《安全工程信息化技术》综合复习资料与答案.doc

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1、安全工程信息化技术综合复习资料一 简答题1.简述数据模型建立所必须满足的要求，并指出E-R模型对要求的满足情况。2.简述安全信息系统开发的基本配置方案(软件部分)。3.简述CAE的定义、并以有限元方法为例说明CAE分析的三个阶段。4.简述计算机仿真方法的四个独特特点。5.简述危险及可操作性分析方法的实施方式及应用场合。6.简述虚拟仪器的定义、组成以及其具备的主要优势(与传统仪器相比)。7.简述安全信息的分类以及安全信息的功能8.什么是计算机辅助工程(CAE)？9.简述数据库管理系统DBMS的作用。10.简述关系模型的主要优点。11.简述数据模型的三个要素，并解释其具体意义。12.简述安全信息的

2、分类；13.简述数据模型的三要素以及建立数据模型所必需满足的要求；14.简述以及安全信息在企业生产中的功能；15.简述道化学以及计算机技术在该方法上的体现；二 编程题1. 基于可靠性理论，某部件的失效概率等于“极限状态函数Z小于零”这一事件出现的概率，即。假设某部件极限状态函数为：，其中参数、均是随机变量，且有LN(2, 0.03), UNI(1，2)，NOR(2,0.05)。拟采用蒙特卡罗模拟方法确定该部件的失效概率，请写出相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数正态分态，假设模拟次数为)。2. Matlab编程基于疲劳理论，一部件的疲劳寿命N由下式描述：

3、，其中参数K、S、m均是随机变量，且有KLN(28, 0.3), mUNI(3，4)，SNOR(60,10)，拟确定疲劳寿命N的均值、方差和标准差，试写出相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数正态分态)3. 以下图所示的故障树模型为例，试完成下列要求：(1) 写出利用MOCUS算法确定全部割集的计算机化步骤；(2) 写出利用素数法对全部割集求解最小割集的计算机化步骤；(3) 给出故障树模型量化分析的结果；(4) 给出原故障树模型化简后的等价故障树模型图。符号说明：或门：与门4. 数据库设计设某商业集团数据库中有三个实体集。一是“商店”实体集，属性有商店编号

4、、商店名、地址等；二是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集，属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每个商店销售一种商品，有月销售量；商店与职工间存在着“聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和月薪。试完成如下要求：(1) 试画出E-R图，并在图上注明属性、联系的类型。(2) 将E-R图转换成关系模型。5. 数据库设计设某集团公司数据库中有三个实体集。一是“分公司”实体集，属性有分公司编号、分公司名、分公司地址等；二是“产品”实体集，属性有产

5、品号、产品名、产品规格、产品单价等；三是“员工”实体集，属性有员工编号、员工姓名、员工业绩等。分公司与产品间存在“生产”联系，每个商店可生产多种产品，每种产品也可放在多个分公司生产，分公司生产产品有月生产份额；分公司与员工间存在着“聘用”联系，每个分公司有许多员工，每个员工只能在一个分公司工作，分公司聘用员工有聘期和月薪。根据上面的叙述，试完成如下要求：(1) 画出该集团公司数据库的E-R图。(2) 将给出的E-R图转换成关系模型。三、论述题 1.计算机仿真技术是信息化技术的一个重要分支，请结合某一具体生产实际问题，阐述计算机仿真技术在安全生产中的应用。2. 计算机监测技术在安全工程中有着良好

6、的应用前景，结合某一具体生产领域，就如何应用或实施计算机监测技术，谈谈自己的设想。(字数不少于300字) 安全工程信息化技术综合复习资料参考答案一 简答题1. 数据模型应该满足三方面要求：一是比较真实的模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于计算机上实现。E-R模型很好的满足了数据模型的前两个要求，对于第三个要求，它可以作为程序代码开发中的流程图来进行理解，而不能直接在计算机中实现。2. 操作系统、程序语言软件、数据库系统、工具软件。参考教材61页。3. CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的

7、优化设计等问题的一种近似数值分析方法。有限元法中CAE的三个阶段分别为：前处理：对工程或产品进行建模，建立合理的有限元分析模型。有限元分析：对有限元模型进行单元特性分析、有限元单元组装、有限元系统求解和有限元结果生成。后处理：根据工程或产品模型与设计要求，对有限元分析结果进行用户所要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。4.计算机仿真的特点：（1）模型参数任意调整；（2）系统模型快速求解；（3）运算结果准确可靠。计算机仿真的四大独特作用：（1）优化系统设计；（2）降低试验成本；（3）提高安全性；（4）提高预测能力。5.实施方式：HAZOP方法是具有不同

8、知识背景的各个专业人员所组成的分析组一起工作比他们一人单独工作更具有创造性和系统性，能识别出更多的问题。HAZOP方法的本质是通过一系列的分析会议来对工艺图纸和操作规程进行分析。分析过程中，由各个专业人员组成的分析组按照规定的方式，系统的分析偏离设计工艺条件的偏差，针对每个工艺单元或操作步骤进行分析，识别出那些具有潜在危险的偏差、偏差产生的原因、偏差可能导致的后果以及相应建议和措施。应用场合：适用于类似化学工业系统的安全分析。6.虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板以及测试功能由软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的组成包括硬件和软件。其中，硬件包括计算机

9、硬件平台及I/O接口设备；软件包括I/O接口仪器驱动程序和应用程序。与传统仪器相比，虚拟仪器具有：（1）打破了传统仪器的“万能”功能概念，将信号的控制、信号分析与处理、结果的显示与输出等其他功能都集中交由计算机来处理。（2）为了突出虚拟测试仪器的特性，提出了“软件就是仪器”的概念，这是因为软件在仪器中充当了以往由硬件实现的角色。（3）仪器都由用户自己定义，系统的功能、规模等均可通过软件修改、增减，可方便的同外设、网络及其他应用连接（如鼠标和键盘）。（4）鉴于虚拟测试仪器的开放性和功能软件的模块化，用户可以将仪器的设计、使用和管理统一到虚拟仪器标准上。（5）通过软、硬件的升级，可以方便的提升测试

10、系统的能力和水平。7.根据安全信息的产生及其作用的不同，将其分为4类：安全指令信息、安全管理信息、安全指标信息和事故信息。安全信息的功能：（1）安全信息是编制安全管理方案的依据；（2）安全信息具有预防事故的功能；（3）安全信息具有控制事故的功能；（4）安全信息具有保护和解放生产力的功能。8. 计算机辅助工程是指计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CA-M)、计算机辅助测试(CAT)等的统称，英文缩写CAE。从广义上讲，CAE包括工厂生产和管理方面的所有计算机控制系统，如规划、设计、制图、制造、分析、试验、维护、数据和文件管理、智能控制、系统工程等。9.数据库管理系统的主要功能为：（1）数

11、据库的定义功能（数据对象的定义）；（2）数据操纵功能（查询、插入、删除、修改）；（3）数据库的控制功能（安全性、完整性、多用户并发控制、数据恢复）；（4）数据库的建立与维护功能（初始数据的输入、系统的日常维护）。10.（1）关系模型与非关系模型不同，它建立在严格的数学概念基础上；（2）关系模型概念单一；（3）关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。11.数据模型的组成要素包括三部分：数据结构、数据操作和数据完整性约束条件。数据结构的作用是描述数据库组成对象以及对象之间的联系；数据操作是指对数据库中各种对象允许执行的操

12、作以及相关的操作规则（如查询、插入、删除、修改等）；数据完整性约束条件则是一组完整性规则，及给定数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以保证数据的正确性、有效性和相容性。12. 根据安全信息的产生及其作用的不同，将其分为4类：安全指令信息、安全管理信息、安全指标信息和事故信息。13. 数据模型的组成要素包括三部分：数据结构、数据操作和数据完整性约束条件。数据模型应该满足三方面要求：一是比较真实的模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于计算机上实现。14. 安全信息的功能：（1）安全信息是编制安全管理方案的依据；（2）安全信息具有预防事故的功能；（3）安全信息具有控制事故的功能；（

13、4）安全信息具有保护和解放生产力的功能。15.美国道化学公司根据化工企业使用原料的物理和化学性质、生产中的特殊危险性，考虑到具体工艺处理中的一般性和特殊性之间的差别以及物量等因素的影响，以火灾爆炸指数形式定量的评价化工系统的危险程度，并据此提出安全对策，改进工艺过程和设备的安全性，提高工厂的安全水平，形成了道化学公司火灾爆炸指数评价方法，即道化学法。计算机辅助道化学法评价系统可以起到两方面的作用：（1）将安全评价人员从繁重的计算过程中解放出来，大大提高评价效率；（2）系统的智能化特点使得系统在评价过程中具有一定程度的逻辑判断能力，即程序能够对原始数据或计算过程中产生的数据进行自动判断，根据判断

14、结果提示用户进行下一步操作的选择，使评价者尽可能得到计算机的提示和帮助，不用为下一步该如何进行而去翻阅有关资料（如查阅、查表、翻阅各种标准等。）二 编程题1.过程参考：Clear；M=0；N=1000000；X1=lognrnd(2,0.03，N，1) ；X2=unifrnd(1,2，N，1) ；X3=normrnd(2,0.05，N，1) ；Z=3-2*X1*X22/X3；For i=1：NIf Z(i)0 M=M+1；EndEndPf=M/N2.过程参考：clear；N=50000；K=logrnd(28，0.3，N，1) ；m=unifrnd(3，4，N，1) ；S=normrnd(60

15、，10，N，1) ；X=K/(Sm) ；E1=mean(X)E2=var(X)E3=std(X)3.（1）T BD1214C2C4 1DCD1214232234121423234所以由MOCUS法求出的全部割集为、。（2）首先分别为底事件赋值（任意不同素数），如：1=1，2=3，3=5，5=7则全部割集的表格的计算结果为：12=1*3=314=1*7=723=3*5=15234=3*5*7=105第四行可被第三行整除，故根据素数法得出的最小割集为：、。（3）T=BD=(1+2*3)(2+4)=1*2+2*2*3+1*4+2*3*4=1*2+2*3+1*4即故障树量化法得到的结果最小割集为：、。

16、（4）简化的故障树模型图为：4.（1）参考E-R模型图为：（2）参考关系模型为：商店关系商店编号商店名地址商品关系商品号商品名规格单价所在商店月销售量职工关系职工编号姓名性别所在商店聘期月薪业绩5. （1）参考E-R模型图为：（2）参考关系模型为：分公司关系分公司编号分公司名分公司地址产品关系产品号产品名产品规格产品单价所在分公司月生产份额员工关系员工编号员工姓名所在分公司聘期月薪员工业绩三 论述题1. 可以从以下几方面答题：计算机仿真的特点和作用（参考教材142页）；结合某一具体生产实际问题，陈述计算机仿真在安全工程中的应用（参考教材142-144页）。2. 结合某一具体生产领域，基于教材第五章5.1.2基于计算机的安全监测技术的内容（223-224页），进行陈述。