Ветошкин А.Г., Марунин В.И. - Надежность и безопасность технических систем (1094345), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Схема управления рискомМодель управления риском состоит из четырех частей и этапов.Первый этап связан с характеристикой риска. На начальном этапе проводитсясравнительная характеристика рисков с целью установления приоритетов. На завершающей фазе оценки риска устанавливается степень опасности (вредности).Второй этап – определение приемлемости риска.
Риск сопоставляется с рядомсоциально-экономических факторов:- выгоды от того или иного вида хозяйственной деятельности;- потери, обусловленные использованием вида деятельности;- наличие и возможности регулирующих мер с целью уменьшения негативноговлияния на среду и здоровье человека.Процесс сравнения опирается на метод “затраты – выгоды”.В сопоставлении “нерисковых” факторов с “рисковыми” проявляется суть процесса управления риском.Возможны три варианта принимаемых решений:107- риск приемлем полностью;- риск приемлем частично;- риск неприемлем полностью.В настоящее время уровень пренебрежимого предела риска обычно устанавливают как 1% от максимально допустимого.В двух последних случаях необходимо установить пропорции контроля, чтовходит в задачу третьего этапа процедуры управления риском.Третий этап – определение пропорции контроля – заключается в выборе однойиз “типовых” мер, способствующей уменьшению (в первом и во втором случае) илиустранению (в третьем случае) риска.Четвертый этап – принятие регулирующего решения – определение нормативных актов (законов, постановление, инструкций) и их положений, соответствующихреализации той “типовой” меры, которая была установлена на предшествующей стадии.
Данный элемент, завершая процесс управления риском, одновременно увязываетвсе его стадии, а также стадии оценки риска в единый процесс принятия решений, вединую концепцию риска.10.3. Применение теории риска в технических системахПроектирование сложных технических систем и конструкций выполняется наоснове численных методов (например, строительной механики) с использованиемЭВМ. Однако вычисленные на основе таких расчетов параметры и характеристики (например, усилия) следует рассматривать как приближенные, которые отличаются отдействительных.
Отклонения расчетных параметров от действительных представляютсобой случайные величины, которые зависят от условий задачи.Путем применения теории риска можно оценить неточности, возникающие прирасчете и проектировании конструкций. Вероятностный метод вычисления риска позволяет получить новую информацию о том, какое влияние на величину риска оказывают разные источники неопределенности в процессе расчета и проектирования конструкции и как это отражается на окончательном проекте.Однако при использовании численных методов возникают неточности расчета,оценка которых приобретает особое значение при определении вероятного риска.В инженерных задачах исходные данные часто бывают далеко не полными.
Так,например, величина внешних сил изменяется во времени, свойства материала, из которого сделана конструкция, также определяются как средние и имеют разброс, коэффициент надежности может быть определен вероятностным методом. Возникают термины“допустимый предел”, “инженерное решение”, которые подтверждают отсутствие достаточной точности в исходных данных. В результате для описания вероятности разрушения конструкции возникает понятие “риск”, которым характеризуют полученноерешение.В состав крупных сооружений входят объекты, имеющие различную степень ответственности в обеспечении безопасности, например в гидротехническом узле наиболее ответственным объектом является плотина, менее ответственными – здания, трубопроводы и т.д.
Однако желательно принимать для всех объектов одинаковую меру рис-108ка. Принцип сбалансированного риска требует, чтобы все объекты, входящие в составсооружения, проектировались на одинаковую степень риска.При решении многих инженерных задач приходится определять риск, которыйвозникает как результат облегчения той или иной конструкции. Риск определяется наоснове обработки статистическими методами большого числа наблюдений. Величинариска зависит от ожидаемой выгоды. Как правило, повышение величины риска приводит к снижению расходов на создание конструкции и увеличению ожидаемой выгоды.Но вместе с тем это повышение может повлечь за собой разрушение конструкций в более короткий срок.
Поэтому определение принимаемой величины риска является весьма ответственной задачей, которая может быть правильно решена только путем проведения глубокого статистического анализа.Функциональная зависимость между величиной риска и ожидаемой выгодойвыражается нелинейным законом, как это показано на рис.10.3.Построенная на этом рисунке кривая делит координатную плоскость на две части. Справа от кривой расположены значения, которые могут быть при известных условиях приняты (эта область заштрихована). Точки, расположенные слева от кривой, относятся к неприемлемым значениям.103Умеренный104НизкийРиск в естественныхусловияхНезначительныйОжидаемая величина(условные единицы)105Высокий1061021010-810-710-610-510-410-310-2Вероятность разрушения на один объект в годРис.10.3. Зависимость величины риска от затратРассмотрим подробнее физический смысл числового выражения риска. Наиболее полные статистические данные имеются для риска, которым характеризуются несчастные случаи в разных областях производства.
Так, например, риск, характеризуе109мый числом 10-3 случаев на одного человека в год, является совершенно неприемлемым. Уровень риска 10-4 требует принятия мер и может быть принят только в том случае, если другого выхода нет. По данным, приведенным в работах американских ученых, риск в автомобильных авариях достигает уровня 2,8⋅10-4. Уровень риска 10-5 соответствует естественным случайным событиям, как, например, несчастным случаям прикупании в море, для которых риск исчисляется 3,7⋅10-5. Несчастные случаи, обусловленные риском 10-6, относятся к такому уровню, на который имеется более спокойнаяреакция, так как считается, что избежать этого риска может каждый, соблюдая элементарные правила предосторожности.Аналогичным образом величина риска может быть установлена и для каждойконструкции с учетом срока службы, ее значения для общей прочности всего сооружения, а также стоимости, срока восстановления и т.д.Очень часто для оценки риска принимается частота возникновения аварийныхситуаций, например, число случаев разрушения плотин в год и их негативные последствия - число несчастных случаев, которые вызваны этой аварией.При проектировании принимаются решения, которые могут увеличить илиуменьшить величину риска в процессе эксплуатации конструкции.
Для того чтобы оценить влияние неточностей, допущенных при проектировании, следует для данной конструкции оценить вероятные пути, в результате которых может произойти разрушение.Для простейшей конструкции очень часто можно предвидеть единственный путь вероятного разрушения и тогда задача упрощается. Однако для сложных конструкций и сооружений разрушение может развиваться разными путями, имеющими присущую имвероятность.Коэффициент надежности вычисляется для каждой намеченной схемы разрушения по формулеniF rf = Π ( Ri) ,i =1где Ri – множитель, характеризующий коэффициент надежности для каждой схемы.Зависимость между вероятностью Р разрушения, выраженной в процентах, и коэффициентом надежности F получается в виде: Р = 10% – F = 3,5; Р= 1% – F = 10; Р =0,1% – F = 20.Вероятность того, что разрушение произойдет по выбранной последовательности событий D, вычисляется по формулеnP D = 1 − Π (1 − Pi)mj,i =1где mj – число участков для выбранной схемы разрушения.Величина риска для механических систем, находящихся под воздействиемвнешних сил и температуры, существенно влияет на условия разрушения конструкций,поэтому необходимо изучить и эти условия.
Для того чтобы установить критическоесостояние, соответствующее катастрофическому разрушению конструкции, необходимо рассмотреть вызывающие его причины.Обычно критерием разрушения считают предельную нагрузку или повторяющуюся нагрузку, в результате которой возникает эффект усталости или развитие пла110стических деформаций. Нередко оба эти критерия объединяются. Для определения вероятности разрушения конструкции в качестве основного показателя принимаетсяожидаемое число N повторений нагрузки в течение срока эксплуатации конструкции ивводятся две функции, а именно функция надежности L(N) и функция риска P(N)=[1–L(N)], которые выражают вероятность сохранности или разрушения конструкции в зависимости от условного “возраста” конструкции, характеризуемого числом N.
Такимпутем удается получить решение в указанных выше случаях.Решая технические задачи, необходимо учитывать риск, возникающий в результате неточностей при выборе исходных данных, принятых в расчетах. При определениидопускаемого риска необходимо учитывать вероятность благоприятного и неблагоприятного результата в эксплуатационных условиях проектируемого технического объекта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
