安全科学第一定律-如何科学量化安全

原创 罗云团队 星罗云布 2022-02-09 09:23

提高安全理论水平，提升智慧安全能力。让安全应急管理更科学、更有效！

安全基本原理

安全公理、定理与定律

01

 导言

• 公理、定理与定律是安全科学的三大基本理论体系
  

• 安全科学定律包括：三大理论定律和四大经验定律

• 安全科学第一定律是：安全度量定律

• 定量化是科学的最基本特征

• 学科发展的成熟度取决于定量化水平或程度

• 安全风险的量化理论对大安全（国家总体安全）具有普适性

科学定律（The Laws of science）是对自然界客观规律的认识，反映事物、现象之间内在的、必然的、本质的联系，是科学理论的核心。如力学有牛顿三大定律、电学有欧姆定律、经济学有价值定律等。

安全科学定律，也称安全定律或安全法则，是基于安全的科学定义或公理、原理推理和事故灾害现象分析归纳出的安全科学规律。安全定律可分为理论定律和经验定律两大类。

安全定律科学揭示了安全事物（系统安全、安全活动、事故灾害等）在特定条件下的一般性和基础性的规律，是安全科学三大基本理论体系（公理、定理和定律）重要方面，是安全科学量化分析研究、安全风险科学分级防控、本质安全体系构建、事故灾害有效防范、安全管理科学决策等安全活动的理论基础。

至今，安全理论界（公共安全、社会安全、生产安全领域）认识到的最基本、最精典、最著名的安全定律或法则有：

三大理论定律：

• 定律1：安全度量定律，揭示系统的安全量化规律；
• 定律2：风险最小化定律，揭示安全风险分级防控规律；
• 定律3：本质安全定律，揭示本质安全规律；

四大经验定律：

• 定律4：海因里希定律（事故金字塔法则），揭示事故统计“灯塔”规律；
• 定律5：墨菲定律（墨菲法则），揭示事故灾害的不确定性（小概率）规律；
• 定律6：安全效益法则，揭示了安全“成本-效益”规律；
• 定律7：安全效率定律，揭示了安全策略效率规律。

安全科学定律

 安全科学定律1 

安全度量定律

01

 立论

概念：安全度量定律也称安全函数定律，是对系统安全性或安全程度的定量规律表达。安全度量定律揭示了系统安全的量化规律。

内涵：安全度量定律的涵义是：安全可以通过“安全度”或“安全函数”来衡量，安全函数是度量系统安全程度或水平的尺度，其数学表达式是：

安全度 S = F（R）

              = 1－R（p ,l），S≤1，且≥0。

式中：R—系统风险度；p—事故灾害发生的可能性（概率）；l—事故灾害的严重性。

注：安全度S可以度量自然系统（风暴、雷电、区域、山体等）、技术系统（危险源、风险源、建筑体、设备、设施、装置等）、社会系统（地区、城市、社区、居家等）、组织系统（行业、企业、公司、班组等）的安全程度或水平。

02

 精义

安全科学第一定律-安全度量定律是基于安全的科学定义和安全第二公理的推理和数学建模得出的。

安全科学第一定律具有四层含义：

一是。人们可以通过度量风险来度量安全，安全度概念为“衡量系统风险控制能力的尺度”。

二是给出了安全量化的数学表达式：安全取决于风险，安全是风险的函数，风险是安全的变量，安全程度取决于风险程度或水平。因此，管控安全实质是管控风险，控制系统的安全水平实质上是控制系统的风险水平。

三是表明了安全与风险的关系：安全度与风险度相互成反比，安全与风险既对立又统一。二者具有互补的关系，此消彼长；安全程度水平高，风险度就低，事故发生的概率和可能损失就小；反之，风险度水平高，安全度水平就低，事故发生的概率和可能损失就大。因此，要想提高系统的安全度，必须从降低风险程度入手。

四是指出了实现安全最大化的技术路径：风险最小化，才能成就安全最大化；同理，实现安全最大化需要做到风险最小化；风险度为＂0＂，则安全度为100%（绝对安全）。

03

 应用

       安全度量定律推理出安全科学应用的4个基本定量函数，可以应用于不同对象、不同层面的安全定量分析。

1.安全风险函数

风险函数也称风险定量函数，既是应用于数学表达，也可应用于逻辑表达：

第一表达式：Ｒ＝F(P,L）＝ P  L

或 

第二表达式：Ｒ＝F(P,L,S）＝P ´ L ´ S

式中：P–事故概率函数；L-事故后果严重度函数；S-事故损害敏感度函数。

经典的风险函数常用第一表达式，现代的风险函数用第二表达式。其区别在于，第一表达式将风险本体的发生概率与风险受体（对象）的损害概率综合考虑，而第二表达式强调了风险受体（可能伤害）的条件概率，即将风险加害对象的情境敏感性独立进行分析。因此，第二表达式在风险定量分析时，由于分析因素的全面、具体，使得分析结果更为科学、合理。

2.事故（灾害）概率函数

概率函数也就是事故发生的可能性函数，表述事故发生的可能性水平，与风险成正比：

P ＝F (4M )＝F(人因,物因,环境,管理)

上式表明：事故发生的可能性P与人因(Men)─人的不安全行为、物因(Machine)─机的不安全状态、环境因素(Medium)─生产环境的不良、管理因素(Management)─管理的欠缺有关；

3.事故（灾害）后果函数

后果函数也就是事故严重度函数，是事故发生可能造成损害（人员伤害、财产损失、环境危害、社会影响等全面损害）的程度，与风险成正比：

L ＝F (人员伤害，财产损失，环境影响，社会影响，危险性因素，环境条件，应急能力……)

上式表明：事故可能的后果严重性L与可能危及的人员、财产、环境、社会，以及能量、规模、客观的危险性和环境因素、应急能力等有关。

4.  事故（灾害）情境函数

情境函数也就是事故危害的敏感性函数，表述事故发生后受体损害的敏感性水平，与风险成正比：

S ＝F(时间因素，空间因素，对象因素，系统条件因素)

上式表明：事故的损害敏感性S与事故发生的时机、发生的空间（区域）、所处的技术系统部位，以及危害的对象的脆弱性（人、物、环境等的）有关。

实例：

（1）同样的事故危险源或灾害风险源，尽管本体固有危险性同一，由于处于不同的区域或空间，或其事故灾害发生的时机不同，会有不同的现实风险水平或程度。例如：高楼火灾发生在白天或晚上，起源在高层或是低层；危险品毒气泄漏是在上游还是下游；同样震级的地震发生在不同地区、不同时间等，其风险水平是不一样的。

（2）同样的技术系统（电器、电梯等）或用品（玩具、刀具等），对于不同的对象（老人、小孩等），其形成安全风险水平不同等。