随着技术的进步，现代工业系统的复杂性显著增加，导致各种安全事故频繁发生。事故预防的关键在于主动识别和控制潜在风险，而精确的危险识别是其中的核心组成部分[[1], [2], [3]]。然而，在理论和实践层面都面临着两个根本性问题：什么是危险？如何主动识别危险？传统安全理论通常将事故归因于一个或多个线性因素，然后进行事后危险识别[[4], [5], [6], [7], [8]]。相比之下，现代系统安全理论指出，事故源于系统内多个因素的复杂非线性耦合、功能变化或约束失效，而不是由孤立的单个原因引起的[[9], [10], [11], [12], [13]]。这种视角的转变并没有降低危险识别的重要性，反而提出了更高的要求。它不仅要求识别潜在的有害实体，还需要从系统动态交互的角度识别可能导致事故的耦合关系。因此，建立一个能够应对系统复杂性同时保持操作实用性的危险定义和识别框架，已成为提高现代工业系统安全水平的迫切需要。
目前，危险识别在实践中面临多重困难。其中一个根本原因在于对识别对象的认知限制。尽管存在“任何可能造成伤害的来源、条件或状态”的共识定义，但在具体情境下存在多种解释，导致实践中对识别对象缺乏统一和清晰的理解[14]。这种认知限制体现在定义范围和焦点的演变上。早期的定义倾向于将危险限制在特定的物理实体上，例如“可能造成事故的设备、设施或场所”[2]。随后，范围扩大到包括技术故障、人为错误和组织缺陷等非物质因素[[15], [16], [17]]。海因里希（Heinrich）的经典定义进一步强调了潜在性，将危险概括为“可能导致人身伤害或财产损失的潜在不安全因素”[18,19]。基于能量释放理论的定义关注系统中可能导致意外能量释放的特定载体或条件[6,[20], [21], [22]]。这些定义反映了人们对危险的理解从具体实体向抽象因素的转变，以及从静态存在向潜在效应的转变。然而，大多数定义仍将危险视为离散的实体、属性或状态。这种简化导致识别过程仅停留在对孤立设备、人为错误或管理缺陷的静态列举上，忽略了事故作为多个因素相互作用、逐步耦合并最终失去控制的动态过程这一本质。因此，现有的定义无法为识别因素之间的复杂动态交互模式提供明确的操作指导。
此外，尽管主流识别方法各有适用场景和优势，但在处理复杂系统中的动态交互风险时存在共同问题。目前，危险识别主要依赖于两种类型的方法[4,[23], [24], [25]]。第一种是基于历史的归纳方法[4]。例如，根本原因分析（RCA）通过回顾已发生的事故来识别关键故障点和因果因素[26,27]。第二种是基于模型的演绎方法[[28], [29], [30], [31]]。这些方法使用结构化工具在事故发生前进行系统审查。例如，检查表可以全面涵盖与人员、机器、环境和管理因素相关的各种风险要素[5]。而故障树分析[[32], [33], [34], [35], [36], [37]]、事件树分析[24,[38], [39], [40]]以及危险与可操作性分析[[41], [42], [43], [44]]等方法通过逻辑门、引导词或故障模式库[[45], [46], [47], [48], [49], [50], [51]]来推断已知偏差或初始事件的潜在后果路径。传统方法在分析离散因素或线性因果链方面表现出色，但在处理由多个合规或非异常因素耦合导致系统状态失控的风险时却显得力不从心。无论是通过RCA分析特定事故，还是利用HAZOP等方法所需的过程设计信息，它们的识别范围都仅限于事故已经发生的系统或预定义的情景。这些方法在识别由系统演变、外部干扰或前所未有的因素耦合产生的新危险方面存在局限性。此外，传统方法主要关注特定时刻或假设条件下的风险特征。这种方法缺乏描述风险潜伏和演变过程的能力。由于识别结果与动态演变过程脱节，因此据此制定的控制措施往往滞后于实际工作条件的实时变化。因此，实现真正的预警和主动干预变得困难[[52], [53], [54], [55], [56], [57], [58], [59], [60], [61]]。
现代系统安全理论包括功能共振分析方法（FRAM）和系统理论事故模型与过程（STAMP）等方法。这些理论将事故视为由技术、人员、组织和环境等多个因素之间的非线性交互、功能变化或约束失效所导致的突发结果[[9,10,12,62,63]]。它们强调风险分析的全面性和动态性，为理解复杂事故的潜在机制提供了概念框架。然而，诸如功能共振等核心概念高度抽象，难以直接量化并映射到具体操作中。此外，分析过程依赖于专家判断，主要产生定性见解和改进原则，缺乏与工程决策的可计算联系。
为了解决上述理论的局限性，本研究重新定义了危险，并开发了一种适用于动态系统的主动识别方法，旨在改进安全管理。事故的根源在于生产活动（人、机器、管理）与活动环境（活动约束域内的环境因素）之间交互结构的不稳定性[64,65]。安全问题本质上可以视为作用主体与被作用主体之间交互的结果。因此，系统的构成因素可以分为两大类：活动（驱动系统变化的行为）和环境（发生变化的状态）。通过关注活动因素与环境因素之间交互模式的演变，可以实现安全问题的定量分析。这种创新视角具有普遍性和动态特征。它将分析重点放在可控的操作变量（活动）和可监测的状态变量（环境）上。基于这一理论构建危险识别框架，有望将识别工作从列举有害实体转变为分析因素交互模式。这种方法可以系统地涵盖已知和未知的危险，并支持动态风险评估和控制措施的量化。
因此，本研究重新定义并分类了危险。新的定义表明，事故的根源在于因素之间交互模式的不稳定性，而不是单个因素的线性或非线性效应。然后分析了危险引发单一或多起事故的机制，并为不同类型的危险建立了相应的数学标准，从而能够对危险的“潜在危害性”进行定量判断。提出了一种基于系统因素分解和拓扑构建的识别过程。该过程不依赖于历史数据，而是基于系统内部固有交互机制的分析。最后，以复杂的煤矿生产系统为例，证明了该方法在识别各种类型危险方面的可行性和有效性。本研究旨在为复杂工业系统的风险管理模型从事故后响应向主动预见转变提供新的理论基础和实践路径。
