因人类砍伐森林、捕杀动物、使用农药和排放废物,造成了几次 大量生物物种灭绝的突变事件。又如,人类依靠科学技术,采取 了种种措施,有效地避免了许多危及人类生存和发展的自然界突 变事件或减弱了突变事件的强度(洪水、泥石流、风暴、动植物 病虫害等) 流变表现为事物微小而缓慢的量的变化,突变表现为显著而 迅速的质的飞跃,在流变中往往也有部分质变(灾变),在质变(灾 变)中也伴随着量的变化。在质变发生之后,又会出现流变和突 变的新周期,事物就是如此循环往复以至无穷地变化和转化 流变向突变的转化,往往是在事物达到极端状态后出现的质 变过程。看是完善的事物,由于某种随机因素的影响,猛然间会 发生雪崩式的变化。 突变向流变的转化与流变向突变的转化不同,突变向流变的 转化往往是在事物发生突变后,在新质的规定下,出现平稳的变 化状态,开始新的变化周期,这时微小的扰动和涨落,对事物没 有明显的影响 事物的流变和突变具有复杂性和多样性,在研究和处理时切 忌千篇一律,要用不同的方法进行具体研究。 四、安全问题的简单性和复杂性,精确性和模糊 性 客观世界是复杂的,同时又是简单的。安全工程学所要研究 的系统也是复杂和简单的统一体。 方面,系统中包含无穷多层次的安全和不安全矛盾,相互 间形成极为复杂的结构和功能,同时与外部世界又有多种多样的 联系,存在多种相互作用 另一方面,系统又是可以分解的,任何复杂多样的系统都可 以分为简单要素、元素、单元,可以看成许多单一的集合,内、 外部的联系和所遵循的基本规律往往又是简单的 安全科学的认识,总是从模糊走向精确,模糊和精确是辩证 统一的。安全与危险之间没有精确的界限,是个模糊概念,但模 糊又可用精确的数字来更好地进行解释 精确和模糊是一个问题的两个方面,模糊性可以说明精确性, 适当的模糊反而精确。无疑,定性描述可指导实施建设性的和组 织上的安全措施,并已对安全工程的不断完善做出了很大贡献。 但是,就对技术装备的了解来说,模糊定性描述的边界太广, 在具体情况下,这种边界将会降低安全程度,从而不能应用明确
因人类砍伐森林、捕杀动物、使用农药和排放废物，造成了几次 大量生物物种灭绝的突变事件。又如，人类依靠科学技术，采取 了种种措施，有效地避免了许多危及人类生存和发展的自然界突 变事件或减弱了突变事件的强度（洪水、泥石流、风暴、动植物 病虫害等）。 流变表现为事物微小而缓慢的量的变化，突变表现为显著而 迅速的质的飞跃，在流变中往往也有部分质变（灾变），在质变（灾 变）中也伴随着量的变化。在质变发生之后，又会出现流变和突 变的新周期，事物就是如此循环往复以至无穷地变化和转化。 流变向突变的转化，往往是在事物达到极端状态后出现的质 变过程。看是完善的事物，由于某种随机因素的影响，猛然间会 发生雪崩式的变化。 突变向流变的转化与流变向突变的转化不同，突变向流变的 转化往往是在事物发生突变后，在新质的规定下，出现平稳的变 化状态，开始新的变化周期，这时微小的扰动和涨落，对事物没 有明显的影响。 事物的流变和突变具有复杂性和多样性，在研究和处理时切 忌千篇一律，要用不同的方法进行具体研究。 四、安全问题的简单性和复杂性，精确性和模糊 性 客观世界是复杂的，同时又是简单的。安全工程学所要研究 的系统也是复杂和简单的统一体。 一方面，系统中包含无穷多层次的安全和不安全矛盾，相互 间形成极为复杂的结构和功能，同时与外部世界又有多种多样的 联系，存在多种相互作用； 另一方面，系统又是可以分解的，任何复杂多样的系统都可 以分为简单要素、元素、单元，可以看成许多单一的集合，内、 外部的联系和所遵循的基本规律往往又是简单的。 安全科学的认识，总是从模糊走向精确，模糊和精确是辩证 统一的。安全与危险之间没有精确的界限，是个模糊概念，但模 糊又可用精确的数字来更好地进行解释。 精确和模糊是一个问题的两个方面，模糊性可以说明精确性， 适当的模糊反而精确。无疑，定性描述可指导实施建设性的和组 织上的安全措施，并已对安全工程的不断完善做出了很大贡献。 但是，就对技术装备的了解来说，模糊定性描述的边界太广， 在具体情况下，这种边界将会降低安全程度，从而不能应用明确
的相关准则。安全方面的欲求状态因此不能精确地确定,还会导 致欲求状态和实际状态之间的界限模糊 这就是人们在观察同一实际情况时,有的认为是安全的,有 的认为是不安全的。因此,在具体情况下,有必要处理好精确性 和模糊性的关系 五、安全事件的必然性和偶然性 必然性就是客观事物的联系和发展中不可避免、一定如此的 趋势。偶然性是在事物发展过程中由于非本质的原因而产生的事 件,它在事物的发展过程中可能出现,也可能不出现;可以这样 出现,也可以那样出现。比如,具有自燃倾向的煤在富氧和蓄热 的条件下必然自燃,但条件的具备带有很大的偶然性,且这种偶 然性完全服从于火灾系统内部隐藏的必然性 必然性和偶然性不仅相互联系、相互依赖,而且在一定的条 件下可以相互转化。 在矿井通风中通风机房的反风门,正常情况下是可以上下提 升的安全门,灵巧自如地运转具有必然性,灾害时不能调节的情 况是偶然的。但由于疏于管理、未按规定维修、滑轮生锈,框架 变形等原因,灾害时这一安全措施不能正常发挥作用成为必然 偶然性转化为必然性。这类事故在煤矿中时有发生 所以在处理系统安全问题时,对于有利的偶然因素我们应创 造条件促使其发生,不能抱着“守株待兔”的侥幸心理;对于有 害的偶然因素我们应尽可能地减弱和避免其影响,并做好应付突 发事件的一切准备,做到有备无患。 马克思主义哲学既是世界观又是认识世界、改造世界的方法 论,是最高层次的思维方法,它提供了处理主观思维与客观规律 的最高理论和原则。 安全科学作为一门新兴的交叉学科,在分析与认识问题上一 定要以它作为理论指导 第一,一切从实际出发,以客观对象的全部事实及事实之间 的相互关系为认识的出发点。每一次灾害的前因后果都要客观地 分析,达到主观与客观的统一,印证事件从发生、发展到灭亡的 全部过程。 第二,在普遍联系中把握事物的本质。任何一个事件的发生 都不是孤立的,它同周围事件有着密切联系。这其中包括横向纵 向联系、直接间接联系、内部外部联系、本质与非本质联系、必 然联系和偶然联系。 要正确认识安全问题,就必须全面了解和具体分析事物客观
的相关准则。安全方面的欲求状态因此不能精确地确定，还会导 致欲求状态和实际状态之间的界限模糊。 这就是人们在观察同一实际情况时，有的认为是安全的，有 的认为是不安全的。因此，在具体情况下，有必要处理好精确性 和模糊性的关系。 五、安全事件的必然性和偶然性 必然性就是客观事物的联系和发展中不可避免、一定如此的 趋势。偶然性是在事物发展过程中由于非本质的原因而产生的事 件，它在事物的发展过程中可能出现，也可能不出现；可以这样 出现，也可以那样出现。比如，具有自燃倾向的煤在富氧和蓄热 的条件下必然自燃，但条件的具备带有很大的偶然性，且这种偶 然性完全服从于火灾系统内部隐藏的必然性。 必然性和偶然性不仅相互联系、相互依赖，而且在一定的条 件下可以相互转化。 在矿井通风中通风机房的反风门，正常情况下是可以上下提 升的安全门，灵巧自如地运转具有必然性，灾害时不能调节的情 况是偶然的。但由于疏于管理、未按规定维修、滑轮生锈，框架 变形等原因，灾害时这一安全措施不能正常发挥作用成为必然， 偶然性转化为必然性。这类事故在煤矿中时有发生。 所以在处理系统安全问题时，对于有利的偶然因素我们应创 造条件促使其发生，不能抱着“守株待兔”的侥幸心理；对于有 害的偶然因素我们应尽可能地减弱和避免其影响，并做好应付突 发事件的一切准备，做到有备无患。 马克思主义哲学既是世界观又是认识世界、改造世界的方法 论，是最高层次的思维方法，它提供了处理主观思维与客观规律 的最高理论和原则。 安全科学作为一门新兴的交叉学科，在分析与认识问题上一 定要以它作为理论指导： 第一，一切从实际出发，以客观对象的全部事实及事实之间 的相互关系为认识的出发点。每一次灾害的前因后果都要客观地 分析，达到主观与客观的统一，印证事件从发生、发展到灭亡的 全部过程。 第二，在普遍联系中把握事物的本质。任何一个事件的发生 都不是孤立的，它同周围事件有着密切联系。这其中包括横向纵 向联系、直接间接联系、内部外部联系、本质与非本质联系、必 然联系和偶然联系。 要正确认识安全问题，就必须全面了解和具体分析事物客观
存在的复杂联系,在众多的联系中找出事物直接的、内部的、本 质的、必然的联系,从而把握安全活动规律 第三,在动态中把握安全规律的方法。唯物辩证法不仅是联 系的学说,而且也是运动发展的学说,绝对静止和不变的事物是 不存在的,整个世界就是一个川流不息的运动发展过程。 因此,在安全学研究中,必须加入时间的概念,在动态中加 以认识,打破僵化的思维模式和各种陈腐陋见,善于抓住安全度 发展的趋势和苗头,不断研究新情况和新问题,紧紧抓住对事物 的未来分析,以加深对事物安全的现状认识 第四,矛盾分析法。矛盾分析法就是运用唯物辩证法关于矛 盾学说的观点,对客观事物的矛盾进行辨证分析的方法 安全科学就是讨论安全与危险这一对矛盾运动变化发展规律 的科学。 区分主要矛盾和次要矛盾、矛盾的主要方面和次要方面十分 必要。矛盾在不同时期有各自不同的特殊性,这就使安全的发展, 显示出过程性和阶段性。 在这里,必须用质和量的两个方面加以分析,矛盾的质发生 变化,事物的安全状态也要发生根本性变化:矛盾的质没有发生 变化,但量发生了变化,使同一事件的发展显示出阶段性 如果能深刻认识安全领域中的各种矛盾,并能正确地解决矛 盾,就会促进安全科学的迅速发展
存在的复杂联系，在众多的联系中找出事物直接的、内部的、本 质的、必然的联系，从而把握安全活动规律。 第三，在动态中把握安全规律的方法。唯物辩证法不仅是联 系的学说，而且也是运动发展的学说，绝对静止和不变的事物是 不存在的，整个世界就是一个川流不息的运动发展过程。 因此，在安全学研究中，必须加入时间的概念，在动态中加 以认识，打破僵化的思维模式和各种陈腐陋见，善于抓住安全度 发展的趋势和苗头，不断研究新情况和新问题，紧紧抓住对事物 的未来分析，以加深对事物安全的现状认识。 第四，矛盾分析法。矛盾分析法就是运用唯物辩证法关于矛 盾学说的观点，对客观事物的矛盾进行辨证分析的方法。 安全科学就是讨论安全与危险这一对矛盾运动变化发展规律 的科学。 区分主要矛盾和次要矛盾、矛盾的主要方面和次要方面十分 必要。矛盾在不同时期有各自不同的特殊性，这就使安全的发展， 显示出过程性和阶段性。 在这里，必须用质和量的两个方面加以分析，矛盾的质发生 变化，事物的安全状态也要发生根本性变化；矛盾的质没有发生 变化，但量发生了变化，使同一事件的发展显示出阶段性。 如果能深刻认识安全领域中的各种矛盾，并能正确地解决矛 盾，就会促进安全科学的迅速发展
§2-3安全科学的数理基础 基础科学知识 1.基本逻辑运算( Boole代数)和逻辑函数 2.随机事件与概率计算 3.可靠性及基本事件发生概率计算 基本逻辑运算和逻辑函数 (一)基本逻辑运算 逻辑代数:又称布尔代数,英国数学家 George Boole在19世纪 中叶创立:是事故/件逻辑分析方法的理论基础及计算工具;它比 普通代数简单,因为它的变量仅有0、1两个:变量0、1并不表示两 个数值,而是表示两种不同的逻辑状态;如是与否,真与假,高与 低,有与无,开与闭等:在逻辑代数中,最基本的逻辑有3种:与 或、非:用逻辑代数符号表示也称:与门,门,门:可以用一个表 来表示Bole代数的基本逻辑运算 1.与运算,逻辑乘运算,逻辑乘:z=a·b 2.或运算,逻辑加运算,逻辑加:z=a+b 非运算,逻辑求反运算,逻辑非(否定):z(a)=a 各种符号所表示的函数关系及其含义,见表1。 表2-1基本逻辑运算 逻辑符号 1×1=1 与门 zab)=ab 1×0=0 或门 立D zab=atb 1+0=1 0+0=0 非门 z{a)=′ 与运算——也叫逻辑乘运算,简称逻辑乘,表示输入变量为 a、b时,输出z=a·b,即决定事件z的条件a与b全部具备时, 事件z才会发生,否则不会发生 或运算——也叫逻辑加运算,简称逻辑加。表示输入变量为 a、b时,输出z=a+b,即决定事件z的条件a或b只要一个或
§2-3 安全科学的数理基础 基础科学知识 1.基本逻辑运算(Boole代数)和逻辑函数 2.随机事件与概率计算 3.可靠性及基本事件发生概率计算 一、基本逻辑运算和逻辑函数 （一）基本逻辑运算 逻辑代数:又称布尔代数,英国数学家George Boole在19世纪 中叶创立；是事故/件逻辑分析方法的理论基础及计算工具；它比 普通代数简单,因为它的变量仅有0﹑1两个；变量0﹑1并不表示两 个数值，而是表示两种不同的逻辑状态；如是与否，真与假,高与 低,有与无,开与闭等；在逻辑代数中，最基本的逻辑有3种:与﹑ 或﹑非；用逻辑代数符号表示也称:与门，门，门；可以用一个表 来表示Boole代数的基本逻辑运算。 1. 与运算，逻辑乘运算，逻辑乘: z a b ab = ( ) 2. 或运算，逻辑加运算, 逻辑加: z a b a b = + ( + ) 3. 非运算，逻辑求反运算，逻辑非(否定): ' z(a)=a 各种符号所表示的函数关系及其含义，见表 1。 表2-1 基本逻辑运算 与运算——也叫逻辑乘运算，简称逻辑乘，表示输入变量为 a、b 时，输出 z = a b ，即决定事件 z 的条件 a 与 b 全部具备时， 事件 z 才会发生，否则不会发生。 或运算——也叫逻辑加运算，简称逻辑加。表示输入变量为 a、b 时，输出 z = a + b ，即决定事件 z 的条件 a 或 b 只要一个或 名称 逻辑符号 函数式 含义 与门 z(ab)=ab 1×1=1 1×0=0 或门 z(ab)=a+b 1+1=1 1+0=1 0+0=0 非门 z(a)=a′ a=1, a′=0 a=0, a′=1
两个全具备时z才会发生。当a与b都不具备时,z才不会发生。 非运算——也叫逻辑求反运算,简称逻辑非(或逻辑否定) 表示输入变量为a时,输出z=a(或a),读作a非。即决定事 件z的条件为a时,z与a相反,a存在z则不会发生,反之亦然 (二)逻辑变量与逻辑函数 般来讲,如果输入变量a,b,c…的取值确定之后,输出变 量z的值也就确定了。那么,就称z是abc…的逻辑函数, 成 在逻辑代数中,不管是变量还是函数,它们只有两个取值(0 与1)。因为对决定事件是否发生的条件(相当于变量)来讲,尽管 会有很多,但对任何一个条件来讲,都只有具备和不具备两种可 能。对相当于函数的事件来讲,也只有发生和不发生两种情况 所以用0与1作为上述条件的两种可能与事件的两种情况的函数 关系,是很容易理解的。 (三)真值表 描述逻辑函数,各个变量取值组合和函数值对应关系的表格 叫做真值表。 每个变量有0,1两个取值,n个变量有2n个不同的取值组 合。如果将输入变量的全部取值组合和相应的输出函数值一一列 举出来,即可得到真值表,如表2所列。 表2-2逻辑基本函数真值表 数 变量值与 btc 0 0 111 110 010 011 100 0 011 101 010 110 001 111 000 (四)布尔代数的运算法则与化简 1.布尔代数的运算法则 布尔代数中的变量代表一种状态或概念,数值1或0并不是 表示变量在数值上的差别而是代表状态与概念存在与否的符号。 布尔代数主要运算法则如下
两个全具备时 z 才会发生。当 a 与 b 都不具备时，z 才不会发生。 非运算——也叫逻辑求反运算，简称逻辑非(或逻辑否定)。 表示输入变量为 a 时，输出 ( ) _ ' z = a 或a ，读作 a 非。即决定事 件 z 的条件为 a 时，z 与 a 相反，a 存在 z 则不会发生，反之亦然。 (二)逻辑变量与逻辑函数 一般来讲，如果输入变量 a,b,c…的取值确定之后，输出变 量 z 的值也就确定了。那么，就称 z 是 abc…的逻辑函数，并写 成： z=F(abc…) 在逻辑代数中，不管是变量还是函数，它们只有两个取值(0 与 1)。因为对决定事件是否发生的条件(相当于变量)来讲，尽管 会有很多，但对任何一个条件来讲，都只有具备和不具备两种可 能。对相当于函数的事件来讲，也只有发生和不发生两种情况。 所以用 0 与 1 作为上述条件的两种可能与事件的两种情况的函数 关系，是很容易理解的。 (三)真值表 描述逻辑函数，各个变量取值组合和函数值对应关系的表格 叫做真值表。 每个变量有 0，1 两个取值，n 个变量有 n 2 个不同的取值组 合。如果将输入变量的全部取值组合和相应的输出函数值一一列 举出来，即可得到真值表，如表 2 所列。 表2-2 逻辑基本函数真值表 变量值 函数 与 或 非 abc abc a+b+c a′b′c′ 000 0 0 111 001 0 1 110 010 0 1 101 011 0 1 100 100 0 1 011 101 0 1 010 110 0 1 001 111 1 1 000 （四）布尔代数的运算法则与化简 1．布尔代数的运算法则 布尔代数中的变量代表一种状态或概念，数值 1 或 0 并不是 表示变量在数值上的差别而是代表状态与概念存在与否的符号。 布尔代数主要运算法则如下：