【摘 要】 本文就城市与工业安全工程对国家经济与社会进步的意义,我国安全生产工作中存在的重大问题和对科技的需求,“十五” 城市与工业安全科学技术发展目标以及城市与工业安全工程科技攻关重点领域与关键技术等问题进行了论述。
【关键词】 城市 工业 安全工程 科技需求 科技攻关
一、“安全工程”对国家经济发展与社会进步意义重大
安全生产是一项基本国策，是国家政治、经济与社会活动能够安全、顺利运行的基本保证。多年来我国安全生产形势严峻、恶性伤亡事故不断发生，在国内外造成不良反应，对改革、发展和稳定都产生很大影响。城市与工业安全工程（以下简称安全工程）是通过国家组织的科技攻关，解决安全生产中存在普遍、影响突出的重大技术关键，以技术创新改善安全生产技术落后状况，用科技进步促进安全生产。安全工程是包括公众社会安全和工业生产安全等内容在内一个综合、系统的科技攻关计划，事关人民群众生存健康的基本权益，事关国家政治、经济与社会安全。安全工程计划的实施对国民经济发展和社会进步具有重大作用。
二、我国安全生产工作中目前存在的重大问题和对科技的需求
安全生产工作是一个系统工程，涉及到诸多方面，既有管理问题，又有科技问题。从管理角度看，最突出的问题是技术基础工作较差，如安全技术标准数量少、指标落后，不能与国际水平想衔接。而在科技方面，则问题和差距更大，突出表现在安全科技基础性研究落（滞）后，许多共性和关键性的安全技术没有得到攻克。目前存在于工业生产企业的重大问题及对科技的需求可归纳为以下几个方面：
1. 非矿山企业安全生产关系到我国国民经济的可持续发展
我国非矿山企业包括海洋石油、石油与天然气、化工、石化、铁路、交通民航、兵器、核工业、机械、冶金、建筑、建材、纺织等行业，这些行业也是我国国民经济的支柱行业，它们的安全生产状况直接关系到我国国民经济的可持续发展。在非矿山企业中，安全生产状况比较突出的行业是石油、化工、天然气、交通（包括铁路、公路、民航）、兵器、核工业、建筑等。目前存在的重大问题是：
·设备本质安全水平低，存在着重大事故隐患
在非矿山企业中，油田、炼化企业大部分都是二、三十年代的老企业，随着生产周期的延长，设备安全问题逐步暴露，日渐严重，尤其是欠帐多的老装置、管线和系统工程，重大设备隐患已严重危及安全生产。兵器企业大部分是二、三十年代日伪时期日本人建造的兵工厂，六、七十年来未进行过大规模的改造，工房破损，设备陈旧，特别是由于工艺技术水平低，设备和检测手段落后，生产线上的危险品在制量和周转量大（一些生产线上有数千发炮弹，几十吨炸药），危险岗位的操作人员多，发生事故时的伤亡巨大。而在国外，同类生产线只有几个人操作，即使发生爆炸，人员伤亡要小得多。在其它行业中也同样有设备本质安全水平低，存在大量事故隐患的问题。
·重大危险源的管理水平低
随着我国经济的发展，建成了大量的大型贮罐区和大型仓库，这些贮罐区和仓库贮存着大量有毒、有害、易燃、易爆危险品，一旦发生事故将造成极大的伤亡和经济损失，并对整个社会造成极为恶劣的影响。如1997年7月北京东方化工厂罐区爆炸事故和1998年3月西安市400立方米液化石油气球罐爆炸事故，都造成了重大的人、财、物损失和恶劣的社会影响。而我国现阶段对重大工业危险源缺乏系统有效的管理，对重大危险源的辨识、评价和监控缺乏统一规范的要求。
·设备监测、控制水平低
由于目前我国工业化水平较低，设备和工艺水平与国外同类生产装置相比存在着较大的差距。关键生产装置、重点生产部位和重要部位的未能进行有效的监测和控制，使得设备和装置的安全度降低。另外，具体在铁路行业中，对铁路道轨、机车车辆的检测、控制水平较低，未形成监测网络，对道轨、机车车辆中的事故隐患不能进行系统的检测，故对列车冲突、脱轨、火灾、爆炸、断轴、断轨等重大、特大事故不能进行有效的预防。在我国民航领域，目前飞行大多数不能实现全程雷达监控，这直接影响到民航的飞行安全。我国高速公路运输发展迅速，由于天气、车况、驾驶人员以及管理等方面的原因，高速公路事故频频发生，群死群伤重大恶性事故不断。而目前我国还缺乏高速公路的行车安全监控系统，对于高速公路行车不能进行有效的调度和监控，对行车事故不能进行迅速的处理和救助。
·事故后处理技术及退役设备、废物的处理技术水平低
目前我国事故后处理技术水平较低，事故发生后往往不能得到有效的控制，造成二次事故的发生，大大地加大了事故的损失和人员的伤亡。如1997年7月北京东方化工厂贮罐区爆炸事故，一个球罐爆炸后波及到周围数个贮罐发生爆炸，最后使得整个贮罐区遭到破坏。另外，我国退役设备、废物的处理技术水平也较低。如海上石油平台拆除时，往往造成原油泄漏以及火灾、爆炸事故发生。核设施退役核放射性废物处理核处置工作也是我国目前面临的一大科技难题，不加强该方面的科学研究，将对我国的环境造成重大的影响。
“十五”期间非矿山企业对安全生产科技的需求主要有以下几个方面：
·开展事故发生发展机制、影响因素及重（特）大事故控制技术研究。事故的发生、发展有其自身的机制，只有对其发生、发展的机制进行深入细致的研究，才能有效地防止事故发生。同时进行重（特）大事故控制技术研究，提高预防和控制事故的水平。
·改进工艺设备的安全状况，提高设备和装置的本质安全度。改造落后的设备和生产装置，在技术和工艺改造同时对其安全性进行深入细致的研究，不断改进技术和工艺，从而提高设备和装置的本质安全水平。加大科技投入，研究新技术、新工艺，开发新型安全设备和检测仪器，提高生产过程的本质安全度。通过自动化控制和隔离操作，降低事故发生时对人员的伤害程度和伤亡率。
·开展重大危险源辨识、评价和监控技术研究。在“八五”成果的基础上，建立一套统一规范的重大危险源辨识、评价和监控技术，在全国范围内进行重大危险源的辨识和评价，建立一个从地方城市到国家安全监察部门的重大危险源监控网络系统，这对企业安全生产，对保护人民生命和国家财产安全，防止重大灾害事故的发生以及对安全生产管理部门的决策都具有重要的意义。
·开展设备的监测、控制技术研究。对关键设备进行监测和控制，提高设备的监测、控制水平，减少和预防事故的发生。具体地说，在铁路系统要大力发展列车运行安全监控系统，实现对机车车辆的动态监测，大力发展地面监测系统，实现对机车车辆运行品质和运行安全指标的检测，利用通信与计算机网络技术，发展集监测、控制和管理决策于一体的高度信息化的安全监控网络体系；在民航系统，为了提高民航的飞行安全，提高飞行的密度，最大程度地利用航空资源，应更新雷达设备，扩大雷达的监控范围，实现民航飞行的全程雷达监控；对于高速公路行车，尽快建立高速公路行车安全监控系统，最大程度监控公路行车动态，并迅速组织对事故现场的处理和救助。
·开展事故后处理技术及退役设备、废物的处理技术的研究。 研究事故发生后的控制技术，防止事故的扩大和蔓延。对退役设备、废物的处理技术进行研究，减少处理退役设备和废物过程中事故的发生及对周围环境造成的破坏。
2.锅炉、压力容器、压力管道和特种设备危险隐患多
据1998年统计，我国现有锅炉50.6万台、固定式压力容器122.8万台、罐车1.8万辆、各类气瓶6610.2万只。据1996年不完全统计，我国有长输管道263条，约1.7万公里；集输管道约20万公里；城市内燃气管道3.5万公里；城市内供热管道0.6万公里。据粗略估算，我国拥有电梯30万台，客运架空索道200多条，游乐场数百家，98年参加游乐活动的人数多达3亿人次以上。目前对起重机械、厂内机动车辆、防爆电器无全国性的统计，仅据辽宁省1998年统计，全省起重机械的保有量约为3万台，厂内机动车辆的保有量大约为2.3万辆。对近十年来的统计资料分析，我国锅炉年均增长率为3％左右，固定式压力容器为2％左右，气瓶为6％左右，电梯约为16%，架空索道约为20％。随着我国国民经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，锅炉、压力容器、压力管道和特种设备仍将保持一定的增长势头。预计到2005年，我国将有锅炉近60万台、固定式压力容器130多万台、气瓶8000多万只、电梯50多万台、架空索道400多条。在这些方面存在着诸多安全问题，主要表现为：
·锅炉、压力容器、压力管道是具有爆炸危险的特种承压设备，它们承受着高压、高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质，一旦发生爆炸或泄漏往往并发火灾或中毒等灾难性事故，造成严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生活带来严重危害，直接影响社会安定。目前我国万台锅炉、压力容器爆炸事故率已由“六五”期间的2.15下降到1998年的锅炉0.67、压力容器0.55、气瓶每百万只0.64。然而，这一状况与欧美等工业发达国家相比尚有很大差距，我国年均爆炸事故率仍是发达国家的5～10倍以上，灾难性事故比率甚至更高。
·起重机械、电梯、厂内机动车辆、防爆电器、架空索道、游艺机和游乐设施等均属于使用过程中危险性较大，对操作者及他人或周围设施的安全有重大危害，并易导致伤亡事故的特种设备。在全国范围内由特种设备引起的事故相当频繁和严重。
“十五”期间，该领域比较迫切的科技需求是：
·锅炉、压力容器和压力管道方面，一是对超龄装置的在线检测和寿命预测、埋地管道的泄漏检测和腐蚀预防技术等问题，开展科学研究；二是无论管理水平多高，锅炉、压力容器和压力管道的泄漏、爆炸事故仍在所难免，重要的是在发生事故之后如何组织好应急抢险工作，目前在这方面国内还没有相应的预案和合适的抢险装备，亟待开展压力容器、压力管道事故抢险应急措施技术的研究及其装备的研制工作，以期把事故的损失减少到最小程度。
·特种设备方面，一是开展检测与评估技术的研究；二是目前有许多在用设备已达到或超过设计年限，有的仍在运行，构成不安全因素，因此，需要开展特种设备的寿命评估与预测技术方面的研究，以解决超期限设备能否继续安全使用的问题。
3.中小企业安全技术装备落后急待改进
中小企业安全技术落后已成为我国经济发展中的严重的问题。在改革开放中迅猛发展中起来的中小企业，一部分是采用了大型企业更新换代淘汰下来的机器设备；有些是引进了国外高危险、高污染的生产原料或生产工艺；还有少数甚至只停留在家庭作坊式的生产方式；只有一小部分是采用了现代化的生产技术。前三部分在中小企业中所占比重甚大，这些企业由于技术基础薄弱，生产工艺落后，作业环境较差，伤亡事故隐患状况也十分严重。众所周知，煤矿是我国伤亡事故最为严重的行业，而中小型煤矿（主要是乡镇办或私人办）则更是重中之重。
建筑业在国内外都是事故多发行业。在我国建筑行业工伤事故发生频率很高，居非矿山企业首位，占35%左右，但最为严重的还是在中小企业，估计每年在中国建筑业死亡3000人的事故中，70%以上是发生在乡镇建筑企业。
其它类型的中小企业，如化学、机械、建材也存在类似的状况。
我国中小企业事故多发，安全状况差的原因很多，从存在的问题和技术需求上分析最主要的原因还是安全管理水平低和安全技术装备落后，急需加强技术创新、技术改造，从根本上改变我国中小企业安全卫生形势严峻的状况。
根据我国中小企业发展和安全技术水平现状，在安全生产中主要技术需求表现在三个方面：
·一是针对我国中小企业安全技术落后的现状，急需对具有共性与综合性的安全生产技术问题给予技术指导。其产出形式是：中小企业安全生产技术指南。该指南可分为综合指南和各种中小企业的分类指南。指南中给出在现阶段生产发展水平条件下如何采用科学、简便、有效的安全技术预防伤亡事故，控制职业危害，该指南也可以作为中小企业安全生产技术培训的大纲。
·二是在中小企业中广泛推广人机工效学的技术方法，减轻工人负荷，改善人机环境，使工人从劳累、危险的工作状态中解脱出来。设计出不同行业、不同工作方式的人机工效学方案及相应的工具与设备，以最低廉的投入，最科学的方法，争取获得最佳的安全效益和经济效益。要改变设备条件差，经费投入不足就难以解决安全生产问题这样一个过时的观念，使人机工效学这项最适用于发展中国家和最适合于中小企业的先进技术在中国的中小企业得到发展，从而提高安全生产科学技术水平。
·三是建立适合于中小企业的安全生产科学管理系统，如在中小煤矿集中地区，采用高瓦斯矿井区域治理计划，从科学管理入手，提高事故多发地区，多发行业的规划，监测、治理、信息交流和紧急救援的能力。
4.缺乏有效实施的特（重）大事故应急预案和抢险救援技术
随着管理和技术水平的提高，虽然发生特（重）大事故的概率会随之降低，但绝不意味着可以完全杜绝恶性事故的发生，因为很多事故是由意想不到的偶然因素引发的，因此任何时间、任何条件下，都有发生恶性事故的客观实事。所以应该高度重视特（重）大事故应急预案的建立和抢险救援技术与装备的开发。有效的应急预案和抢险救援技术，可以将发生的事故控制住并把损失减少到最小程度，否则会丧失良机，酿成恶果。如1998年3月5日西安市400立方米液化石油气球罐法兰泄漏事故，发现泄漏后各级部门领导亲赴现场指挥，但因没有有效的抢险措施，最终在发生泄漏两小时后接连发生三次爆炸，造成12名抢救人员牺牲、30人受伤，直接经济损失477万元的恶果。失败的原因就是没有对此类突发事件的应急预案并缺乏行之有效的抢险救援技术和装备。
目前，在以下几个方面，存在着发生事故后，会蔓延和发展成恶性事故的可能，需要实施紧急抢险救援工作：
·大型储油、储气罐（区），油、气泄漏事故的应急预案和抢险救援技术，已发生诸如西安液化石油气罐泄漏和北京东方化工厂油罐泄漏等多起恶性事故；
·化学危险品的铁路、公路、水路运输中，化学毒物泄漏事故的紧急处理，已发生过西江氰化物落江污染水质的严重事故；
·水运船舶溢油，尤其是长江三峡库区和长江口及珠江三角洲等经济发达、人口密度大的敏感地区的溢油紧急处理；
·煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸和突水及火灾后人员的紧急救援问题；
·城市地铁和铁路运输发生重大事故后的紧急处理问题。
事故发生后，如何有效地组织和实施抢险救援工作，需要有一套科学的技术手段和方法，这方面的科技需求主要有：
·研究并建立起快速、有效的指挥系统网络，以便在事故发生后能够快速调动组织起专家、抢险队伍、医疗保障等相关的组织和人员；
·研究针对不同类型事故的应急预案，以便保证抢险救援工作程序准确，反应灵敏；
·研究针对不同事故类型的抢险救援技术和装备，以保证抢险救援工作的切实有效。
5.科学管理和信息及网络化技术与应用落后
安全生产中相当重要的一个方面是科学管理问题。当前在许多企业中安全管理主要是由管理人员凭主观意志和经验进行工作，这种管理模式，由于受管理人员的知识水平、经验及责任心的影响，根本不能满足生产中日益复杂的情况。目前在安全生产科学管理方面存在的突出问题有：
·法律、法规不健全。在工业发达国家，早已出台了诸如《职业安全卫生法》等许多重要的法律、法规，以此来约束和指导雇主行为，保护从业者的切身利益，同时也是政府进行职业安全卫生监察工作的行动指南之一。而我国的安全生产法才刚刚出台；
·安全技术标准数量少。发达国家的安全标准体系完善，涉及面广，从作业场所、生产设备到安全防护用品等等均建立有全面、完整的标准。据统计1995年仅安全防护标准，欧洲就有225个，而我国目前仅100余项。而且我们的许多标准中的技术指标水平偏低，难以和国际标准接轨，因此在国际贸易中受到发达国家的抵制和批评。这一情况的出现有诸多原因，重要的一条则是我国的经济发展水平和技术水平所限，但这绝不应成为今后在国际贸易和交往中的一种借口，必须要迎头赶上；
·国际社会都在积极行动和努力，以使职业安全卫生标准化管理体系发展成为ISO9000和ISO14000相类似的规模。在全球经济一体化的今天，将是每个企业都必须要遵守的规则，是职业安全卫生规范化管理、减少事故的有力手段。目前这方面的工作尚未引起有关部门的足够重视和配合；
·信息和网络化技术发展迅速，已渗透和应用到各个领域。但它们在安全生产管理、安全监察，尤其是在灾害事故、重大危险源监控以及灾害的应急抢险救援等方面的应用落后。应该努力发挥现代化技术手段在安全生产管理的积极作用。
因此，“十五”期间，需要开展下面的研究工作：
·需要大力制订相关的安全技术标准，并注意采纳和等同于国际标准；
·需要积极研究和落实职业安全卫生标准化管理体系，结合中国实际，提出切合国情且先进的体系，使国内的职业安全卫生标准化管理与国际社会同步发展；
·需要研究信息和网络化技术在安全生产管理中的应用方式，将地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感系统（RS）以及虚拟现实等技术应用在灾害事故，重大危险源监控、事故应急处理等方面，从而提高对灾害事故的监控水平。
6.安全防护技术水平和产业化水平较低
减少伤亡事故和职业危害的一个有效的手段是使劳动者在生产活动中使用安全防护用品，这样可以保护他们免遭或减轻各种物理性、化学性、生物性等外界因素对人体的伤害。工业发达国家，特别是自二次世界大战后，工人要求提高劳动生活质量，工会更多地参与工作场所的安全与卫生防护，雇主对职业安全与卫生综合计划给予较多支持，政府也采取更为有效的长远措施。这一趋势在国家一级的劳动环境和劳动保护的立法中得到了反映。伴随着经济的快速发展、法制法规的健全以及工人自我保护意识的增强，安全防护用品发展很快，形成和建立起了比较完整的法规标准体系、生产销售体系、监督检验体系。安全防护用品已经形成了相当大的产业规模。安全护品使用非常普遍，已经成为伴随工人进行工作的必不可少的安全保障物品。
国外生产安全防护用品的企业往往是大型集团，像美国的3M公司、IBM公司、杜邦公司和欧文斯科宁，法国的巴固集团等。这些企业的共同点是资金雄厚，技术力量强大，生产和检测设备先进，因此，他们可以不断开发出技术含量高的新产品，生产出质量上乘的安全防护用品。同时，防护用品是一种消耗品，而且随着经济和人民生活水平的提高，安全防护用品的需求会随之上升。因此国外有实力的大公司在占领本国市场的同时、纷纷向国外延伸，争取主动。目前英国的科尔康，美国的3M、路美达、卡博特，日本的新宇宙，德国的德迩格公司等已在中国设立办事处或代理机构，宣传或推销他们产品。其中3M公司在国内的运作力度最大，他们已经觉察到中国的安全护品市场潜力巨大，随着经济发展和企业改革振兴以及政府的重视，安全防护用品的需求越来越大，因此3M公司在国内相关的媒体上开展了大量的宣传，同时组织各种培训讲座活动。
伴随着国内经济的逐步振兴，劳动保护法律法规的完善和严格，再加上国民物质生活水平的提高和劳动者自我保护意识的增强等条件，会有效刺激安全防护产品的生产和使用，使之成为一个有生命力的、规范的经济活动点，从而发展成为有广阔市场前景的安全防护用品产业。
但总体上讲，国内劳动防护用品还是一种技术含量较低的产品，其生产厂家多为劳动密集型企业，规模较小，以手工作业为主，粗放经营，技术和管理水平较低；研究设计工作相对落后，基础研究薄弱，研制周期长，产品的外观、性能、舒适度差，评价、检测手段不够先进；对护品的改造与创新，多数是表现在式样的翻新、档次的提高方面，而真正内在质量的提高或者说高技术含量的产品并不多；防护用品的标准也存在需要改进和提高的地方，例如有些标准已经制订和使用了十几年、从技术上讲，已经处于落后状况，难以满足现今的技术要求。还有些标准，将不同技术性能的指标放在同一个标准中，难以执行。也有规定简单，只强调个别的性能而不考虑其它的指标；另外某些特种护品品种不齐，甚至空白，新品少，档次低。
因此针对安全防护用品需要做好下面一些科技工作：
·积极制订技术水平先进的标准，并注意采纳国际标准；
·需要积极开展安全防护新材料的研究开发，特别要重视多功能防护材料的开发；
·需要积极开展用于火灾、爆炸、毒物泄漏等事故中抢险救援人员使用的新型装备及材料，如新型空气呼吸器，防毒面罩、阻燃服等；
·随着安全防护内涵的深入，对安全防护的需求，现已不仅仅停留在传统意义上的概念，而是有了更高的需求，如对劳动者提供劳动保健功能饮料，以消除他们在工作中进入体内的有害物质或减轻作业疲劳感等。
三、“十五”安全生产科学技术发展目标
1.提高安全生产科学管理水平：
·使安全技术标准的种类、数量和技术水平在“十五”结束时，有较大的进步，并逐步与国际接轨；
·在国有大型企业和重点企业积极组织并实施职业安全卫生标准化管理体系工作，保证此项工作在“十五”期间与国际同步发展；
·初步建成并完善安全生产信息网络、重大危险源地理分布与监控网络等。“十五”重点是建成和优化局（区）域网络。
2.攻克影响安全生产全局的关键技术，遏制和减少特（重）大工业事故的发生。
重点放在城市重大危险源、煤矿企业的瓦斯与煤尘爆炸、非矿山企业的重要或大型生产系统（过程）的事故预测与监控及城市埋地管道的寿命预测与泄漏检测方面。
3.建立并完善处理城市和工业企业中重大突发性事故的应急预案和救援支持系统。
4.重点在矿山、石化、重大危险源等领域建立数个具有代表性的安全生产科技示范工程。
5.提高安全防护技术和产业化水平，重点放在新型、多功能防护材料方面，在重要的技术指标上达到或接近国际水平，并基本满足国内的需求。
四、安全工程科技攻关重点领域与关键技术
按照安全生产科技工作的性质和特点，把安全工程划分为六个领域和七类关键技术。在表一中用矩阵的形式分别列出每一领域中每一类关键技术的主要内容（参见表一）。表略
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