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安全工程学以为:工作系统不行能从事故状态自行恢复到事故前的状态,而事故的发生可概括为三个阶段:孕育阶段、生长阶段、损失阶段。这是工作系统从有序走向无序以致发生故障、事故的不行
逆过程(irreversibilityprocess)。这里的无序(disorder)不论是物的、人的不安全状态或管理的失误、缺点以及工作环境的恶劣
都表现了一种不合科学标准、违反法例、安技、程序的综合性杂乱和错位的特点。于是描绘、量度这类动向特点的安全熵
safetyentropy)的观点就有了重要的现实意义。预防工作系统高熵的出现与“安全第一,预防为主”的目标不单等价,并且有显然的特点值。
熵与开放性和功能发散
熵是热力学过程中,描绘不行逆过程单向性所引入的状态函数,热
力学第二定律(一热量不可以自动从低温物体传向高温物体)可用熵函
数详细表示。统计热力学已经证明热力学系统中的熵S=klnP,此中
K为玻尔兹曼常数,P为系统状态发生的概率,以叫热力学概率。在
非均衡条件下,热力学系统中的微观状态出现的概率不相等,组成
散布函数f,则系统的熵值:
S=-kΣflnf
式中,和符号Σ遍布系统散布函数f自变量所有可能值,当自变量连续时和符号变为积分。上式不要求知足大数定律。总之,在大批粒子(原子、分子)组成的孤立系统中,熵表示粒子之间无规则的摆列程度;或许说,表示系统杂乱程度,系统越“乱”,熵就越大;系统越有序,熵就越小。系统内的自觉过程是沿熵增添的方向进行的,热力学第二定律表现为不行逆性,最后达到均衡态
(equilibriumstate)对应于熵的最大状态。热力学第二定律的这类表述也叫熵增原理,所致使孤立系统达到的均衡态是失掉做功势能的均匀无序的状态。
事实已经证明,熵的观点不单限制于热力学关闭的均衡系统
(closedsystem),在开放、不均衡大系统描绘方面也有其不行代替
的长处。熵增原理(principleofentropyincrease)和熵观点的延长、拓展,能够推出一系列该系统设计和运行的规则和原理。因为熵定
律的重要特点之一还在于其等效性,一种不行逆过程能够推出另一种不行逆过程,不一样过程之间存在互相关系,这是熵定律广泛性的实质。因此熵理论代表体的一种非均衡有序向无序演化的思想观点
对安全生产有着指导性的意义。能够以为,安全生产是由人(Men)——技术(Technology)——环境(Environment)组成的,也是一个工矿公司的非线性系统。系统的开放、耗散效应是不行防止的,
是增熵的过程。比方:各样危险要素增加,叠加在一同整体影响力和危害将很大。要保持发展自己的有序构造就要与外界互换物质、能量、信息,其流变过程也是熵的深入过程。
这样事故就是工作系统综合功能无效、失控所致。安全问题的研究,
放在开放系统(opensystem)中,确立其与环境所存在的物质、能量、信息的互换关系与深入过程,才能揭露其深层的客观规律,有效地防备事故的发生。
,其主要要素非线性的互相
关系表此刻
人的行为一定规范化、程序化,在比较宽松或恶劣的环境下,会出现一种迟缓的衰败,安全靠谱性较物的靠谱性差。比如:管理不到位、各样利害关系的矛盾、身体状况和注意力的减退,必定会造成工作能力的减退,以致造成有章不守、有法不依、有纪不守的杂乱场面。
机具、设备系统随时间的连续,可能产生磨损、腐化等故障,使用时,不注意检修、保护,超负荷或带病运行,加之技术低、缺少安全素质都能造成系统信息的进一步杂乱以致失控。
即便管理制度定得完美、详细,因为人或物的缺点也会在履行过程中有所误差。如:管理素质不高,安全目标的量化与层层分解不够或缺少程序化及全方向的安全管理等。
安全文明的施工环境随工程的不断进展,有恶化的一面,比如:
工业、生活荒弃物的不断增添、安全设备的老化、破坏等,需要不断的治理和完美,不然将出现脏、乱、差、不文明的杂乱场面,没法应付自然环境的异样和工作环境恶化所带来的各种负面影响。
一部分是系统内部不行逆过程,即发散性所惹起的增熵diS,方向为
正;另一部分是系统与外界互换物质、能量、信息惹起的熵deS,一
般方向为负,能所有抵消系统内部的diS,并且使总熵dS趋势负值,
对应非均衡有序状态。这类状态有连续作安全功除去安全缺点的本
领。整个系统的熵为:
dS=diS+deS
负熵(negativeentropy)关于工作系统来说就是详细的安全技术举措、整顿方案与相应的安全与技术投入,能够说,在施工中不戴安全帽,不系安全带等显然违章获得控制的状况下,怎样增强安全文化建设,展开多种形式的安全教育,纠正领导层的违章管理和作业人员的违章操作是摆在安全生产前的新课题,也是互换熵的新形式。事实说明,管理上“人管人”“制度管人”等硬管理和着重文化建设的软管理的互相交融,将更有助于工作系统安全高熵向低熵的转变。
关于关闭系统,互换熵deS=0,即获得经典热力学表达式:
dS=diS≥0(=0对应于均衡态)。
关于开放系统,deS≠0,负的互换熵能使总熵减小。
安全熵实质使一种安全信息熵,将均匀信息量定义为信息熵,其式
为:
Si=-ΣpilogPi
此中:Pi是该事件可能结果的概率,信息熵能够当作对系统状态无知程度和杂乱程度的量化。不确立的信息源越无序即有序的信息源熵越小,无序的信息源熵越大。
阵发性杂乱是工作系统发惹祸故的一条通路。阵发性观点是指时间
域中,系统不规则行为和规则行为的随机交替现象。详细的说,系
统从有序向无序的事故转变时,在非线性条件下,当某些参数的变
化达到某一临界值时,系统的时间行为忽而周期(有序),忽而杂乱
(无序),在二者之间振荡。当有关参数连续变化时,整个系统会由
阵发性杂乱发展为整体杂乱以致失控、造成事故。因此,在通向事
故的道路上,安全生产只有强有力的组织保证,实时的检查、监察、
整顿,才能阻挡安全高熵的演化、防备事故的发生。
吸引子与低熵功能
安全生产有不稳固发散的一面,但其状态在相空间内老是收敛于必定的吸引子。这类吸引子是一种独立于时间或与时间渐进的状态或
极限集,对应着系统构造稳固的部分(点或地区)。它在一个依靠于时间的演化过程中吸引其四周的初始点,也是我们察看到的系统的
状态,表征了被描绘对象即系统的动向稳固特点。它既反应了不行逆过程老是不行逆地趋势吸引子,也反应了系统的目的性。
对安全生产来说,这类吸引子就是零事故目标+科学管理+按程序操作。应当指出,这是一种拥有必定安全势能的吸引子——突现吸引子。它能吸引工作系统不安全的流变而产生出有必定序的整体。因此,其生产和演化的规律就是最大熵产生定律。比如:安全管理到位且形成集体效应,就能把零事故的基本准则,规范浸透到每项实质工作和活动中,人人明确需求,个个预防在先,自觉恪守安全技术规程,有关协调,层层检查,环环要点把关,工作系统必定安全运行。这也说明安全势能做功、突现吸因子的实质效应。
从全局看,除去熵的体制拥有多个层次性,但不一样层次的熵处于不断的趋动中才是安全生产的必需保证。即高熵一定趋势低熵,低熵的增高也在所必定。不断地循环趋动才能保证安全生产模式的有序化和不断的提升。详细来说,评论安全管理体制能否正常运行,还存在哪些隐患和缺点,采纳适合的方式和举措进行整顿和预防举措,安全管理体制就能不断完美和改良。
结束语
对安全熵的商讨,实质是对安全运作规律认识的提升,它比查隐患、找破绽来保证安全生产拥有更宽泛的意义和更好的操作性。因为拥有显然的特点值,因此认识它的演化规律特别重要和急迫。
范亚炯