Ветошкин А.Г., Разживина Г.П. - Безопасность жизнедеятельности - Оценка производственной безопасности (1094346), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Программа работает под управлением операционной системы Windows 9х и имеетдоступный интерфейс. Типичный уровень пользователя соответствует примерно уровнюинженера по технике безопасности.154Приложение 4П.4. Оценка риска при декларировании безопасностиопасных производственных объектовНаучно-технический прогресс и развитие производительных сил общества приводятк всевозрастающему насыщению техносферы рукотворными (техническими) объектами, вкоторых аккумулированы искусственно созданные энергетические запасы, представляющие потенциальную опасность для человека и окружающей его среды.Человек создает технические объекты из утилитарных соображений как устройства,совершающие полезную (для человека) работу. Непременным условием совершения любой работы является изменение (уменьшение) потенциала запасенной в техническом объекте энергии (или подводимой к нему).
Диссипация – одно из основных свойств энергии, аэнтропия любой закрытой системы, представленной самой себе, согласно второму началутермодинамики, самопроизвольно увеличивается. Созданный технический объект направляет этот процесс в определенное русло для совершения помимо диссипации и полезной сточки зрения человека работы. Любое отклонение от такого «искусственного» процессаможет привести к самопроизвольному высвобождению накопленной энергии из технического объекта – к аварии. Поэтому любой технический объект, имеющий или использующий искусственный запас энергии, потенциально опасен.
К тому же скорость нарастаниячисленности технических объектов в техносфере сопоставима или больше скорости увеличения их системной надежности.Для опасных производственных объектов (ОПО) риск R есть мера опасности и численно выражается математическим ожиданием ущерба U при функционировании ОПО:R = M[U].(П.4.1)Определим и обозначим также следующие события:- событие А – авария на ОПО (нерасчетное внезапное высвобождение энергии);- событие Ci – реализация аварии по i-му сценарию;- событие Bi – причинение ущерба Ui ОПО или сторонним объектам.Тогда формулу (П.4.1) можно представить в видеR = M[U] = ΣP(Bi) Ui,(П.4.2)где P(Bi) – вероятность причинения ущерба Ui ОПО и сторонним объектам.Формулу (П.4.2) полезно разбить на два слагаемых – аварийный Rа и штатный рискRш, т.е.:R = Rа + Rш = ΣP(Bi).Ui + [P(Bn) ≈ 1] ΣUni,(П.4.3)где Uni - размер средних ущербов, причиняемых ОПО и сторонним объектам при штатном функционировании ОПО от деятельности других экономических субъектов Uтэо иплаты за загрязнение окружающей среды Uоос.Оценка величины Uоос на стадии проектирования проводится с помощью процедуры оценки воздействия предполагаемой деятельности на окружающую среду (ОВОС), а на155стадии эксплуатации – с помощью действующих индивидуальных нормативноразрешительных документов ОПО – томов предельно допустимых выбросов (ПДВ), предельно допустимых сбросов (ПДС) и лимитов размещения отходов.
Оценка величиныUтэо на стадии проектирования проводится с помощью процедуры ТЭО (техникоэкономического обоснования намечаемой деятельности), на стадии эксплуатации – с помощью процедуры аудита финансово-экономического характера.Оценка величины аварийного риска Rа = ΣP(Bi).Ui как на этапе проектирования, таки на этапе эксплуатации ОПО проводится в рамках процедуры декларирования промышленной безопасности ОПО.Члены произведения первого слагаемого формулы (П.4.3) отличаются от аналогичных членов второго слагаемого тем, что величины вероятностей очень малы, а величиныущербов очень высоки.Условимся далее под термином «риск» или «техногенный риск» понимать риск Rапри нештатном функционировании ОПО.Для оценки техногенного риска сначала определим событие Bi через события А иCi:Bi = AICi.(П.4.4)Так как события А и Ci являются совместными, то искомая вероятность события,связанного с причинением ущерба Ui сторонним объектам, определяется какP(Bi) = P(AICi) = P(A) P(Ci\A).(П.4.5)Подставляя выражение (П.4.5) в формулу (П.4.3), получимR = Rа + Rш = ΣP(A).P(Ci\A).Ui + Uooc + Uтэо(П.4.6)или в более сжатом виде для техногенного риска Rа:Rа = ΣP(A).P(Ci\A).Ui = [P(A)] [ΣP(Ci\A).Ui].(П.4.7)Первый член [P(A)] произведения (П.4.7) описывает причинные составляющие техногенного риска Rа, а второй член - P(Ci\A).Ui - последствия возможной аварии.Оценка последствий возможных аварий на ОПО, т.е.
нахождение в выражении(П.4.7) второго члена, в настоящее время достаточно изучена – существуют многочисленные методики оценок последствий, которые хорошо зарекомендовали себя на практике. Вбольшинстве своем они базируются на методах анализа «деревьев сценариев развитияаварии». На рис.П.4.1 приведен пример одного из таких «деревьев».Таким образом, анализ последствий возможных аварий привязан к конкретному объекту и отражает его индивидуальную специфику (место расположения, энергетические запасы, особенности технологии и т.д.).Сложнее обстоит дело с оценкой величины вероятности возникновения самой аварии P(A). Существующие методики оценки величины P(A) сложны, громоздки и трудоемки в основном из-за отсутствия, неточности и неопределенности исходных данных.156СЦЕНАРИЙ 1.Условная вероятность сценария P(C1|A) = 0,5Ущерб U1 = 100 ед.АВАРИЯпроизошла∑ P(Ci\A) = 1,0СЦЕНАРИЙ 2.Условная вероятность сценария Р(С2\А) = 0,3Ущерб U2 = 500 ед.СЦЕНАРИЙ 3.Условная вероятность сценария Р(С3\А) = 0,2Ущерб U3 = 100 ед.Рис.П.4.1.
Дерево исходов аварии.Поэтому на практике обычно величину P(A) принимают как среднестатистическуюпо отрасли для данного типа ОПО, что не всегда отражает специфику декларируемогоОПО. К тому же из рассмотрения выпадает целый класс причин возникновения аварий исоответственно становится затруднительным рекомендовать индивидуальные меры безопасности, направленные на снижение вероятности возникновения аварии для конкретногоОПО, хотя, как показывает практика, меры по снижению вероятности аварии на 2…3 порядка эффективнее мер, направленных на снижение возможных ущербов по критерию«затраты – результаты».Наиболее часто при анализе риска ОПО употребляется термин «вероятность (частота) аварии», который используется с размерностью 1/год.
Условимся далее обозначать величину, характеризующую повторяемость события-аварии, как λ (1/год). Величину λможно легко вычислить для некоторой отраслевой совокупности действующих объектов,если известна статистика аварий по отрасли за несколько последних лет:λ=Число аварий(Число объект ов )( Период рассмот рения )(П.4.8)Оцененная подобным образом среднеотраслевая характеристика λотр не отражаетиндивидуальность конкретного ОПО, а поэтому затруднительно ранжировать ОПО постепени опасности и, следовательно, рекомендовать внедрение конкретных (адресных)мер безопасности на определенных ОПО в первую очередь, т.е. в конечном счете, эффективно расходовать и распределять ресурсы на совершенствование безопасности.Такую же размерность имеет и средняя интенсивность аварий на ОПО, которая линейно зависит от средней интенсивности выполняемых на ОПО работ (In).
Так как для«идеального» ОПО P(A) = const в силу свойства устойчивости частоты, то157λ = P(A).In.(П.4.9)В качестве временного периода усреднения обычно принимают 1 год.В качестве случайной величины выбирается момент времени наступления отказа tили интервал времени между двумя последовательными отказами Δt (оценивается в часахдля простых элементов). Имея статистические оценки этих случайных величин, можновычислить другие важные в теории надежности показатели – безотказность, наработка наотказ и др.Установив функцию распределения этих случайных величин t или Δt, можно вычислить вероятность наступления отказа за какой-то промежуток времени.Известно, что вероятность Pk(Δt) наступления k событий-отказов для простого элемента (узла) за интервал времени Δt выражается законом распределения Пуассона:(λ.Δt)kPk(Δt) =exp(-λ Δt)(П.4.10)k!Из (П.4.10) следует, что функция плотности вероятности случайной величины Δtдля простейшего потока событий-отказов имеет вид показательного (экспоненциального)распределения с параметром λ:f(Δt) = λ.exp(-λ Δt),(П.4.11)где λ трактуется как интенсивность (плотность) потока событий-отказов.Если предположить, что аналогичное распределение характерно и для ОПО, то область ординат, принимаемых в рассмотрение при анализе риска ОПО, будет находитьсяочень близко к началу координат.При условии известной малости величин интенсивности λ и вероятности аварийР(А) можно пренебречь видом функции "«плотности вероятности"» f(Δt) на интересующем нас участке и принять ее постоянной, т.е.
f(Δt) = λ. Тогда справедливы следующиесоотношения:PΔt(At) = λ[Δt = 1 год],(П.4.12)где PΔt(At) – это вероятность события At, т.е. наступления аварии в течение года.ВероятностьPΔt(At) – безразмерная величина и численно совпадает синтенсивностью аварий λ на ОПО. Величину интенсивности аварий λ можно легко оценить, опираясь на соотношение (П.4.9).Таким образом, при анализе риска используются понятия «интенсивность» и «вероятность» аварии, которые в силу редкости событий-аварий численно совпадают, но имеютразличные размерности:- интенсивность аварий λ (1/год) – плотность потока событий-аварий во времени,прямо пропорциональна интенсивности работ In с коэффициентом пропорциональности,равным Р(А);158- вероятность аварии Р(А) (безразмерная величина) – числовая характеристикауровня опасности конкретного ОПО; одна из основных составляющих техногенного риска.Величина вероятности события, что «отказ произойдет за определенный периодвремени» PΔt(At), которая широко используется в теории надежности для анализа отказовпростых элементов и узлов, неприменима в анализе риска сложных систем (ОПО), так какв этом случае исследователей интересует сам факт аварийного события, и в меньшей степени – конкретный момент времени наступления отказов как случайная величина Δt.Функция плотности интервалов времени между двумя последовательными авариямиf(Δt) для ОПО может не иметь экспоненциального распределения.
Значения Р(А) реальноочень малы, а поэтому и математический аппарат случайных величин теории вероятностей в данном случае малоэффективен.Одним из возможных решений создавшейся проблемной ситуации является численная оценка вероятности P(A) возникновения аварии на ОПО с помощью имитационногомоделирования (ИМ) процесса возникновения происшествия в системе «Оператор – Оборудование – Рабочая среда». Такое моделирование в известной степени является компромиссным решением между неопределенностью исходных данных и точностью получаемых оценок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
