吴超：安全科学方法系列76：安全系统控制

1. 安全控制论的基本概念

    安全控制论是应用控制论的一般原理和方法研究安全控制系统的调节与控制规律的一门学科；安全控制系统是由各种相互制约和影响的安全要素所组成的、具有一定安全特征和功能的安全整体。

安全要素包括：①安全物质，如涉及安全的工具设备、能源、危险物质、资金等；②安全人事，如涉及安全的人员、组织机构、文化等；③安全信息，如涉及安全的政策、法规、指令、情报、资料、数据和各种消息等。

    安全控制系统与一般技术系统比较，有如下特点：①安全控制系统具有一般技术系统的全部特征；②安全控制系统是其他生产、社会、经济系统的保障系统；③安全控制系统中包括人这一最活跃的因素，因此人的目的性和人的控制作用时刻都会影响安全控制系统的运行；④安全控制系统受到的随机干扰非常显著，因而研究更加复杂。

2. 安全控制系统的分类

（1）宏观安全控制系统。宏观安全控制一般是指各级行政主管部门，以国家法律、法规为依据，应用安全监察、检查、经济调控等手段，实现整个社会、部门或企业的安全生产目标的全部活动。宏观安全控制系统是由与各种生产、经营系统为被控系统，以各种安全检查和安全信息统计为反馈手段，以各级安全监察管理部门为控制器，以国家安全生产方针和安全指标为控制目标的一种宏观系统。

（2）微观安全控制系统。微观安全控制是指应用工程技术和安全技术手段，防止在特定生产和经营活动中发生事故的控制活动。微观安全控制系统是以具体的生产和经营活动为被控制系统，以安全状态检测为信息反馈手段，以安全技术和安全管理为控制器，以实现安全生产为控制目标的系统。

3. 安全控制论的一般分析程序

应用控制论方法分析安全问题，其分析程序一般可分为如下四个步骤。

    （1）绘制安全系统框图。根据安全系统的内在联系，分析系统运行过程的性质及其规律性，并按照控制论原理用框图将该系统表述出来。

    （2）建立安全控制系统模型。在分析安全系统运行过程并采用框图表述的基础上，运用现代数学工具，通过建立数学模型或其他形式的模型，对安全系统状态、功能、行为及动态趋势进行描述。

    （3）对模型进行计算和决策。描述动态安全系统的控制论模型，一般都是几十个、几百个联立的高阶微分或差分方程组，涉及众多的参数变量。要进行这样复杂的运算求解，通常要采用计算机来进行。对于非数学模型，可通过分析形成一定的措施、办法和政策等。

    （4）综合分析与验证。把计算出的结果或决策运用到实际安全控制工作中，进行小范围的实验，以此来矫正的二个步骤的偏差，促使所研究的安全问题达到既定的控制目标。

以上过程既相对独立，又前后衔接、相互制约，它们之间的关系见图1所示。

图1  控制系统分析程序