文/吴超 杨冕
本期专家
吴 超
吴超,现任中南大学资源与安全工程学院教授、博士生导师、副院长,兼任全国专业标准化技术委员会金属非金属矿山安全技术分委会副主任委员、国家安全监管总局职业卫生专家、教育部高等学校安全工程学科教学指导委员会委员、全国安全工程领域工程硕士培养协助组副组长等。国务院政府津贴获得者。1991年12月开始任原中南工业大学教授,曾在瑞典(1986-1988)、美国(1999)的3所大学做客座研究员,长期从事安全和环保领域的教学与科研工作。已培养60多名硕士和博士研究生毕业,近年有6篇论文被评为湖南省优秀硕士和博士学位论文;获省部级教学与科研成果一等奖4项,二等奖6项,三等奖7项;在国内外发表论文300多篇,其中80多篇被EI、SCI收录;出版了《安全科学方法学》、《化学抑尘》、《资源开发环境重金属污染与控制》、《矿井通风与空气调节》、《矿井通风及其系统可靠性》、《地下工程通风与空调》、《大学生安全文化》、《职业卫生与防护》、《公共安全知识读本》、《安全生产宣传用语精选》等专著和教材20余种,其中《化学抑尘》获第14届中国图书奖,《大学生安全文化》和《矿井通风与空气调节》获国家级精品课程称号。
安全生命科学是安全科学与生命科学的交叉学科,主要研究生命特征、生命运动规律、生命与环境的相互作用等现象对人的安全状态造成的影响,以顺应生命规律、保障人的安全、实现人的健康和舒适为根本目标。从安全的范畴和视角涉及的主要原理有以下五条。
(1)安全人性原理。安全人性原理主要是指通过研究人性的基本规律对人的行为安全产生的影响,设计出符合人性规律的生活与生产环境、制度环境、社会环境等,从而保障人的安全,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。例如,通过对马斯洛人性需求层次理论的研究认为,安全需求是人类的基本需求,那么在社会生产活动中构建以人为本的安全观就势在必行。
(2)安全人体学原理。安全人体学原理主要是通过对人体测量学、人体工程学等人体学科知识,研究人们在生活、工作中的安全和效能等方面的规律,探知人体的工作能力及其极限,使人们在所从事的工作中适应人体测量参数和人体解剖学的各种特征,进而保障生活和生产环境中人的安全,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
(3)安全生理学原理。安全生理学原理是指从人的生理因素角度,研究符合人的生理规律的安全理论,解决生活与生产环境中的安全问题,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。例如,运用安全生理学原理指导企业安全管理,需要从人的作业能力、职业适应性、劳动负荷影响、施工环境等考虑人的生理性危害。
(4)安全心理学原理。安全心理学主要是研究人的心理现象与安全行为的关系的学科,安全心理学原理是通过研究人的行为特征和对各种事故的安全心理过程,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。例如,通过掌握劳动者的个性心理特征,因材施教地开展安全教育,防止人为失误,使得安全心理学为预防事故服务。
(5)安全生物力学原理。安全生物力学原理主要是通过研究人在各种行为状态下身体各部位与其接触的所有物体的力平衡、变形或运动的关系和表达问题,使人的生活和工作符合人的生物力学规律,从生物力学的角度探讨对生活和各种作业环境中人的安全保护,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
安全人性原理、安全人体学原理、安全生理学原理、安全心理学原理和安全生物力学原理五理合一,相互协调,构成了安全生命科学原理的核心内容。
安全自然科学是安全学科体系中的一个重要的基础分支,它主要研究自然灾害和生产安全等的各种类型、状态、属性及运动形式,揭示各种灾害和事故的现象以及发生过程的实质,进而把握这些灾害和事故的规律性,并预见新的现象和过程,为预防和控制各种灾害和事故开辟可能的途径。安全自然科学原理主要包括安全容量原理、安全多样性原理、灾害物理原理、灾害化学原理、安全毒理学原理。
(1)安全容量原理。安全容量可以定义为:在某一确定的系统中,允许各种人、物、环境及其组合作用下的各种非正常变化或活动引起的“扰动”,当这种“扰动”达到最大时系统仍然安全的最大允许值。由此看出安全容量是一个与风险相关的临界量,即在整体风险可承受的范围之内,由各个具体的生活和生产活动环境中的风险所综合确定的一个安全临界总量。安全容量原理是基于对各种确定系统内的安全容量的研究所获得的普适性基本规律。例如,伤亡规律与社会系统的GDP有着密切的联系,社会系统在不同的GDP状态下有着不同的安全容量,通过对社会大系统在不同的经济发展阶段安全容量的研究,可以有针对性地制定安全政策。
(2)安全多样性原理。多样性是自然界复杂性程度的一个内容广泛的概念,是任何事物成长和发展的最基本的条件。安全多样性是安全系统的基本属性之一,决定了安全系统的复杂性,安全多样性原理是安全自然科学原理中的基本原理。安全多样性是一个具有普遍意义的客观存在,它包括安全物质多样性、隐患多样性、安全状态多样性、安全过程多样性、安全功能多样性、事故类型多样性等,这些多样性既有安全系统本身具有的多样性,又包括人类活动所创造的多样性,如人造物质多样性、人类需求与创造多样性、人类生产过程多样性、生产环境多样性等。上述各类安全多样性问题以及它们之间的内在联系的普适性规律称为安全多样性原理。认识安全多样性、揭示安全多样性的内在规律是全面系统地认识安全现象、安全规律、安全科学的基础,它是我们长期面临的一项基础性研究课题。
(3)灾害物理原理。灾害学是自然灾害学与人为灾害学或自然与人为混合灾害的总称,灾害物理原理主要指在研究由于物理现象、物理因素、物理过程等原因引起的灾害问题、灾害机理及其防灾减灾过程中获得的普适性基本规律。物理性的安全问题是随着现代工业的发展而出现并发展的,例如,生产过程中高温、高压、高流速以及低温、超低温的出现,使物理过程的安全问题变得严重,提出了许多新的课题。灾害物理研究极为广泛,例如:噪声、振动、采光、温度、辐射等物理性因素的危害、预防和防治;由于机械能、分子运动能、流体能、电磁能引起的安全现象;高压气体、液化气体以及物质状态变化过程引起的安全问题、事故规律;热过程及热变化引起的安全问题、事故机理和规律等。
(4)灾害化学原理。灾害化学研究的主要目的是对自然灾害的化学问题、有毒有害的危险化学品在生产、使用、经营、贮存和运输过程中,由于自然或人为原因,引起燃烧、爆炸、泄露、腐蚀、污染、中毒等,造成人员伤害或财产损失的事故进行事先预防和事后处理,灾害化学原理是基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
(5)安全毒理学原理。毒理学在学科性质上本属于预防医学,但将其作为安全科学的基础学科也同样重要。首先,在学科理念上,毒理学和安全科学一样都是贯穿着预防为主的思想,其次毒理学与生理学、化学、生物学、生态学、环境保护学有联系,与工业、农业、经济有联系,与地球上整个生命的未来有联系,因此在安全科学内开展毒理学研究理所当然,将毒理学原理划分为安全科学原理的分支之一也无可厚非。安全毒理学原理是基于安全目的研究毒理学过程获得的普适性基本规律。
安全技术科学是研究指导安全生产技术的基础理论学科,以基础学科为指导,以安全技术客体为认识目标,研究和考察各个安全技术门类的特殊规律,建立安全技术理论,应用于安全工程技术客体。安全技术科学一方面将安全科学转化为安全技术,另一方面又将安全技术的一些共性原理提升为安全科学。安全技术科学是安全科学中发展相对早的、内容较为丰富的主体学科,可以从物质、设备、能量、工程、环境五个方面将安全技术科学原理划分如下。
(1)安全物质学原理。安全物质学是以人的安全健康为着眼点出发,研究各种物质(含人裸眼不可见物质)的状态及其演化对人安全健康的直接和间接危害的规律,用最少投入获得预防、减低、控制乃至完全消除这些危害的方法、措施和设施,使关系到人的安全健康的物质及其演化总是处于安全的状态,安全物质学原理是基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。对物质的认识是一切创造的前提,因此对安全物质学原理的研究属于安全技术科学原理研究中的最基础环节。
(2)安全设备学原理。安全设备学是在设备的设计、选材、制造、安装、使用、维护、评价、认证等一系列工程领域中,使设备从根本上实现安全化所采用的安全科学理论、方法、技术、策略的总称,安全设备学原理是以保障生产安全为目的,基于研究机械、工具、装置等各种设备的本质安全化和功能安全及其无害化所获得的普适性规律。
(3)安全能量原理。机械能、热能、电能、化学能、声能、生物能等,它们的意外释放都可能造成对人的伤害或物的损坏。安全能量原理是基于研究生产过程中能量的流动、转换,以及不同形式能量的相互作用,防止发生能量的意外释放或逸出等过程和目的,所获得的普适性基本规律。
(4)安全工程原理。安全工程原理是安全技术科学原理中的核心部分,安全工程原理是以人类生产、生活中发生的各种事故为主要研究对象,综合运用各种知识,辨识工程领域中的不安全因素,采取有效的措施控制事故,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。安全工程原理的研究内容与安全系统管理原理的研究内容等存在交叉。
(5)安全环境原理。安全环境原理主要是研究“人-机-环”系统中的环境子系统,即研究生产生活环境中的危险有害因素,创造良好的工作环境、生活环境,保障环境中人的安全与健康,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
安全社会科学原理主要是从文化、法律、经济、教育、伦理道德等的角度对安全现象、安全规律、安全科学进行研究,探索社会科学的诸多方面的变化对人的安全状况造成的影响,从社会科学角度总结保障人的安全的基本规律。
(1)安全文化原理。安全文化通常指人们的安全知识、态度、观念和价值观等。大量实例表明安全文化在安全生活、生产过程中起决定性作用,安全文化原理主要是指研究安全文化的特征要素、安全文化体系建设、安全文化评价方法以及安全文化与安全管理之间的作用关系等,从提高安全文化的角度加强安全管理,保障生活、生产安全,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
(2)安全法律法规原理。安全法学是安全科学与法学的交叉学科,是将法学运用于安全领域后产生的一门新学科。安全法学是关于通过法律法规的控制手段,保障人的身心健康免遭外界因素危害的科学活动及认识成果的总称。安全法律法规原理是基于安全法律法规的理论基础、安全法学科的建设、安全法学的应用实践、安全法学的人才培养等方面的研究目标和过程所获得的普适性基本规律。
(3)安全经济原理。安全经济学主要是以经济科学理论为基础,以安全为目的,为各种安全活动提供最优化理论指导和实践依据,其核心思想是以最少的资金投入取得最大的经济效益和可持续发展。安全经济学原理主要指在研究事故对经济的影响、事故保险的运行机制、安全资源配置、安全效益理论和投入产出、安全成本变化、安全供求关系及变化等过程中所获得的普适性基本规律。
(4)安全教育原理。安全教育学是以安全科学和教育科学为理论基础,以保护人的身心安全健康为目的,对安全领域中的一切与教育培训等活动有关的现象、规律进行研究的一门应用性交叉学科。安全教育学原理主要指在研究安全教育基础理论、安全教育方法学、安全教育手段与模式等过程中获得的普适性基本规律。
(5)安全伦理道德原理。安全伦理学是以安全道德现象为研究对象,研究人的安全道德情感、安全道德行为、安全权利以及安全道德规范现象等,探讨安全道德的本质、起源和发展、安全道德水平同物质生活水平之间的关系、安全道德的最高原则和安全道德评价的标准、体系、教育、修养以及安全人生观、安全价值取向、安全态度等问题,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
安全系统是灾害和事故发生的场所,是安全管理的对象,安全系统思想是安全科学的核心思想,安全系统科学是安全科学学科的主体。安全系统的构成要素包括人、机、环境、信息、管理等,因此,可以将安全系统科学原理划分为安全系统管理原理、安全环境系统原理、安全人机系统原理、安全信息系统原理、安全局部和谐原理等五个分支。
(1)安全系统管理原理。安全系统管理原理主要指在研究安全系统的基本特征、安全系统管理的对象、安全系统管理的思想方法和手段等目标和过程中所获得的普适性基本规律。安全系统的基本特征包括整体性、层次性、目的性、非线性、混沌性等;安全系统管理的具体对象如人流、物流、资金流、信息流等;安全系统管理的思想、方法和手段,如人本思想、系统整体性思想、事故因果连锁思想、能量转移思想、扰动起源论、轨迹交叉论、变化论、综合论、安全系统论、安全控制论、安全信息论、安全耗散结构理论、安全协同理论、安全突变理论、安全灰色理论等。
(2)安全环境系统原理。在安全系统中,人与环境相互作用是普遍存在的。安全环境系统原理主要指在研究环境因素对人的影响及其控制等过程中所获得的普适性基本规律。安全环境系统原理涉及的主要研究内容包括:安全环境系统的认识,如辨识环境中的危险源、隐患等有害因素;安全环境系统的控制,在认识的基础上控制环境系统中各参量的状态变化等;安全环境系统的评价,如建立安全环境系统的评价指标体系,定期进行环境评价,保障环境中人与物的安全等。
(3)安全人机系统原理。安全人机系统原理主要指研究人-机之间的相互作用关系,探讨如何使“机”符合人的形态学、生理学、心理学等方面的特性,使得人-机相互协调,以达到人的能力与机操作要求相适应,创造出安全、高效、舒适的工作条件,并基于上述目标和过程获得的普适性基本规律。
(4)安全信息系统原理。安全信息是安全系统的精髓。安全信息系统原理主要指在研究安全信息流,如组织系统的信息流、上下级之间的信息流、人机系统的信息流、环境的信息流、致灾源和危险源信息流等过程中所获得的普适性基本规律。研究内容包括:安全信息的制作、搜集、传输、处理的方式方法;安全信息的预测预报等;如何建立现代化的安全信息管理体系,运用安全管理信息系统进行安全监督管理等。
(5)安全局部和谐原理。安全系统是复杂的巨系统,研究安全系统浩瀚的时空属性、综合属性,任何一种客观的安全现象背后都隐藏着千丝万缕的复杂联系,事故的致因因素是多维的,因此在实际处理中,我们很难实现整个安全系统的功能最优化,我们只能抓住问题的主要矛盾,追求安全系统的局部和谐,这种对“系统”中“部分”的有效控制才是安全系统科学能够实际应用的精华所在,安全局部和谐原理是基于上述目标和研究过程所获得的普适性基本规律。若要全面系统地分析安全问题,就必须开展安全局部和谐原理的研究,对各个行业的关键事故致因因素进行控制,安全局部和谐原理有利于指导行业安全中的常见事故处理,有利于指导企业生产的安全标准化建设,有利于各级别的安全生产监督管理人员抓住问题的主要矛盾,有利于将安全系统思想切实运用到具体的系统安全之中。
(第二作者杨冕为中南大学资源与安全工程学院博士研究生)
责任编辑/宋智慧