复杂系统安全涌现及其控制策略研究

复杂系统事故成因的复杂性促使人们从系统科学和复杂性科学的角度来分析和处理复杂系统的安全问题.通过探讨复杂系统可靠性和安全性的关系,论证安全是复杂系统的整体涌现这一论题.通过分析系统安全涌现的内涵,提出用于度量复杂系统风险状态的风险熵理论,给出了复杂系统安全事故立体致因网络的构建方法,并提出了通过控制复杂致因网络上风险熵的动力学传播过程来控制复杂系统安全涌现的研究思路.研究结论对复杂系统安全问题的研究有推动作用.     

14个有价值的城市安全系统学理论基础问题

安全系统学是安全科学的核心基础理论,很适用于研究城市系统安全问题。本文从认识论和本体论出发阐述系统发生事故的本质原因,归纳了城市安全需要研究全生命周期与全球视野问题、微系统—中系统—宏系统耦合匹配问题、可持续—智慧—公共服务—多系统—生活生产安全—公共安全协同问题、输入与输入平衡关系、应急与涌现关系、信息与安全情报关系、安全管理与自组织关系、复杂城市与复杂科学关系,简述本质安全并非基础设施安全、风险管理需要精准安全、韧性并非物理性问题,认为使命—人—机—物—管—环—信—文的体系,以及工程—教育—管理—文化等对策应赋予新的安全内涵。上述内容是城市系统安全学的重要理论基础问题。     

安全的定义探析

为给出更严谨的安全定义,通过结合经济学中人的有限理性基本假设,系统科学中的整体涌现性,以及认识论中的客观主义和建构主义2种哲学理论,从基本假设、系统论、认识论、限定条件等4个维度深入分析安全的属性和特性,提出新的安全定义:安全是"一定环境内,系统免受不可接受的风险的状态";基于此,分析新安全定义的内涵和外延。研究表明:安全的本质是风险可接受,安全的研究内容是找到确定风险可接受的方法并制定符合我国国情的可接受风险标准。研究过程中要以系统为研究对象,并建立合适的有限理性模型,同时要考虑社会建构因素的影响。     

行为安全管理系统中员工不安全行为涌现性抑制的研究

为提升企业安全管理水平、控制生产中员工不安全行为,需研究员工不安全行为的涌现程度和趋势。在探讨了员工不安全行为作为复杂系统一种涌现现象的基础上,将复杂性科学的涌现理论和CGP建模方法应用到员工不安全行为的管理中。先分析影响员工不安全行为涌现的因素,构建员工不安全行为涌现模型;再利用Netlogo仿真平台,动态模拟管理者、员工、组织、环境各因素对员工不安全行为涌现程度和趋势的影响。通过改变环境氛围、领导意识和员工素质等因素,对模型进行了基准模式和分析模式下的对比仿真。结果表明:员工不安全行为是多种因素影响下的一种涌现现象;不同因素对员工不安全行为涌现的影响大小存在差异。管理者的安全管理能力、员工的安全意识、工作环境、组织安全理念均会直接或间接影响员工不安全行为涌现的程度和趋势。在安全管理的实施过程中,企业可以通过制定有针对性的策略来控制和调节各种因素,以降低员工不安全行为的涌现程度,提高安全管理水平。     

安全系统思想内涵及其应用研究*——探讨用安全系统思想实现城市安全发展

为了利用安全科学理论解决城市安全中的现实问题,探讨用安全系统思想实现城 市安全这一复杂系统动态安全,基于安全“三元分形双系统”原理,开展了安全系统思 想内涵及其应用研究。基于安全系统思想内涵,通过分析归纳、总结概括的方法,提出 了用安全系统思想实现城市安全发展这种复杂系统动态安全的关键技术和思路。并结合 城市安全的具体特点,提出了安全发展城市建设的基本步骤。结果显示,用安全系统思 想实现复杂系统动态安全,指导城市安全发展是可行的。     

安全系统思想及其理论核心研究

为了促进安全系统学研究的发展,构建完善的安全系统理论体系,基于刘潜先生安全定义及安全"三要素四因素"系统原理,分析人类对安全系统认识形成过程,探讨安全系统思想的新内涵。采用抽象分析、理论概括的方法,研究安全系统思想的理论核心,提出安全"三元分形双系统"原理和用安全系统思想实现复杂系统动态安全的安全系统方法论;重点论述安全系统理论的3大核心:随机性理论、动态控制理论和自组织理论。作为应用,提出用安全系统思想研究安全科学学科的思路和方法。由此说明,以安全系统思想及其理论核心作为安全系统学研究的重要内容,是一种可行的研究范式。     

安全科学学及其应用探讨

为使安全科学学进一步具体化,明确阐述了安全科学学的定义、主要内容和可能的应用方面。研究表明:安全科学学是以安全科学为直接研究对象的科学;安全科学学的主要内容有安全科学的基本问题、基础理论和构建分类系统3个主要方面;安全科学的基本问题有基本概念、研究对象等10个,安全科学的基础理论主要有线性、非线性事故致因理论2类,根据安全科学的基本问题、基础理论构建出来的安全科学新分类系统由4个二级、13个三级及其下若干四级及五级分支学科组成。安全科学学对安全学科建设、安全实务都起着具体的支撑作用。     

保证性概念及内涵研究

通过对保证性的定义、研究进展以及应用情况等分析,提出保证性的相关属性和概念;讨论其主要研究领域及保证性科学与工程的学科特点;结合对增强核爆安全系统、建筑结构安全、信息安全、能源供应等具体应用实例的比较分析,讨论保证性各属性间的关系;研讨其在各应用领域中的内涵。从保证性科学与工程相关的研究内容及方法出发,讨论复杂系统保证性的研究方法及步骤;借鉴保证性的思想和方法,研究含危险物质要害系统保证性的内涵;进而探讨提高其保证性水平需开展的研究工作。     

安全科学学的初步研究

从安全科学学的高度,论述安全学科的属性为综合属性,并认为开展安全科学学的研究,才能获得更加重要、更具原创性和更加系统性的理论研究成果。笔者从发展安全学科的角度出发,给出了安全科学学、安全科学方法学、安全科学学公理、比较安全学的基本定义和内涵;从安全学科的属性总结出5条安全科学学公理;指出安全科学学的研究,可以以安全科学方法学的研究作为突破口,安全科学方法学的研究可以以比较安全学作为切入点;还从多个角度对安全科学方法学进行了分类;指出现在安全科学基础研究非常薄弱,安全学科的发展需要更多的研究者投入到安全科学的研究领域中。笔者的论文是第一篇比较系统开展安全科学学研究的论文,对安全学科的发展具有理论指导作用。     

安全混沌学的创建及其研究

基于对混沌科学与安全科学基本特征的比较,将混沌科学中的现代化知识运用到安全科学领域的理论与实践中;提出安全混沌学的定义,并分析其内涵,从现代非线性理论角度构建安全混沌学的理论分支体系,详细论述各分支体系的内涵及其研究方法。综合安全混沌学领域所涉及的文献资料,依据大量的应用实例探讨混沌理论在安全科学中的应用,阐述安全混沌学应用与研究的重要意义与广阔前景。安全混沌学的构造思想是用归纳演绎的方法对目前应用于安全领域的各种非线性理论抽象后的再汇总、联系后的再创新;研究结论表明,安全混沌学整合了混沌理论、耗散结构、突变论、协同论、灰理论、唯象理论、分形理论等非线性理论在安全科学研究中的作用与联系,进一步深化了对安全系统本质规律的认识并革新了安全观,发展了传统的安全学原理,可指导安全科学定量化研究的方向,安全混沌学的创建顺应安全科学发展的时代趋势,有利于引导安全领域的科学观念与研究方法产生质的变化。     

基于系统理论事故模型与过程的危险性分析方法

传统危险性分析方法将事故视为开始事件诱发的一连串事件所造成的不幸后果,适于处理相对简单或由物理组件构成的系统,但无法胜 任较为复杂的社会技术系统,有必要研究和探索推广性更好、更为有效的系统安全分析手段。系统理论事故模型与过程（STAMP）将安全视为系 统组件间交互的一种涌现特性,并认为事故起因除了组件失效,组件间交互失常而违背安全约束也是重要诱因。主张在系统开发、设计和运行 中通过加强控制和强化有关安全约束来预防事故。基于此,先引入了STAMP的基本概念,并介绍了其分析步骤,然后,以贴近真实的导弹拦截系 统危险性分析案例,阐述了基于STAMP的分析过程。该分析方法可为开发较高安全性水平的社会技术系统提供技术支持。     

危化品物流运输企业安全管理能力模型构建

为了明晰危化品物流运输企业安全管理能力要素的相互关系和结构属性,提出了 一种层次分析法和DEMATEL法耦合的安全管理能力分析方法。首先,在现有安全管理能 力研究的基础上建立考虑涌现性的危化品物流运输企业安全管理能力概念模型并确定危 化品物流运输企业安全管理能力的构成要素;然后针对传统DEMATEL方法的不足,构建 了基于层次分析法的改进DEMATEL方法;最后,通过问卷调研获取危化品物流运输企业 安全管理能力影响因素重要度判断矩阵,并通过中心度和原因度确定能力要素相互关系 。研究结果表明,所建立的方法可以用于分析危化品物流运输企业安全管理能力并构建 其结构模型。     

以风险预控为基础的煤矿本质安全化管理

针对我国煤矿现阶段在安全管理方面存在的问题,在分析国际煤矿安全管理经验的基础上,结合现代安全管理的发展方向,提出了建立以风险预控管理为基础的煤矿本质安全化管理的思路,即通过危险源辨识及风险评估分析,建立针对管理层的管理标准、管理流程和操作层的安全工作程序及工作标准的管理体系,建立系统化、结构化和规范化的自我管理机制,并针对重大危险源,从技术和管理两方面制定方案。最后,提出了建立并实施本质安全化管理应注意事项。该管理思路目前已经在"煤矿本质安全管理体系研究"的课题中得到应用。     

基于安全信息的安全执行及其失效机制研究

为了提高系统安全执行的有效性,改善系统的安全状况,开展基于安全信息的安全执行及其失效机制研究。首先,对安全执行的基础问题进行研究,包括其定义及一般过程;其次,从安全信息出发,结合解决问题的一般路径,对安全执行机制进行研究;最后,在上述分析的基础上,研究安全执行失效机制,并构建模型,明确安全执行过程中的重要节点。研究结果表明:基于安全信息能厘清安全执行过程中的细节及重点,对于未来系统中人群的安全执行力的提升能起到积极的指导作用。     

Methodological application of system dynamics for evaluating traffic safety policy

System dynamics (SDs) is a methodology that can be used to understand the behavior and dynamics of complex systems over time. SD utilizes a range of tools and techniques such as influence and causal loop diagrams, computer simulation and optimization. SD has been used to facilitate the analysis of complex physical and social systems, e.g. water resources, climate change and industrial accidents. One of the key reasons for its growing popularity is that it allows policy experimentation and facilitates the discussion of ‘what-if’ scenarios. Within the realm of road traffic research, SD has been primarily used to examine micro level issues such as the interactions between the driver, infrastructure and the vehicle. Even though such micro level analysis are important, macro traffic safety policies can create more sustainable systems that pre-empt safety issues and reduce likelihood of traffic accidents. This paper develops two models to demonstrate how the methodology of SD can facilitate and encourage macro and meso level analysis of traffic safety policy. The first model is used to assess policy options so as to encourage the purchase of cars with higher safety ratings. The second model, is used to evaluate the impact of public transport policies on travel time and traffic safety considerations. The strength and weaknesses of the SD methodology in road transport/safety analysis are also examined. It is suggested that SD is most appropriate for formulating macro level policy as it can account for the dynamic complexity associated with the road transport system.     

基于Bow-Tie技术的民用机场安全风险分析应用研究

民用运输机场具有运行环境复杂、事故成因复杂、驻场单位众多等特点,其事故成因更具有动态性、隐蔽性、综合性和因果连带性。因此,机场的日常运行安全风险分析一般需要借助多种工具才能完成。本文系统的介绍了一种实用的风险分析方法-Bow-tie风险技术,Bow-tie是一种风险分析和风险管理的工具,通过识别和评估风险、分析风险因素、设置风险屏障、采取风险控制和(减缓)恢复措施,有效预防事故发生。该方法可以对危害事件发生的原因、后果、屏障建立是否充足提供一个可视化的评估。本文就Bow-tie技术在民用机场安全风险中的具体实施步骤进行了描述,最后给出了其在民用机场风险分析中应用的一个实例,并就其可行性和实际应用进行了系统的研究。Bow-tie风险技术是集故障树、事件树和圆葱图理论相结合的系统风险分析及量化技术,对组织缺陷以及人为失误占主导因素的民用机场运行安全风险分析,具有较高的应用价值。     

考虑多因素涌现的车间作业人员安全能力模型

为了构建多因素涌现作用形成的车间人员安全能力结构模型,提出了一种基于DEMATEL法的人员安全能力建模方法。首先,在现有人员安全能力相关研究的基础上,界定人员安全能力及涌现的概念,并由此分析车间作业人员安全能力的影响因素,建立人员安全能力因素集;然后,借助问卷调查和DEMATEL法确定人员安全能力影响因素的中心度和原因度,从而分析车间作业人员安全能力影响因素的作用关系;最后,通过一个实证分析说明所提出的建模方法,并建立人员安全能力结构模型。研究结果表明,所提出的建模方法可以用于构建涌现条件下的人员安全能力结构模型。     

系统安全韧性的塑造与评估建模

为完善安全系统学理论体系,立足于理论思辨层面,基于韧性科学和安全系统学,提出安全韧性的定义,并解析其内涵,论述其研究意义。基于此,从3个维度构建系统安全韧性塑造体系的概念模型,并对其进行扼要阐释;深入剖析系统安全韧性塑造体系的作用机理,并构建其作用模型。基于系统安全韧性曲线,构建系统安全韧性评估的数学模型,并进行系统安全韧性曲线的对比分析。研究结果可为安全系统学研究提供新思路和新方法,系统安全韧性是安全系统学和韧性科学交叉领域一个值得关注的重要范式。     

组织安全文化评价的基础性问题及方法论

为促进组织安全文化评价研究与实践,针对目前组织安全文化评价研究所存在的根本缺陷,运用文献分析法,对组织安全文化评价的基础性问题及方法论开展系统研究。基于评价的定义,提出组织安全文化评价的定义,并分析其内涵。基于此,提炼与剖析组织安全文化评价的8个基本问题,即评价原则、评价基准、评价对象、评价目的、评价层面、评价范围、评价依据与限制因素,并建构和解析组织安全文化评价的一般程式。结果表明:组织安全文化评价需以明晰上述8个组织安全文化评价的基本问题为前提和基础,需以文献学方法、系统论方法、社会学与心理学方法、数学与统计学方法及具体评价方法5大类方法为指导。