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科普安全降维理论

已有 3696 次阅读 2019-12-15 13:14 |个人分类:安全科学理论|系统分类:论文交流| 安全, 降维, 安全降维理论, 安全降维方法

科普安全降维理论

本文改编自:吴超,王秉,谢优贤. 安全降维理论的深度研究[J]. 安全,2019, 40(11):40-46.

 理论研究的科普思路:概念浅释——举例说明——问题归纳——理论升华——普适推广


一、概念浅释

维度,人们通常想到的都是可视化的维度,如在空间视域的线、面、立体问题,即是一维、二维、三维问题,如果再加上时间,就是四维问题;当然,还可以联系到具体的可视化物体,如道路可以视为线,运动场可以视为面,大剧院可以视为立体,行驶中的大游轮可加上时间维度成为四维。

但人们很少去思考类似心理、思维、知识、文化、社会、经济、安全等内容的维度,因为这些东西实在太复杂了,以至于人们懒得去分维和分类。其实,我们同样可以用维度来描述它们,只是这些东西的维度太悬太多,不便描述而已。实际上,思想统一步调一致,其维度就比胡思乱想各行其道的维度要低;一元文化的维度就比多元文化的维度低;封建社会的维度就比民主社会的维度低,封建社会人们失去很多自由;等等。

降维,就是把高维的问题简化为低维的问题,把复杂的系统简化为简单的系统。分类就是非常有效的降维方法之一。

一个基本的道理,当系统越简单,做事就越容易,就越不易出差错,也就越安全。比如,只有一条道路直行,就比有多个岔道的道路不易迷路;大家思想统一,齐心合力,没有不同意见,就容易拧成一股绳,干成一件事。

安全降维理论是上述内容的理论升华。 

二、安全降维的应用例子

大家对分类方法比较理解,下面还是以分类为基本方法来枚举安全降维例子。

1.人因安全降维的例子

1)安全教育培训分类其实就是降维。安全教育培训按教育的对象可划分为领导干部的安全教育培训、专职安全管理人员的安全教育培训、其他管理人员的安全教育培训、新员工的三级安全教育培训、转岗及重新上岗人员的安全教育培训与特种作业人员的安全教育培训等。如果上述各种人员都混合在一起做安全培训,肯定不合适和无效果。

2)人方面的危险有害因素分类就是降维。人方面的危险有害因素可划分为心理性危险有害因素、生理性危险有害因素与行为性危险有害因素等,又可细分为负荷超限、心理异常、操作错误与指挥错误等。

2.作业岗位安全降维例子

1)危险作业分类就是降维。根据不同危险作业类型(如动火作业、高处作业、受限空间作业与动土作业等),把危险作业人员划分为不同类型的危险作业人员,以便于有针对性地开展安全管理和安全教育等。

2)岗位安全要求分类就是降维。一般而言,对不同岗位(如领导岗位、管理岗位与作业岗位等)的人员应有不同的安全要求(安全职责分配与安全知识技能掌握等),在实际安全管理工作中,需分类处理。

3.责任安全降维例子

安全职责划分就是降维。就政府安全监管职责而言,交通运输部门(道路运输安全)、质监部门(特种设备安全)、住建部门(建筑工程安全)与公安部门(消防安全)等部门负有不同的安全监管职责;就企业安全生产管理职责而言,法人代表、总经理、副总经理、专职安全员与其他企业人员等,或安全环保部门、生产部门、采购部门和财务部门等部门负有不同的企业安全生产管理职责。

4.安全需求降维例子

安全社区分类就是降维。一般而言,社区的规模与社区居民的安全需求对安全社区的建设要求具有显著影响。因此,可按社区规模和社区居民的安全需求对安全社区的类型进行划分,前者包括巨型、大型、中型、小型与微型安全社区,后者包括高、中、低安全需求的3类安全社区。

5.安全法规降维例子

安全法律法规、规章制度与标准规范等可规范组织或个体的任意行为,即降低组织或个体的行为的随意性维数;安全教育与安全文化等可使人的安全态度、知识、技能和能力等趋于一致,即降低人的随意性维数;严格人员素质准入,即降低人的安全素质维数,等等。

6.政府安全监管机构设置降维例子

根据安全主体的不同,我国将政府安全监管机构设置为国家、省(市)与县等不同层级;根据安全内容的不同,我国政府安全监管职责又分配至各个部门(如公安部门负有交通安全监管职责,卫生行政部门负有食品安全监管职责等),且各安全安全监督管理局又内设不同机构(如危险化学品安全监管科、工商贸企业安全监管科与职业安全健康监管科等),等等。

7.安全法律法规等的制定降维例子

根据安全内容的不同,中国政府制定了《中华人民共和国安全生产法》(为加强安全生产工作,防止和减少生产安全事故)与《中华人民共和国职业病防治法》(为预防、控制和消除职业病危害,防治职业病,保护劳动者健康及其相关权益),且又制定了《中华人民共和国矿山安全法》、《建设工程安全生产管理条例》与《危险化学品安全管理条例》等具体配套安全法律法规,等等。

8.安全学科专业课程设置的降维例子

针对不同的安全问题,我国现行的学科划分标准将一级学科“安全科学技术”划分为“安全社会科学”、“安全物质学”与“安全工程技术科学”等二级学科,每一个二级学科又包含若干三级学科,等等;安全学科专业方向设置。针对不同的安全问题,我国高等院校将安全学科专业方向设置为安全技术及工程与安全管理工程等,且又可细分为矿山安全、建筑安全、化工安全、应急管理与职业卫生管理具体专业方向,等等。

9.物因安全降维例子

1)物方面的危险有害因素分类就是降维。物方面的危险有害因素可划分为物理性危险有害因素、化学性危险有害因素与生物性危险有害因素等,又可细分为化学品类、辐射类、生物类、特种设备类与电气类等。

2)生产现场区域划分就是降维。生产现场区域划分是进行安全目视化管理的关键。生产现场区域可分为作业区域、安全通道、易燃易爆区域与休息区等,以便于针对具体具体区域的物因开展有针对性地安全管理和防护。

3)危险物质分类就是降维。危险物质分类存放,可使小范围内的危险物质相同,即降低危险物质的多样性维数,便于对危险物质进行安全管理。

4)安全标志分类就是降维。根据安全标志所表示的不同安全意义,我国现行的《安全标志及其使用导则》将安全标志划分为禁止标志、警告标志、指令标志与提示标志等。

5)设备实施分类就是降维。严格工艺技术设备准入,即降低物因多样性维数;对不符合安全法律法规、安全规章规定或安全标准等要求的设施、设备、装置、器材与运输工具等进行淘汰或责令停止使用处理,即降低物因的多样性维数;等等。 

三、安全多维性的问题归纳

安全的多维性主要体现在3方面,即安全主体的多维性、安全内容的多维性与安全影响因素的多维性,具体解析如下:

1.安全主体的多维性

安全主体的多维性是指就某一较大系统而言,安全主体一般均是多层面的。以全球与国家2个巨系统为例:①就全球而言,安全主体包括国际系统、国际子系统(即国际组织)、单元(如国家与民族等)、子单元(如各国政府机构与企业等组织)和个人等不同层面;②就国家而言,若按国家行政区划办法划分,安全主体包括国家、省(市)和县等,若按组织规模划分,安全主体包括国家、民族、企业(学校)、家庭与个人等。

2.安全内容的多维性

安全内容的多维性是指安全所涉及的内容一般均是多方面的。例如:①从大安全视角看,安全内容覆盖传统安全(如国家安全、社会安全、政治经济安全、生产生活安全等)和非传统安全(非政治、非军事、非常规问题引发的安全问题);②从生产安全视角看,可划分出很多行业的安全问题;③从具体安全保护对象看,安全内容包括生命(包括健康)安全与财产安全;④从安全知识类型看,安全内容包括诸多学科分支,等等。显然,还可以枚举出无数的安全内容分类方式,由此可知,基于不同维度可将安全内容划分为若干较为具体的安全内容,即安全内容具有多维性。

3.安全影响因素的多维性

安全影响因素的多维性是指一般情况下,系统的安全状态同时受多维度安全影响因素的共同影响,它是安全的多维性特征的最重要与最明显体现。由此,根据常见的系统安全影响因素及其所属类别(即维度),图1是我们建立的系统安全影响因素的多维结构模型。

幻灯片1.JPG

系统安全影响因素的多维结构模型

     由图1可知,一般而言,某一系统的安全状态会受到图1中的几个或所有维度的安全影响因素的同时影响。此外,需特别指出的是,物质维、心理维、环境维与管理维等一级维度下的若干较为具体的系统安全影响因素,一般也具有多维性,例如:就心理维下的安全态度与动机而言,不同个体具有不同的安全态度与动机,且每个个体的安全态度与动机在时刻保持动态变化(即具有随意性);就物质维下的物质种类与性质而言,物质的种类成千上万,而各种物质的化学和物理性质等又不尽相同,等等。因此,显而易见,系统安全影响因素一般具有多维性。

综上所述可知,安全具有显著的多维性。换言之,多维性是安全的重要而普遍的特征之一。其中,安全主体与内容的多维性主要体现某一系统中所存在的安全问题的多维性,而安全影响因素的多维性则主要体现对系统安全状态有影响的因素的多维性。显然,安全主体的多维性、安全内容的多维性与安全影响因素的多维性3者间又可互相解释和说明,且彼此间相互关联,共同体现和决定安全的多维性特征。 

四、安全降维的理论升华

4.1安全降维的必要性与可行性

在安全科学研究与实践中,人们一致认为,保障系统安全需从多角度、多因素、多手段与多环节着手。与此同时,人们不禁会思考并发问:①“人们能够解决具有多维性的系统安全问题吗?”;②“若能,那又如何从多维性的系统安全问题或系统安全影响因素中找到保障系统安全的具体安全对策呢?”,显然,对上述2个问题的回答便是安全降维问题的基本出发点和关键所在。具体解析如下:

1)对于问题①,其回答肯定是“能”,而事实也是如此,这也是安全科学研究与实践的重要价值的体现。具体言之,就是运用安全降维方法(即降低系统安全问题或系统安全影响因素的维数)来解决具有多维性的系统安全难题。这就需回答另一问题,即“为什么要进行安全降维?”,这是因为:鉴于安全具有多维性,为了解具体的系统安全问题或系统安全影响因素,并探寻较为具体且较具针对性的系统安全保障对策,就必须要对系统安全问题或系统安全影响因素进行降维处理,以实现对多维系统安全问题的解决或多维安全影响因素的控制。

2)对于问题②,显而易见,其答案亦是“安全降维”。但是,该问题的答案的关键点并非仅为此点,还需回答隐含的另一关键问题,即“安全降维可行吗?”。①就理论而言,通过降维方法可实现对系统安全问题或系统安全影响因素的具体化(即低维化),从而找到较为具体且较具针对性的系统安全保障对策,即理论层面的“安全降维可行”;②就实践而言,实则大量系统安全保障思路与对策等均是基于安全降维思想与方法得出的(将在下文通过举例进行详细论证),即实践层面的“安全降维亦可行”。总言之,安全降维方法是可行的,即其能从多维性的系统安全问题或系统安全影响因素中找到保障系统安全的具体安全对策。

由上分析可知,就必要性与可行性而言,安全降维同时具有极强的必要性与可行性,这充分表明安全降维理论的提出与研究具有极高的学术意义与实践价值。

4.2安全降维理论的内容与内涵阐释

基于安全的多维性及安全降维的必要性和可行性分析,作者提出安全降维理论(Safety Theory of Reduced-Dimension。所谓安全降维理论,是指以保障系统安全为着眼点,针对安全的多维性特征,把多维系统安全问题或系统安全影响因素转化为较为简单具体的系统安全问题或系统安全影响因素,而且较容易对转化后的具体系统安全问题或系统安全影响因素进行科学理解和解释,以及有效解决和控制,进而提出较具针对性和最优或近似最优的系统安全保障对策的一种安全系统学思维和方法。简言之,安全降维理论的主体内容是“着眼点(保障系统安全)→针对现象(安全的多维性)→思维方法(安全降维)→直接目的(实现降维优势)→最终目的(获得可行安全方案,即保障系统安全)”。 

基于安全降维理论的内容,阐释其内涵,具体分析如下:

1)安全降维理论的着眼点是保障系统安全。由安全降维的必要性和可行性分析易知,安全降维的最终目的是找到保障系统安全的具体安全对策。换言之,保障系统安全是安全降维理论的基本着眼点(即出发点),也是安全降维理论的最终目的,即其着眼点与最终目的是相吻合的。

2)安全降维理论是针对安全的多维性特征提出的。①由安全的多维性的定义可知,多维性是系统安全问题或系统安全影响因素的重要特征,也正是它们的多维性特征致使解决系统安全问题或控制系统安全影响因素存在诸多困难,为克服这一困难,就需通过降维方法以实现对多维系统安全问题的解决或多维安全影响因素的控制,换言之,安全的多维性是提出或催生的安全降维理论的根本触发因素和驱动力;②此外,正是安全的多维性特征才为安全降维提供了充分可能,换言之,若安全不具有多维性,安全降维也就失去了其必要与价值。

3)安全降维理论的关键是对多维系统安全问题或安全影响因素进行降维处理。换言之,如何将多维系统安全问题或安全影响因素转化为低维系统安全问题或安全影响因素,并由此发现其内在结构与特点等是安全降维理论的关键。安全降维主要包括2方面含义:①多维系统安全问题的降维处理,即根据安全主体与安全内容等的不同,将存在于系统中的多维安全问题进行降维处理,以实现对具体安全问题的具体分析和解决;②多维安全影响因素的降维处理,即根据安全影响因素的属性,将系统安全影响因素进行降维(如一致化与标准化等)处理,以实现对具体系统安全影响的控制。

4)安全降维理论的直接目的是实现安全降维优势。由安全降维的必要性和可行性分析易知,概括而言,安全降维的优点主要体现在2方面:①对解决多维系统安全问题或控制多维系统安全影响因素颇具优势;②可大幅度改善多维系统安全问题或系统安全影响因素的可理解性与可解释性,即有助于对系统安全问题或系统安全影响因素进行科学分析和解释。总言之,安全降维可大大降低安全系统学中多维安全难题的研究和实际解决难度。由此观之,安全降维理论不仅对安全系统学实践具有重要的指导作用,还对安全系统学研究具有方法论层面的重要指导价值。正因安全降维具有上述2方面重要优势,才有必要提出安全降维理论并开展其研究与实践。因此,安全降维理论的直接目的实则是实现安全降维优势。

5)安全降维理论是对系统安全问题或系统安全影响因素进行全面考察和认识的有效手段。由上分析可知,通过安全降维处理,并非仅是对某一视角或侧面的系统安全问题进行解决或系统安全影响因素进行控制,而实则可基于多角度、多因素、多手段与多环节考量与探讨保障系统安全的安全对策,即实现了对系统安全问题或系统安全影响因素的全面考察和认识,这与安全系统学的研究视角(即系统视角)便不谋而合。

综上观之,究其本质,安全降维理论实则是一种在安全的多维性情形之下,对现实系统中的多维系统安全问题或系统安全影响因素进行分析、建模、解决和控制的典型而有效的安全系统学研究与实践的思维和方法。此外,显而易见,安全降维理论可谓是安全科学理论研究的一个新进展,是安全工作原理的一个高度概括,是遵循安全从繁到简的本质描述,是安全工作的基本法则。 

五、安全降维理论的普适推广

安全降维理论应用的普适性进行论证,以表明安全降维理论具有重要应用价值和广泛应用范围。安全降维理论是一种安全系统学研究方法,其属于方法论的范畴。其在安全系统学理论研究中已被广泛应用,为方便和简单起见,运用归纳方法仅对安全系统学理论研究中的部分较具代表性的8种安全降维方法,即问题归类方法、因素归类方法、对策归类方法、系统分解方法、系统横断方法、局部安全方法、寻关键点方法与安全评价方法进行举例和解释见表1 

理论层面的安全降维理论应用

应用实例

具体解释

问题归类方法

问题归类方法是指根据系统中各安全问题的本质属性的相同点和不同点,将安全系统学的具体研究对象分为不同种类的具体安全问题的一种安全系统学研究方法,其本质是一种典型的多维系统安全问题的降维方法,如生产安全问题可分为矿山安全、建筑安全、化工安全与电力安全等具体安全问题。

因素归类方法

因素归类方法是指根据各系统安全影响因素的本质属性的相同点和不同点,将安全系统学的具体研究对象分为不同种类的具体系统安全影响因素的一种安全系统学研究方法,其本质是一种典型的多维系统安全影响因素的降维方法,如系统不安全因素可归纳为人、物、环与管4方面,每一方面的系统安全影响因素又可细分为若干小类(如人方面包括生理、心理与人性等方面)。

对策归类方法

对策归类方法是指根据保障系统的各安全对策的本质属性的相同点和不同点,可将保障系统安全的对策划分为不同类型,进而安全系统学的具体研究对象可定为某类安全对策,其本质是一种安全降维方法,如最为典型的安全“3E”对策。

系统分解方法

系统分解方法是指把一个规模庞大,安全主体、安全内容或安全影响因素繁多,安全信息量巨大且安全管理复杂而困难的系统,分解成若干个相对独立的子系统开展具体研究,其本质是一种安全降维方法,如可将组织安全文化系统划分为人系统与物系统2个子系统开展组织安全文化研究。

系统横断方法

系统横断方法是指针对系统某一断面(即剖面)的安全问题或安全影响因素开展安全系统学研究,这本质是一种安全降维方法,如对企业系统的组织层面和个人层面的安全问题或安全影响因素分别开展研究。

局部安全方法

局部安全方法是指通过保障系统局部(即子系统)安全来实现保障整个系统安全的安全系统学研究方法,其本质是一种安全降维方法,这类似于系统分解方法,不再对其进行详细解释。

寻关键点方法

寻关键点方法是指通过寻找系统突出安全问题或安全影响因素,并对系统突出安全问题进行解决或对系统突出安全影响因素进行控制以实现系统安全的安全系统学方法,其本质是一种安全降维方法,如通过系统安全薄弱环节的改善以实现整个系统安全水平的改善。

安全评价方法

由诸多系统安全评价方法可知,对整体系统安全状态信息的表达均是建立在安全降维基础之上,即一般通过将各风险维度的安全信息以打分与测量等方式,最终经归一化处理为无量纲的分值来表征系统整体安全水平,其本质是一种安全降维方法,类似于高维安全数据的降维处理。

……

……

 




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