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第三节  控制理论

现代控制理论产生于20世纪60年代,它以状态变量概念为基础,利用现代数学方法和计算机来分析、综合复杂控制系统的新理论,适用于多输入、多输出,时变的或非线性系统。现代控制理论的核心之一是最优控制理论。该理论的核心是最优控制思想,它不但在自然科学领域应用广泛,在社会科学领域同样应用广泛。

一、系统安全理论

(一)系统安全理论的基本观点

系统安全是指在系统寿命期间内,应用系统安全工程和管理方法,辨识系统中的危险源,并采取控制措施,消除危险源或者降低其危险性,从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。

系统安全理论认为:系统中存在的危险源是事故发生的原因,必须在确认事故致发因素的基础上,采取有效措施系统地控制致发事故的各个因素,保证整个系统寿命期间内的安全。

虽然人们在20世纪50年代末开始战略武器研制、宇宙开发、核电站建设时已经萌发了系统安全的基本思想,但作为现代事故预防和控制理论中的系统安全理论,则产生于20世纪50-60年代美国研制洲际导弹的过程中。

系统安全理论是在系统论、控制论的学术思想和工作方法影响下发展起来的预防和控制事故的理论。因此,系统安全理论注重整个系统寿命期间事故预防的系统性。强调在新系统的开发、设计阶段要采取措施控制危险源;在系统运行期间要实施跟踪检查,避免管理方面出现疏忽和失误;在预防事故中要注意系统各要素之间相互关联的状况。

在系统安全理论中,涉及物的因素时,使用“故障”这一术语; 涉及人的因素时,使用“人失误”这一术语。这些术语比“人的不安全行为”和“物的不安全状态”要深刻得多。一般而言,一起事故的发生是许多人失误和物故障相互关联、共同作用的结果。因此,在预防事故时必须在弄清事故致发因素的基础上,采取有效措施系统地控制相关的各个因素,而不是孤立地控制各个因素。

(二)系统安全理论在危险物品管理中的运用

系统安全理论告诉我们,预防和控制事故要考虑系统性问题。即预防和控制事故发生的基本原则是采取系统的对策。在危险物品管理中,应当综合采用安全法制对策、安全管理对策、安全教育对策、安全技术对策等事故预防和控制对策。从宏观层面上,要根据不断出现的新问题,相应地完善安全规范;要善于吸收先进的科学技术,研究和改善确保本质安全的技术措施;运用事故理论不断地改进政府职能部门的管理思路和方法;不断创新安全教育的形式和载体,增强安全教育的趣味性和实效性。从微观层面上,从业单位也要从健全安全管理制度和操作规程、加强对危险岗位从业人员的安全教育、增加安全设施和设备的投入、强化日常检查和整改等各项工作,系统地控制与事故发生有关的各个要素。 

二、重点控制理论

(一) 重点控制理论的基本观点

重点控制是指对安全问题的控制要分清主次、抓住重点。现代工业生产十分复杂,安全问题很多,需要控制的对象也多,全面控制有一定的难度,因此不能胡子眉毛一把抓,而是要分清主次、抓住重点,把控制力量放在关键的问题上。日本政府比较重视重点控制理论在管理中的运用,他们在调查研究、科学分析的基础上,挑选了劳动灾害发生率较高或潜在危险性较大的19个行业进行重点控制,取得了预期的效果。

重点控制理论认为,控制重点就能控制大局。确定重点可以采用技术辨识方法、定性方法、定量方法等。ABC分类法是一种常用的定量方法,就是将历年发生事故的情况进行统计分析,按事故发生频率高低排列,找出发生事故占总数80%的行业或部位作为重点(A类)进行管理控制。在我国,易燃易爆和有毒危险源已被列为重点危险源,与重点危险源有关的石油化工等行业就属重点控制行业。重点控制对象除了行业、部位以外,还可以细化到环节、岗位等。

(二)重点控制理论在危险物品管理中的运用

在危险物品管理中,政府职能部门可以将容易发生燃烧、爆炸、毒害事故,并可能造成重大人员伤亡和财产损失的场所,以及重大危险源作为重点控制场所;可以将爆炸物品生产行业、矿山系统以及烟花爆炸的生产行业作为重点控制行业,并采取有力措施对这些重点场所和行业进行有效控制。企事业单位可以根据本单位的从业性质,通过危险性分析、安全评估等科学方法确定重点部位,集中人力、物力、财力对其进行本质优化和强化监管,以实现重点控制的应有效果。

重点控制首先要控制重大危险源,重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品,且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元(包括场所和设施)。国家强制性标准《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218—2018)阐述了危险性的计算方法; 2012年5月11日由中国国家标准化管理委员会、交通部水运科学研究所、全国危险化学品管理标准化技术委员会参与编辑和发布的《危险货物品名表》具体阐述了危险化学品的品种,这些文件都是认定危险化学品的重要文件。

三、多重防护理论

为预防危险物品事故与案件的发生,需要实施多重防护,控制安全事件发生的概率。

(一)多重防护理论的基本观点

多重防护是多重防护措施的联合运用,以增强对被保护物的防护效果。多重防护措施可以是同种措施,或是不同种措施。

多重防护理论的依据是增加系统的可靠程度,降低事故的发生机率。由于每一种防护措施都存在故障率,存在防护失败的机率。增加防护措施的数量,形成相互弥补,增加技术难度或延长防护时间。就象一座房子,在房门上加两道锁总比加一道锁要安全一些。目前通常采用的多重防护对策是人控加机控,或是人控、机控加电脑控制。

多重防护理论认为,为了增加系统的可靠程度,必须采取多重防护措施,以增强其防护能力,降低事故发生的概率。

(二)多重防护理论在公共安全管理中的运用

在公共安全管理中,多重防护理论运用广泛。如在剧毒物品生产、使用车间,为了降低车间内有毒气体、有毒粉尘的浓度,除工人在操作中要控制毒物的泄漏、撒漏,设备要保证不发生跑、冒、滴、漏以外,在车间内还要安装相应的检测仪表。有了这三道防护,即使是在发生人为误操作或设备不可靠的情况下,一旦有毒物泄漏、撒漏,这些检测仪表就可以及时发现。在控制爆破中,为了避免爆破场所附近的建筑、设施遭破坏,除了在方案设计时要遵循等能原理、微分原理、失稳原理,使爆破时没有多余能量产生,使建筑物失去整体稳定性而自然倒塌外,还要采用覆盖防护、近体防护、保护性防护三重防护措施,以防爆破产生的碎片、烟尘、空气冲击波等影响周围的安全。对公共娱乐场所,为预防火灾和火灾损失,规定了建筑的防火等级、安全出口的数量和宽度、火灾自动报警喷淋系统、装修材料的耐火性能、疏散指示标志和应急照明规格等等,形成了立体、全方位的多重保护体系。

前面所述的枪支盗窃案件事件树分析中,4种防护措施分别防护最低失败率是0.001,共同防护时失败率是5.04×10-6,失败率降低了3个数量级,若再增加一道防护措施则失败率进一步降低29倍,可见,增加安全防范措施的数量,或降低防范措施的失败率都能提高防护效果。

四、安全管理其他理论

    (一)风险控制理论

风险控制是指风险管理者采取各种措施和方法,消灭或减少风险事件发生的各种可能性,或风险控制者减少风险事件发生时造成的损失。

风险控制过程可以用“辨识、分析、评估、处理”8个字予以概括,这4项内容之间的关系可以描述为:辨识是前提,分析是基础,评估是关键,处理是手段。

风险控制的基本方法是:风险回避、损失控制。

风险回避是有意识地放弃风险行为,完全避免特定的风险。工程爆破具有风险,对于可能产生塌方、碎石远距离抛射的过程或方法需要放弃,回避风险。

损失控制是制定计划和采取措施降低损失的可能性或者是减少实际损失。控制的阶段包括事前、事中和事后三个阶段。事前控制的目的主要是为了降低损失的概率,事中和事后的控制主要是为了减少实际发生的损失。每个爆炸物品限量存储和设置安全距离就是控制损失的一项措施。

(二)能量意外释放理论

意外释放的能量超过人体或物品能够承受的能量时将会造成人和物的伤害。由于系统中危险源的发展变化和相互作用,使能量发生了意外释放。根据危险源在事故发生、发展中的作用,可以分为两类。第一类危险源是系统中可能发生意外释放的各种能量或危险物质;第二类危险源是导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素。第一类危险源的存在是事故发生的前提;第二类危险源是第一类危险源导致事故的必要条件。两类危险源共同决定危险源的危险性。第一类危险源释放出的能量,是导致人员伤害或财物损坏的能量主体,决定事故后果的严重程度;第二类危险源出现的难易,决定事故发生的可能性的大小。

(三)监督理论

监督是控制危害事件发生的有效方法。监督分为上级监督、同级监督和下级监督,同级监督中的“五双制度”十分重要,它是关于危险物品存储管理的制度,七基本内容是:“双人收发、双人记帐、双人双锁、双人运输、双人使用”。双人收发指购进的危险物品入库或出库时,必须由专职负责该库的2位保管员负责验收入库或发送出库;双人记帐指到仓库提取危险物品时,必须持有效领料单,交由保管员(双人)核对品名、规格、数量,然后保管员(双人)按规程提取并分别记录,形成2本账;双人双锁指危险物品储存专用仓库的进出库房门,必须配备两把锁。2位保管人员各人持一把锁匙。凡进入仓库工作时,必须双方保管员同时到达仓库方可开启、关闭仓库门;双人运输指危险物品从存放点送至使用点的过程中,需由2名以上人员押送;双人使用指危险物品在使用现场,需在2名以上监督或工作人员的监督下使用,直至危险物品失去原有的危险性。

(四)犯罪成本论

犯罪成本包括行为成本、物质性成本、心理惩处、法律惩处、社会惩处、定罪概率等等。犯罪既是一个社会问题,也是一个经济问题。犯罪人犯罪需要投入一定的资源,国家和社会控制犯罪更是要付出沉重的代价。犯罪成本是商品生产的产物,是经济学中的价值规律在犯罪学中的反映。根据发达国家的经验,犯罪成本和定罪率提高了,犯罪率就会下降。

影响犯罪成本高低的因素有四个,其中犯罪直接成本和犯罪机会成本在短期内是相对稳定的常量。惩罚成本则是以破案率为前提,破案率越高,犯罪者就越少。从犯罪经济学的角度看,一流的罪犯就是用最小的犯罪成本获得最大的犯罪收益,而政府要采取的措施则是通过一系列社会公共政策,使罪犯的犯罪成本最大化,最后达到减少犯罪率的目标。鉴于此,犯罪经济学的首创者美国芝加哥大学教授贝克特别强调,一个人犯罪以后被捕的概率比监禁期限有更大的阻遏犯罪作用。贝克认为,一般而言,犯罪成本包括三方面:一是直接成本,即实施犯罪过程中产生的成本,包括作案工具、作案经费、作案时间等直接用于犯罪的开支。二是犯罪的时间机会成本,由于一个人把一部分时间用于犯罪,那么通过合法活动谋利的时间就会减少,由此自动放弃的经济活动可能产生纯收益,即为犯罪的机会成本。三是惩罚成本,即犯罪被司法机关侦破并被判处刑罚对犯罪分子所造成的经济损失。

这4种理论中,前3种是关于事故方面的理论,第4种是关于案件方面的理论。 

灰色系统理论预测犯罪【拓展知识】

    事故发生的规律属于“物”的属性,影响因素相对较少,通常使用物理研究方面的方法揭示内在变化规律,用数学模型预测发展趋势。但案件的发生规律属于“人”的属性,人是十分复杂的动物,由人组成的社会更是复杂,复杂多样的影响因素将很多数学预测模型拒之门外。

    灰色系统理论是控制理论的一个新领域。是控制论的观点和方法应用于社会经济系统的产物,也是控制理论与运筹学等相结合的产物。对于一个系统,如果对它一概不知,称为黑色的;如果知道系统内的所有信息,称为白色的;如果知道其中一部分,但有一些部分不知道,或知道得不确切,这样的系统我们称为灰色。灰色系统理论以灰色系统为研究对象,以灰色系统的白化、淡化、量化、模型化、最优化为核心,以对各种灰色系统发展的预测和控制为目的。它的主要研究内容有:灰色系统的建模理论、灰色因素的关联分析理论,灰色预测理论和决策理论、灰色系统分析和控制理论、灰色系统的优化理论等。1981年,中国控制论专家邓聚龙教授首次提出灰色系统的概念,后来又陆续发表了许多关于灰色系统的论文和专著,建立了灰色系统理论,自1982年以来,灰色系统理论在农业、工业、气象等领域得到成功地应用。

    犯罪是社会的一种病态现象,又是一种错综复杂的社会现象,是多种因素相互作用的结果。如果要把所有这些因素和犯罪之间的关系搞清楚,作出逻辑上的必然推断,对整个犯罪系统而言确实是困难的。事实上,我们对犯罪系统并不是一无所知,但也不是全知,就知道的那一部分而言,并非全部都很确切,也有一些部分是不太确切的。这十分符合灰色系统的特点,可以使用灰色系统理论进行预测分析。

    在犯罪预测中,通常使用专家预测法,这种方法受专家主观因素的影响较大,因此只能作定性预测和粗略定量预测。在犯罪预测中,也使用移动平均法、时间回归分析法,但这些方法需要较多的数据,否则不满足该方法使用的条件。但犯罪问题统计周期长,影响因素多,基本环境条件难以保持一致。由于犯罪情况受到气候因素影响,受到节假日影响,每个月的基本环境条件不同,故通常犯罪统计以年为单位,而年度周期较长,几年中总有政策、生活习惯、出行状况的变化,形成干扰因素,因此,变化的基本环境条件使移动平均法、时间回归分析法等不再适用。灰色系统理论分析方法只需要4组数据,数据需求量少,经平滑处理后消除了个别因素的影响,反应出事物的本质属性。近几年,多位学者应用灰色系统理论分析了不同地区、不同领域、不同犯罪类别的犯罪趋势,包括危险物品盗窃案件、持枪抢劫案件、投毒案件、爆炸案件等,收到较好的预测结果。

思考题

1、目前危险物品管理的理论多为“舶来品”,如何“本土化”?请谈谈自己的认识与看法。

2、危险物品管理理论与其他哲学社会科学理论一样,“精度”较差,“例外”较多,如何正确使用上述理论,请谈谈您的看法。

3、举例说明本质安全理论在危险物品管理中的应用。

4、危险物品管理的目的是防范危险物品相关案件/事故的发生,请举例说明重点控制理论在危险物品管理方面的应用。

5、从理论和实践两方面阐述,压降或消除安全隐患对于危险物品安全管理的意义。