Ветошкин А.Г., Разживина Г.П. - Безопасность жизнедеятельности - Оценка производственной безопасности (1094346), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При учете вмоделях типа «дерево происшествий» предпосылок, являющихся следствием непроизвольных (ошибочных) и умышленно неправильных (несанкционированных) действий человека на технике, необходимо помнить, что поведение человека обусловлено как внутренними, так и внешними причинами, в том числе и реакцией на внешние факторы.Идея прогнозирования размеров ущерба от происшествий в человеко-машинныхсистемах основана на использовании деревьев специального типа (деревьев исходов) – вероятностных графов. Их построение позволяет учитывать различные варианты разрушительного воздействия потоков энергии или вредного вещества, высвободившихся в результате происшествия.Анализ дерева происшествий связан с определением возможности появления или непоявления головного события – происшествия конкретного типа.
Данные условия устанавливаются путем выделения из всего массива исходных предпосылок двух подмножеств, реализация которых либо приводит, либо не приводит к возникновению головногособытия. Такие подмножества делятся на аварийные сочетания предпосылок, образующие в совокупности с условиями их появления каналы прохождения сигнала до этого события, и отсечные сочетания, исключающие условия формирования таких путей к го-58ловному событию. Самым удобным способом выявления условий возникновения и предупреждения происшествий является выделение из таких подмножеств так называемых«минимальных сочетаний событий», т.е.
тех из них, появление которых минимально необходимо и достаточно для достижения желаемого результата.Минимальное пропускное (аварийное) сочетание рассматривается как набор исходных предпосылок, осуществление всех элементов которого достаточно для появления головного события (прохождение сигнала до него). В одном дереве происшествий можетбыть несколько минимальных сочетаний предпосылок, дающих наиболее существенныйвклад в реализацию исследуемого исхода. Например, на рассмотренном дереве происшествий имеется 12 минимальных пропускных сочетаний исходных событий-предпосылок:ACE, ACF, ACG, ADE, ADF, ADG, BCE, BCF, BCG, BDE, BDF, BDG.Минимальное отсечное сочетание является дополнением минимального пропускного сочетания, т.к.
формулирует условия не возникновения головного события. Это множество включает такой набор событий, который гарантирует отсутствие происшествия, приусловии не возникновения ни одного (из составляющих рассматриваемое сочетание) события-предпосылок. На рассмотренном дереве происшествий можно выделить три минимальных отсечных сочетания событий: AB, CD, EFG.Для отражения существенности вклада отдельных предпосылок и их сочетаний иногда вводятся показатели их значимости и критичности.
Эти категории могут указыватьна вероятность наступления таких состояний моделируемого процесса, при которых появление отдельных событий или их наборов оказывается наиболее существенным, значимым, а иногда и критичным – минимально необходимым и достаточным по отношению кусловиям возникновения или предупреждения головного события.Наиболее известным средством аналитического представления заданного деревомпроцесса служат структурные функции.
Они позволяют выразить достоверность появления головного события в зависимости от соответствующих характеристик исходныхпредпосылок. Для изображения рассмотренного дерева может быть получена следующаяструктурная функция:P(L) = P(A + B).P(C + D).P(E + F + G),где P(*) – вероятности наступления случайных или возможности возникновения уникальных (невоспроизводимых) предпосылок к происшествию.Количественный анализ аварийности и травматизма с помощью структурных функций осуществляется в следующей последовательности:- модель декомпозируется на отдельные блоки;- в выбранных блоках выделяются подмножества событий, соединенных условиями«И» и «ИЛИ»;- проводится расчет параметров достоверности наступления вершинных для блоковсобытий;59- исходное дерево и соответствующая ему структурная функция упрощаются за счетих укрупнения;- рассчитывается мера возможности возникновения происшествия.При оценке числовых характеристик исследуемого дерева происшествий руководствуются рядом правил и допущений.1.
События дерева, соединенные логическим условием «И», объединяются по принципуих перемножения, при этом считается, что параметр головного события рассчитывается как произведение из n параметров предпосылок (сомножителей):nP = P1 P2…Pn = ΠPi.i=12. События дерева, соединенные логическим условием «ИЛИ», объединяются по принципу логического сложения, а их соответствующие параметры образуют следующуюалгебраическую зависимость:60nP = 1 – (1 – P1)(1 – P2)…(1 - Pn) = 1 - Π(1 - Pi),i=1которая в частных случаях, например, для n = 2 и n = 3, принимает вид:Pi=2 = P1 + P2 – P1P2;Pi=3 = P1P3 + P2P3 + P3P1 – P1P2P3.3.
Преобразование и упрощение структурных функций осуществляется с соблюдениемосновных правил булевой алгебры. В соответствии с законом поглощения справедливы, например, следующие равенства:A. (A . B) = A . B;A + (A + B) = A.4. При известных структурных схемах безотказности технических систем и безопасностифункционирования они могут быть легко преобразованы в дерево происшествий. Приэтом их параллельно соединенные элементы соответствуют логическому условию «И»,а последовательно соединенные – условию «ИЛИ».5. Количественный анализ дерева происшествий сложной структуры значительно упрощается за счет использования выявленных на предыдущем этапе минимальных сочетаний событий. Основная идея упрощения сводится к построению нового, эквивалентного исходному, но более простого дерева, включающего в себя один из двух наборовперечисленных выше сочетаний и одно логическое условие.При анализе методом «деревьев отказов» выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, ошибок персонала и внешних (техногенных, природных) воздействий,приводящих к основному событию (аварийной ситуации).
Метод используется для анализа возникновения аварийной ситуации и расчета ее вероятности (на основе здания вероятностей исходных событий).Дерево отказов - это топологическая модель надежности и безопасности, котораяотражает логико-вероятностные взаимосвязи между отдельными случайными исходнымисобытиями в виде первичных отказов или результирующих отказов, совокупность которых приводит к главному анализируемому событию.Таким образом, дерево отказов - это ориентировочный граф в виде дерева.Пример 5.2.
На рис. 5.6. приведено «дерево отказа» (в отечественной литературевстречаются и иные наименования этого «дерева»: «дерево отказов», «дерево неполадок»«дерево происшествий» и т.п.), используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке емкости, на рис. 5.7 – причины наездана человека автокрана.61Пролив горючего (переполнение емкости) по причине излишне продолжительной работы насосов из-за их неотключения вовремяилиКоманда на отключение не осуществле-Команда на отключение не поступилаиОператор не выдал ко-САВД не выдала командыилилиОператор не пыталсяотключить насосыОтказ средствпередачи сигналаОтказ средстввыдачи сигналаОператор не среагировал на отказСДАВ вовремяиилиилОператор не смоготключить насосы вовремяилиилиили1234567891011 1213Рис.
5.6. «Дерево отказа» заправочной операцииСтруктура «дерева отказа» включает одно головное событие (аварию, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событии (ошибок, отказов,неблагоприятных внешний воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в узлах «деревьев» используются знаки «И» и «ИЛИ».Логический знак «И» означает, что вышестоящее событие возникает при одновременномнаступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей дляоценки вероятности вышестоящего события). Знак «ИЛИ» означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий. Так,«дерево», представленное на рис.
5.5, имеет промежуточные события (прямоугольники),тогда как в нижней части «дерева» кругами с цифрами показаны постулируемые исходныесобытия-предпосылки.Анализ «дерева отказа» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головномусобытию (в нашем случае на рис. 5.6 их три), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания минимальные отсечные сочетания.Минимальные пропускные сочетания — это набор исходных событий-предпосылок(на рис.5.6 отмечены цифрами), обязательное (одновременное) возникновение которыхдостаточно для появления головного события (аварии). Для «дерева», отображенного нарис. 5.6, такими событиями и (или) сочетаниями являются: {12}, {13}, {1-7}, {1-8}, {1-9}.{1-10}, {1-11}, {2-7}, {2-8}, {2-9}, {2-10}, {2-11}, {3-7}, {3-8}, {3-9}, {3-10}, {3-11}, {47}, {4-8}, {4-9}, {4-10}, {4-11}, {5-6-7}, {5-6-8}, {5-6-9}, {5-6-10}, {5-6-11}.62Используются главным образом для выявления «слабых» мест.Минимальные отсечные сочетания — набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события при условии не возникновения ни одного из составляющих этот набор событий: {1 - 2 – 3 – 4 – 5 – 12 - 13}, {1 – 2 – 3 – 4 – 6 – 12 - 13}, {7 – 8 – 9– 10 - 1 - 12 - 13}.Используются главным образом для определения наиболее эффективных мер предупреждения аварии.Наезд на человека при движении автокрана зпдним ходом;зажатие человека поворотной платформой кранаиииМашинист началдвижение, не имея полнойинформации о наличиилюдей в рабочей зонеилиНаличие помех длявосприятия человекомсигнала опасностиПоявление человека в зонедействия кранаиилииКонструкМашинистЧеловекОтсутствуютЧеловекОтсутству- своевре- мероприятия своевремецияОтсутствусознательноютмашины неменно неннонепоетидет на рискприборы предупреж ограничению восприни- и не успеваетобеспечисигнальдоступакосвеннойваетдает омаетвовремящикчеловека вобзорности действииобзорностьпризнаков покинуть ОЗОЗОЗОПФопасностиилиМашинистне подалсигналпередначаломдвиженияМашинистдал сигналнесвоевременноОпаснаязона неограждена;отсутствуютзнакибезопасностиЛюди непроинструктированы овозможностипоявленияопасностиилиСигнал неисравленилииИмеютсяпомехивосприятияпризнаковопасностиЧеловеквыполняеттяжелуюработу,требующуюконцентрации усилийилиМашинистзабыл датьсигналУровень шума вОЗ превышаетгромкостьсигналаЯркостьсветовогосигналанедостаточнаХарактер сигналане вызываетнастороженностиРис.
5.7. Пример построения дерева причин63Пример 5.3. Во дворе предприятия водитель тягача приступил к сцепке тягача сприцепом. Операция осложнилась из-за различной высоты тягача и прицепа, и водительспустился вниз, чтобы выяснить причину, забыв поставить тягач на тормоз. Когда водитель находился между прицепом и тягачом, тягач с работающим двигателем скатился назад по небольшому уклону и придавил водителя к раме прицепа.X1X3X2X5X4X 10X6NX9X7X8Рис. 5.8.
Дерево причин аварии тягача:X 1 - обычно используемый тягач вышел из строя; X 2 - другой тягач использовался в работе; X 3 - различие в высоте прицепа и нового тягача; X 4 - осуществление сцепки затруднено; X 5 - водитель встает между тягачом и прицепом; X 6 - не включен ручной тормоз; X 7 вибрации от работающего двигателя; X 8 - двор имеет уклон; X 9 - тягач движется к прицепу; X 10 - водитель зажимается между прицепом и тягачом; N- несчастный случай (травма);( X 8 - факт постоянного характера; остальные случайного).Анализ происшествия состоит в выяснении причин несчастного случая, выявленииисточников опасности и выработке предупредительных мероприятий. Результаты анализаприведены в таблице 5.5.Таблица 5.5Результаты анализа происшествияПричины несчастногослучаяДвор с уклономИсточники опасностиПредупредительныеМероприятияНеподходящие места сто- Реконструкция двораянкиТягач, вышедший из строя Поломка оборудованияПредупредительныйремонт транспортных средствРазная высота прицепе и Техническая несовмести- Стандартизация соединетягачамость оборудованияния оборудованияНеустановленный тормоз, Недостаточная подготовка Инструктаж водителейработающий двигательперсонала64Выделяют пять типов вершин дерева отказов (ДО):- вершины, отображающие первичные отказы;- вершины, отображающие результирующие или вторичные отказы;- вершины, отображающие локальные отказы, которые не влияют на возникновение других отказов;- вершины, соответствующие операции логического объединения случайных событий (типа ”ИЛИ ”);- вершины, соответствующие операции логического произведения случайных событий (типа ”И”).Каждой вершине ДО, отображающей первичный или результирующий отказ, соответствует определенная вероятность возникновения отказа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
