威胁，用橙色表示。
ni级预警，表示处于事故的上升阶段，用黄色表示。
w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。
D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2所示。
蓝色一安全（iv级）；黄色一一般（m级）
橙色一严重（II级）；红色一特别严重（I级）
图2时序性预警级别
2）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。
如图3所示。
m
n
I
I
IV
n
I
IV
nf
n
i
IV
m
n
i
挈
可忽略的
局部昨的区域性的灾雄性的
严重度
图3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：
一是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；二是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。
即通过对历史数据、即时数据的整理、分析、存贮，建立预警信息档案，信息档案中的信息是与整个预警系统共享的，它将监测信
息及时、准确地输入下一预警环节。
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。
所谓“适宜”，是针对本企业（或行业）事故的基本
情况和事故的发展趋势而建立起来的识别指标，它既不是简单的企业（行业）已发生事故的历史纵向比较，也不是简单的同其他企业（行
业）发生事故情况进行的社会横向比较，而是在横向、纵向比较的双重评价之下，针对生产在特定条件下应该实现的事故控制绩效，结合
企业外部环境的安全状态，综合判定生产过程是否发生或即将发生事故现象。
（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。
其风险可能是静态的，可能是动态的。
有的是比较明显的，有的是潜在的。
一方面可通过感性认识和历史经验来判断，另一方面则是通过对各种客观的事故记录进行整理、分析和归
纳，必要时咨询专家的意见。
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。
监测活动是预警系统活动开展的前提，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。
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。
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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