Методичка (1) (975692), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Разобьем всеаварийные состояния, в которых может находиться объект, на двегруппы. В первую включим те состояния, при которых не возникаетугрозы для людей и окружающей среды, а во вторую - те, в которыхтакая угроза возникает. Состояния второй группы называются отказамипо безопасности. Как и любые отказы, отказы по безопасности являютсяслучайными событиями, а их длительность и последствия могут бытьохарактеризованы случайными величинами. Все те числовыехарактеристики, которые введены в теории вероятностей для случайныхсобытий и величин, можно использовать в качестве показателейбезопасности. Рассмотрим их на конкретном примере [8].Например, разрывы магистральных трубопроводов являютсяотказами, влекущими за собой (или способными повлечь) тяжелыепоследствия, то есть отказами по безопасности.
Наиболее частоупотребляются следующие показатели: вероятность безотказной работы,среднее время безотказной работы и параметр потока отказов [12].99Вероятность безотказной работы - вероятность того, чю зарассматриваемый промежуток времени t отказ не возникаетЛ(0 = /»{<?* г}Здесь - время между двумя последовательными отказами, а ?{•}- вероятность события {•}.Среднее время безотказной работы — математическое ожиданиеос= М: = \R(f)dtНаиболее часто для характеристики линейной части трубопроводаиспользуется удельный (на единицу длины) параметр потока отказовw, который называют также удельной интенсивностью отказов, иличастотой отказов.
Для оценки параметра подсчитывают общее числоотказов за год Л^и делят на суммарную длину L трубопроводов в 1000 кмсо = NI L(\l тыс.км -год)Учитывая, что для трубопроводных систем среднее времябезотказной работы Т много больше среднего времени ремонта, w(r)можно выразить через вероятность безотказной работы3.4.2 УЩЕРБДля измерения последствий отказов по безопасности могут бытьиспользованы ущербы. Обозначим через rj материальный ущербвследствие одного отказа (выраженный, например, в денежномэквиваленте), через rjj ~ количество отказов в год t, через Т - срок жизниобъекта.
Тогда средний удельный (на один отказ) ущерб равен:а средний ущерб (за весь жизненный цикл)100Однако при исследовании безопасности трубопроводных системпользоваться понятием ущерба надо с большой осторожностью.Количественное определение ущербов встречает серьёзные трудности.Оценка вероятности угроз не может базироваться на статистическомматериале из-за того, что наиболее существенные угрозы редкопроявляются. Собственно ущербы при реализации каждой угрозы такжене могут быть получены с приемлемой степенью достоверности понескольким причинам:• масштабы разрушений, количество жертв и другие негативныепроявления зависят от множества случайных факторов: места, времени,погодных условий и т.д.,• помимо прямого ущерба, как правило, возникают такжекосвенные ущербы не только в экономической, но также в социальной иэкологической сфере,• социальные и экологические ущербы трудно свести к денежномуэквиваленту.Приэтомнеобходимоучитывать,чтосовокупностьэкономического и социального ущерба не является чистоарифметической, а представляет собой системное объединение и потомуможет оказаться значительно больше простой суммы.
Например,нарушение экологического равновесия в экосистемах высокогоиерархического уровня может вызвать учащение стихийных бедствий,которые приведут к материальным потерям, в свою очередьотражающимся на социальном развитии, а снижение темпов последнего,ведя к недостаточности информации, в том числе об окружающей среде,вновь повлечет за собой негативные последствия в материальной иэкологической сферах.Следует различать прямой и косвенный ущербы. Прямой ущербвозникает от непосредственного разрушения материальных ценностей,ухудшения условий ведения сельского хозяйства, неблагоприятноговоздействия на здоровье человека и состояние природной средытехногенных и экологических факторов (аварий, стихийных бедствий икатастроф и т. п.).
Этот прямой ущерб может возрасти в результатекосвенных причин, связанных с его отрицательным воздействием напроизводительные силы оощества или техногенными цепнымиреакциями, идущими непосредственно в природной среде иобусловленнымимежкомпонентнымиимежэлементнымиландшафтными связями.Наконец, при оценке ущерба необходимо учесть и факторвремени. Так, помимо ущерба, появляющегося в момент воздействиятого или иного опасного фактора, возможен также и отложенный(латентный) ущерб, проявляющийся лишь со временем, особенно частопри воздействии на здоровье человека и природные экосистемы,(например, при воздействии малых доз радиационного облучения).Кроме того, многие виды хозяйственной деятельности сопровождаютсянанесением ущерба в течение всего периода ее осуществления(например, загрязнение окружающей среды в процессе эксплуатациипромышленных объектов).
В некоторых случаях ущерб продолжаетиметь место и после прекращения того или иного вида ;6зяйственнойдеятельности (например, в следствие эрозии и засоления почв). Наконец,во всех этих случаях ущерб окружающей среде необходиморассматривать в пределах обусловленного времени: он может быть неощутим в течение короткого периода и стать даже катастрофическим попрошествии продолжительного срока. Таким образом, главной причинойинтереса к фактору времени в данном случае является то, что оценкавеличины или значимости конкретного ущерба сильно зависит от того,когда он проявляется. Это очевидно прежде всего в отношенииэкономического ущерба.
Понятно, что затраты в 10 млн. руб., которыенеобходимо сделать завтра, менее желательны, чем такие же затратычерез несколько лет. Далее, не вдаваясь в моральную сторону дела,авария, повлекшая гибель 5 человек, представляется менее трагичной,если она произойдет в более отдаленном будущем, а не в ближайшеевремя. Одним из методов, который можно использовать при оценкевеличины ущерба с учетом фактора времени, является методдисконтирования [9].1023.4.3. МЕРОПРИЯТИЯ по ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИФормальнообоснованиемероприятийпообеспечениюбезопасности можно провести, основываясь на экономическихкритериях. Для объяснения идеи предположим, что затраты S нареализацию мероприятий зависят от некоторого показателя х, возрастаявместе с этим показателем.
С другой стороны, чем выше показатель х,тем меньше ожидаемый ушерб Y(x). Можно себе представлять, что х(объёмы реконструкции (в физическом измерении), направленной наповышениебезопасностисистемытрубопроводов.Ситуацияиллюстрируется рис. 3.4.1. Казалось бы, соразмеряя затраты и ущерб,целесообразно исходить из критерия наименьших суммарных потерь:S(x) + Y(x) -> minS,Y(A)S (x) + Y (x)X0,7Рис. З.4.1. Схема минимизации затрат и ущербовРешение задачи (А) даёт оптимальное значение параметра х = х .Ожидаемый ущерб (математическое ожидание ущерба) являетсяфункцией детерминированной. Однако ущерб т| - случайная величина.Причем для трубопроводных систем, таких как единая системагазоснабжения или единая система нефтеснабжения, характернымаловероятныеотказы,которые чреватыкатастрофическими103последствиями (достаточно вспомнить катастрофу на железнодорожнойветке между Уфой и Челябинском).
Однако вероятность катастроф мала,и очень трудно дать достоверную оценку как вероятности события, так иэкономических потерь при его осуществлении.При фиксированном значении х ущерб r\ = h(x) является, как ужеговорилось, случайной величиной. Обозначим Yp(x) - квантиль этойвеличины, отвечающей вероятности рВозможный вид кривых Yp(x) для р = 0,7 и р - 0,99 показан нарис. 3.4.1. Рисунок отражает реальную ситуацию. Высока вероятностьсобытий, состоящих в том, что за весь срок существования объектаущербы будут относительно небольшими.
В условиях финансовогодефицита возникает желание уклониться от затрат, которые могутоказаться невостребованными. Если ориентироваться не на средниезначения ущерба, а на те, которые отвечают вероятности р - 0,7, можноснизить как значения показателя х (до уровня х - jc0j *), так и затраты S(x)на обеспечение этого показателя. К тому же можно утверждать, что свероятностью 0,7 значение х - XQJ окажется достаточным. Если жестремиться к более высокому уровню гарантии (например, р = 0,99), то изатраты должны быть увеличены.Использование критерия (А) с ожидаемым ущербом Y(x) не всегдаявляется естественным.
Представим себе, что все угрозы безопасностиделятся на две категории. Те, которые относятся к первой категории,имеют вероятность р1 и могут быть предупреждены некоторымкомплексом мероприятий. А остальные угрозы, вероятность проявлениякоторых равна 1-р' не могут быть устранены в принципе (например, этостихийные катаклизмы).
Ясно, что при решении вопроса офинансировании мероприятий по повьппению безопасности необходимопринимать во внимание только угрозы первой категории и соразмерятьзатраты на техническое и технологическое совершенствование объектови ущербы от реализации событий первой категории. В этом случаеожидаемый ущерб в формуле (А) целесообразно заменить условныможидаемым ущербом при условии, что имеют место события первойкатегории. Можно также функцию Y(x) заменить на Yp(x), то есть отзадачи А) перейти к задачеS(x) + Yp(x) -+mm(Б)104причем величину р следует определить экспертно, заботясь особлюдении неравенства/? < р'.Затраты на обеспечение безопасности не дают непосредственногоэффекта в виде прибыли, а лишь уменьшают возможные ущербы. Длятого, чтобы предприятие было заинтересовано в реализациимероприятий, способствующих повышению безопасности, необходиморазработать меры государственного регулирования.Кроме того, можно ожидать, что дальнейшее развитие социальногои экологического страхования позволит найти и нормативно закрепитьболее обоснованные значения денежных эквивалентов ущербов с учетомэкологической и социальной составляющих.3.4.4.
РИСК КАК ПОКАЗАТЕЛЬ БЕЗОПАСНОСТИУровень, количественную меру безопасности часто характеризуютпоказателями, которые называют рисками.Переходя от категории «ущерб» к категории «риск», отметим, чтоопределение его количественных показателей представляет собойпроцесс оценки цифровых значений вероятности и последствийвозможных нежелательных событий. При этом, как уже излагалосьвыше, недостоверности получаемых оценок следует подходитьосторожно, принимая во внимание, как обязательное условие, оценкуНеопределенностей при определении вероятности и ущерба. Исходя изэтих соображений, неопределенность следует рассматривать как одну изкомпонент "вектора", используемого для количественного измеренияриска.Использование количественных оценок риска в практическойдеятельности (например, в законодательной деятельности [И] или припринятии тех или иных решений с учетом факторов риска [И] показалонеобходимость применения классификации риска по степени егозначимости для человека и окружающей среды.
Трудность состоит в том,что невозможно выразить риск через один обобщенный показатель,учитывающий различные стороны его значимости. Ожидаемое числожертв за год, вероятность для индивидуума стать жертвой той или инойтехнологии в течение какого-то промежутка времени, вероятностьопасных последствий для определенных групп людей (например, дляобслуживающего персонала или для тех или иных групп населения),вероятность аварий с одновременным большим числом жертв и другиепоказатели характеризуют по разному ситуацию и по-разному должны105приниматься во внимание при принятии решений с учетом факторовриска. В силу этого общепринятой классификацией по степенизначимости риска для человека является деление его наиндивидуальный и социальный риски.В качестве количественной меры индивидуального рискавыбирают отношение количества пострадавших к количествуподвергшихся потенциальной опасности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
