Главная Авто Категории рисков техногенной сферы по объектам исследования. Основы теории и практики техногенного риска. Нужна помощь по изучению какой-либы темы

Категории рисков техногенной сферы по объектам исследования. Основы теории и практики техногенного риска. Нужна помощь по изучению какой-либы темы

Зарождение и развитие жизни на Земле произошло в пределах природной оболочки планеты, именуемой биосферой.

Биосфера включает в себя атмо- и гидросферу, а также верхние слои литосферы (твердой оболочки). Полярные и материковые льды (криосферу) можно отнести к твердому фазному состоянию гидросферы. Биосфера - исторически естественная среда обитания человека. Эволюционные преобразования человека и измененной им природы (техногенез) привели к созданию техногенной сферы (техносферы).

Техносфера - это преобразованная человеком часть биосферы, в которой наряду с природными опасностями присутствуют опасности, связанные с деятельностью человека в интересах своих жизненных потребностей. Техносфера - среда обитания и жизнедеятельности человека. Техносферу составляют территории жилой, промышленной, сельскохозяйственной и рекреационной зон, ландшафт (тип рельефа местности, почв, растительный мир 1). История развития техносферы свидетельствует о прогрессирующем увеличении площадей преобразованных территорий. Техносфера в настоящее время стала фактически окружающей средой, представляя собой техноприродный комплекс. Вместе с тем биосфера и техносфера не имеют четких границ , существует и переходная (техноприродная) зона, испытывающая влияние техносферы.

Компонентами техносферы являются объекты:

? природные (земля, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир);
? техногенные (все, что создано трудом и руками человека, включая простейшие орудия труда и созданные с их помощью антропогенные объекты).

Неизбежные природные опасности способствовали развитию и усложнению техники в целях борьбы за выживание, а затем - за качество жизни. Неожиданным результатом интенсификации технического прогресса в процессе развития общества явился значительный рост техногенных опасностей в техносфере и реальных техногенных аварий, в ряде случаев превосходящих уровень стихийных (природных) бедствий. Пример крупных техногенных катастроф показал неготовность общества предвидеть и предотвратить возможность их возникновения либо, по меньшей мере, предусмотреть меры снижения тяжести последствий.

Опасность - центральное понятие наук о безопасности и всей сферы деятельности в этой области. Опасности и, следовательно, риск (как производная от опасности) являются неотъемлемой частью жизнедеятельности каждого человека, общества, государства, био- и техносферы. Пространство, в котором постоянно существуют или периодически возникают опасности, получило название ноксо- сфера. Опасность является негативным свойством объекта-источника. Вместе с тем говорить об опасности безотносительно к объекту, ее воспринимающему (объекту-реципиенту), не имеет смысла. Опасность представляет угрозу только тогда, когда может причинить ущерб конкретному объекту. Следовательно, опасность существует только в системе, включающей как минимум два элемента: источник и реципиент, при совпадении факторов пространства и времени. Вне этой системы опасности (как и безопасности) не существует. Опасность, таким образом, является системообразующим понятием предметной области.

Если объект-источник (рис. 1.1), либо зона его опасности, затрагивают объект-реципиент, или область его интересов (жизненное пространство), происходит актуализация опасности. По характеру своего воздействия (в координатах времени) опасность может быть внезапно возникающей, периодически или постоянно действующей. Направление вектора опасности здесь вполне очевидно.

Опасности познаваемы. Большинство из них известно человеку. Новые - связанные с развитием возможностей человека (макро- и микромир, космос) и развитием технологий (вещество, виды энергии и информации) - требуют установления негативных свойств, степени их влияния на окружающую среду и контроля над ними. Идентификация опасностей (это и есть распознавание и параметрическое описание опасностей) обязательна также при выполнении процедуры оценки риска и является ответственным этапом существующих методик.

Рис. 1.1.

Реализация опасности ведет к возникновению аварий, катастроф, стихийных бедствий, ЧС. Неизбежность аварий в техносфере объясняется накоплением и концентрацией запасов энергии и опасных веществ. Вместе с тем достижение уровня необходимой безопасности является управляемым процессом. Универсальным критерием безопасности в техносфере является количественная оценка риска:

при этом величина оценки риска, например, в случае прогнозирования аварий определяется сочетанием двух составляющих: частоты возникновения аварии (X, год -1) и размера последствий, обычно в виде вреда или ущерба (У, руб.). Часто сочетание составляющих имеет вид произведения, и тогда размерностью риска является среднегодовой ущерб - руб./год.

Существующие концепции безопасности опираются на ряд принципов, среди которых особое место занимает принцип приоритета безопасности человека и сохранения здоровья людей по отношению к другим объектам безопасности и условиям, позволяющим повысить качество жизни. Риск аварий с угрозой для жизни человека называется индивидуальным риском. Вместе с тем при расчетах индивидуального риска могут возникать вопросы, связанные с оценкой стоимости жизни человека. Отождествление «высшей ценности» со стоимостью в денежном эквиваленте выглядит, по меньшей мере, негуманно. Однако экономическая оценка стоимости жизни человека необходима прежде всего в страховых расчетах, а также при определении компенсационных выплат. При определении величины индивидуального риска, когда последствия, к примеру, аварии предположены заранее в виде летального исхода, риск рассматривается как функция одной переменной

В настоящее время существует множество формулировок термина «риск», а сам термин обычно используется в сочетании с родовым признаком (относительным прилагательным), определяющим и объединяющим близкие виды. Для лучшего понимания ознакомимся с некоторыми характерными примерами. В большинстве определений термина «риск» указывается сфера его приложения (область ожидаемой опасности). Например, словосочетания «страховой риск», «инвестиционный риск», «социальный риск» указывают на область деятельности, которая рассматривает или в которой существуют определенные опасности (угрозы).

Часто риск связывают с объектом, воспринимающим риск (реципиентом риска): индивидуальный риск - т. е. риск для жизни человека, экологический риск - риск для компонентов природной среды, медико-биологический риск - риск для населения, обусловленный качеством окружающей среды.

В основу классификации рисков положены два разнородных главенствующих типа: природный риск и техногенный риск. Здесь уже определяющее родовое слово использовано для пояснения источника или происхождения опасности, будь то природные явления и процессы в первом случае либо технические объекты и технологии - во втором.

Поскольку величина риска может быть определена количественно (риск, как мы установили, является измеряемой величиной), то все поле его возможных значений принято условно делить на три области (рис. 1.2). Названия этих областей качественно (или лингвистически) характеризуют степень риска (пренебрежимый, приемлемый, чрезмерный риск), а границы областей являются уровнями риска.

В соответствии с концепцией приемлемого риска, принятой развитыми странами начиная с 70-80-х гг. XX в., именно уровень приемлемого (допустимого) риска лежит в основе представлений общества о соотношении качества жизни и безопасности. Величина этого уровня устанавливается государствами законодательно с учетом социальных и экономических факторов. В целях исключения чрезмерного риска для отдельных категорий граждан вводятся ограничения на деятельность. Это происходит, к примеру, при работе персонала на объектах с источниками повышенной опасности (профессиональный или вынужденный риск). Ограничения риска для здоровья населения выглядят в виде создания санитарно-защитных зон промышленных объектов, что позволяет исключить или снизить воздействие вредных факторов техногенного риска при нормальной эксплуатации объекта и поражающих факторов - в случае потенциальных аварий.

Рис. 1.2.

Одним из парадоксов современного общества являются особенности восприятия риска населением. Так, ежегодно в автоавариях на российских дорогах гибнет около 30 тыс. человек и более 1,2 млн в мире. Тем не менее количество автомобилей возрастает с каждым годом, что может являться свидетельством приемлемости обществом данного вида риска.

Термин «безопасность» (другое центральное понятие предметной области) в широком понимании означает защищенность от какого-либо негативного события, явления: пожара, взрыва, урагана, наводнения и т.д. Однако «безопасность» и «защищенность» не следует безоговорочно считать синонимами. При переходе к частным случаям понимание безопасности объекта может быть затруднено, так как термин не раскрывает направления воздействия опасности относительно объекта. На самом деле опасность может исходить от объекта либо угрожать ему. Поясним это на примерах. Выражение «безопасное удаление человека от места аварии» характеризует состояние объекта-человека, определенное в данном случае его расположением, в котором человеку не угрожает опасность. Вектор потенциальной опасности направлен к объекту-реципиенту (человеку), о безопасности которого идет речь. Характеристика «безопасная бритва» определяет безопасность бритвы уже как свойство объекта-источника. При этом вектор опасности направлен от объекта (бритвы), безопасность которой рассматривается в данном случае.

Поскольку общепринятый термин «безопасность» не является исчерпывающим и содержит признаки двух понятий (состояние и свойство), то при его использовании следует учитывать вектор опасности, имея в виду, что опасность может угрожать объекту не только извне, но и в результате воздействия внутренних процессов. В англоязычной литературе ситуация несколько иная. Безопасность как состояние объекта, в котором ему не может быть нанесен существенный ущерб или вред, соответствует термину security. Безопасность - свойство объекта не причинять другим объектам существенный ущерб или вред, является аналогом термина safety.

Из поля внимания специалистов не должны исключаться непрерывно происходящие процессы взаимного влияния объектов на окружающую среду и обратного влияния среды на объект. На рисунке 1.3 приведено расположение элементов «источник» и «реципиент» опасности в схеме, поясняющей содержание термина «безопасность». Объект, о безопасности которого идет речь, - это предприятие, завод, промышленная установка, т.е. потенциально опасный (для окружающей среды) объект, который в свою очередь также может быть подвержен опасности, например, природной. Таким образом, рис. 1.3 а иллюстрирует понимание безопасности промышленного объекта как его свойства, а рис. 1.3 б - безопасности того же объекта как его состояния.

Безопасность как свойство объекта мог бы заменить ее синоним «безвредность», более точно отражающий участие вектора опасности, однако он мало распространен в технической литературе. Безвредность, как и безопасность, не является абсолютной категорией. К примеру, ртутный медицинский термометр считается безопасным, поскольку за длительное время широкого использования в медицинской практике и в быту доказал незначительность риска воздействия. Вместе с тем, в термометре содержится ртуть - вещество первого класса опасности, и вряд ли он может быть признан безвредным. ГОСТ Р 51898-2002 «Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты» рекомендует не употреблять слова «безопасность» и «безопасный» в качестве описательного прилагательного объекта, так как они не передают полезной информации. Следует всюду, где возможно, эти слова заменять признаками объекта, например: «защитный шлем» вместо «безопасный шлем», «нескользкое покрытие для пола» вместо «безопасное покрытие».

Безопасность как состояние объекта часто заменяется понятием «уязвимость» для того, чтобы охарактеризовать реакцию рассматриваемого объекта на экстремальное воздействие. Как правило, под уязвимостью понимают открытость объекта к различным внутренним и внешним событиям (воздействиям), которые способствуют развитию аварийного процесса. Понятие «уязвимость» часто определяют через связанные с ним характеристики объекта. Например, под уязвимостью системы понимают совокупность свойств, являющихся противоположными устойчивости и живучести системы, а также ее способности выполнять заданные функции в случае частичного повреждения.

Рис. 1.3. Безопасность объекта (объект - предприятие): а - безопасность - свойство объекта; б - безопасность - состояние объекта

Несмотря на широкую популярность в наши дни термина «безопасность», в законодательстве, нормативной документации и современной литературе нет его однозначной трактовки. Это можно объяснить невостребованностью представлений о безопасности, существовавшей еще 25-30 лет назад, и резким изменением ситуации сейчас; междисциплинарным характером безопасности (сейчас ею оперируют многие науки и области знаний) и спецификой дедуктивного метода познания

(от общего к частному), необходимого при исследованиях безопасности в конкретных случаях. Однако все многообразие существующих формулировок можно сгруппировать в два вида, в пределах которых они существенно не отличаются:
- 1) безопасность - состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства;
- 2) безопасность - состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни животных и растений.

В формулировках первого вида безопасность объекта обоснована принятием мер по его защите. Вместе с тем неопределенный уровень этих мер (организационных и (или) технических) не позволяет оценить саму целевую функцию - безопасность как состояние объекта. Иначе говоря, если приняты меры по защите объекта, то его состояние следует считать относительно безопасным. Несмотря на внешнюю расплывчатость формулировок первого вида, отсутствие в них привязки к степени защищенности (полная, частичная, достаточная), их использование на практике зачастую являются оправданными. Прежде всего это касается тех случаев, когда для обоснования безопасности невозможно или же не требуется выполнения оценки риска.

Формулировки второго вида сводят понятие безопасности к понятию допустимого (приемлемого) риска. Поскольку безопасность (как свойство или состояние объекта) не имеет шкалы измерения, такой подход позволяет обосновать безопасность путем количественной оценки ее уровня. В этом случае мера (критерий, степень) безопасности характеризуется величиной риска. Риск при этом является контрольно-измерительным инструментом для определения уровня безопасности. Управление процессом обеспечения безопасности также осуществляется с использованием этого инструмента - оценки риска. Обеспечение требуемого уровня безопасности за счет снижения величины риска возможно различными методами, в том числе инженерной защиты.

В дальнейшем мы будем использовать формулировки, общий и краткий вид которых представлен ниже.

Опасность - источник потенциального ущерба (вреда) или ситуация с потенциальной возможностью нанесения ущерба (вреда).

Безопасность - состояние (или свойство) объекта, при котором отсутствует недопустимый риск.

Техногенный риск - мера безопасности (или опасности), порожденной техническими объектами.

Важный вывод заключается в том, что все ключевые понятия данной области знаний и деятельности - «опасность», «риск», «безопасность» - являются взаимосвязанными. Они относятся, существуют и востребованы лишь в пределах системы, включающей два обязательных элемента - источник опасности и объект, на который этот источник может негативно воздействовать. Использование какого-либо из данных ключевых понятий в каждом конкретном случае требует присутствия (в явной или неявной форме) обоих элементов указанной системы.

Считается, что в настоящее время около половины территории суши занимаютантропогенные ландшафты.
Понятие границ здесь весьма условно. Так, ударная волна ядерного взрыва при испытаниях в районе Новой Земли (1961 г.) три раза обогнула Земной шар.

Опасность делает серьезным. Ее минование разрешается смехом. Необходимость серьезна, свобода смеется.

Бахтин М. М. 1

В результате изучения главы 8 студенты должны: знать

Основные термины, определения, элементы, относящиеся к риску и безопасности;

уметь

анализировать и оценивать риск при декларировании безопасности объекта; владеть
методологией анализа и оценки риска.

Понятие техногенного риска

«В литературе встречается весьма различное понимание термина “риск”», - пишут Э. Мушик и П. Мюллер в своей книге . И поясняют, что общим во всех представлениях о риске является внутренняя неуверенность человека в возникновении нежелательного событияили состояния. Такой недостаток информации роднит понятие риска с необходимостью принятия решения в условиях неопределенности ситуации и давно существует в системах оценки воздушной обстановки на экранах радаров как гражданских, так и военных организаций .

При решении комплексных вопросов безопасности в различных странах широко применяется методология оценки риска, в основе которой лежит определение возможных последствий текущей ситуации и вероятности возникновения нежелательных событий. В принципе можно, конечно, попытаться предвидеть потенциальную опасность, сравнить различные возможные опасности, используя, например, количественные показатели риска, принимая при этом в качестве показателей опасности индивидуальный и(или) социальный риск гибели людей или же причинения определенного ущерба.

В широком понимании в понятии риск выражается возможная опасность, которая может быть охарактеризована вероятностью нежелательного события . Применительно к сфере жизнедеятельности такими событиями могут быть ухудшение здоровья или смерть людей, авария или катастрофа системы или технических устройств, загрязнение (деградация) или разрушение (вплоть до тотального) системы (экологической, экономической, социальной, медицинского обслуживания населения и др.), внезапная гибель группы людей или быстрое возрастание смертности населения. Со всеми перечисленными событиями связан обязательный материальный ущерб от реализовавшихся опасностей и (или) увеличения затрат на обеспечение безопасности.

Риск выражает частоту реализации опасностей по отношению к возможному их числу. Запишем соответствующее выражение:

где R - риск; N- количественный показатель частоты нежелательных событий в единицу времени t, Q - общее число объектов, подверженных риску.

Как и всякая вероятность, вероятность возникновения опасности - величина, меньшая единицы, причем в данном случае существенно.

Ожидаемый (или прогнозируемый) риск R определяется как произведение частоты / реализации конкретной опасности на произведение вероятностей нахождения человека в зоне риска при различном регламенте технологического процесса:

где / - число несчастных случаев (смертей) от данной опасности в год, чел. год -1 . Для России / = К ч 10 -3 , это число соответствует значению

коэффициента частоты несчастного случая K 4f деленного на 1000); п р,

произведение вероятностей нахождения работника в зоне риска.

Формирование опасных и чрезвычайных ситуаций происходит в результате действия определенных факторов риска, имеющие свои источники. Соотношение между числом объектов, подвергающихся риску, и числом возможных нежелательных событий позволяет различить такие разновидности риска, как индивидуальный, экономический, экологический, техногенный, социальный. Для каждого из перечисленных видов риска имеются свои собственные характерные источники и факторы.

Техногенный риск - комплексный показатель надежности для объектов техносферы, он характеризует вероятность аварии (катастрофы) при эксплуатации технических устройств (систем), механизмов, реализации технологических процессов, в строительстве и эксплуатации зданий и сооружений и т.и.: где R T - техногенный риск; T(t ) - число аварий за единицу времени t на одинаковых (идентичных) ТС и объектах; T(f) - число идентичных ТС и объектов, подверженных фактору риска /.

Источниками техногенного (технического) риска являются многие факторы, в их числе низкий уровень научно-исследовательских (НИР), опытно-конструкторских работ (ОКР); неотработанное (опытное) производство новой техники; серийный выпуск небезопасной техники; нарушение правил безопасной эксплуатации и (или) технического обслуживания технических систем и др. .

Наиболее распространенными факторами технического риска являются:

ошибочный выбор с точки зрения соблюдения критериев безопасности направлений развития техники и технологий;
использование потенциально опасных принципов построения и конструкторско-технологических решений устройств, ТС;
ошибки в определении допустимого уровня эксплуатационных нагрузок;
неправильный выбор конструкционных материалов для устройств, ТС;
недостаточный запас прочности устройств, ТС;
отсутствие в проектах технических устройств, систем проблематики, касающейся обеспечения их безопасности;
некачественная доводка, доработка конструкции, технологии, технической документации по критериям безопасности;
отклонения от заданного состава и физико-химических свойств используемых в составе изделий и систем конструкционных материалов;
недостаточная точность конструктивных размеров;
нарушение режимов технологии обработки материалов, деталей, сборочных единиц;
нарушение регламентов сборки и монтажа, регулировки и настройки изделий, систем;
использование технических устройств, систем не по назначению;
нарушение проектных режимов эксплуатации, технического обслуживания;
несвоевременно выполняемые профилактические осмотры, ремонты, техническое обслуживание;
нарушение требований транспортирования и хранения.

Геолого-географический факультет
Кафедра экологии и природопользования
Курсовой проект
по дисциплине «Управление рисками, системный анализ и моделирование»
Расчет техногенного риска на примере автомобильной заправочной станции "SINOOIL" г. Актюбинска

Аннотация

Данный курсовой проект содержит ___ страниц, в том числе __ рисунка, __ таблицы, __ источника по списку литературы, __ графических приложений. Курсовой проект посвящен анализу техногенного риска на примере автомобильной заправочной станции "SINOOIL" в городе Актюбинск Республики Казахстан.
Работа состоит из расчетно-пояснительной записки, которая посвящена анализу техногенного риска, где расчетные величины техногенного риска являются количественной мерой возможности реализации опасности объекта автомобильной заправочной станции г. Актюбинска и отражается в материальных ценностей, находящихся на объекте.
На основе полученных результатов, были предложены, наряду с обученностью персонала, предупредительные меры для предотвращения и существенному уменьшению вероятности внезапной разгерметизации.Введение
1 Техногенный риск
2 Основные понятия надежности технических систем
2.1 Показатели надежности и безопасности риска
2.2 Понятие о надежности работы человека при взаимодействии с техническими схемами
3 Анализ техногенного риска и обеспечение безопасности техногенного процесса
3.1Идентификация аварийных сценариев
3.2 Анализ возможных причин возникновения аварийных ситуаций
3.2.1 Причины аварий, связанные с отказом оборудования
3.2.2 Причины аварий, связанные с ошибочными действиями персонала
3.2.3 Причины аварий, связанные с внешними воздействиями природного и техногенного характера
3.3 Метод построения "Дерева отказов"
3.4 Метод построения "Дерева событий"
3.5 Определение вероятностей возникновения аварийных ситуаций
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Переход к новым механизмам хозяйствования и развитому рынку путем интенсификации всех производственных процессов невозможен без более полного использования достижений научно- технического прогресса, эффективного использования ресурсов, снижения ущерба от аварийности и травматизма. Решение этой грандиозной задачи требует научно обоснованных подходов к организации и обеспечению безопасности всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и энергетики.
Актуальность проблемы обеспечения безопасности особенно возрастает на современном этапе развития производительных сил, когда из-за трудно предсказуемых техногенных и экологических последствий чрезвычайных происшествий поставлено под сомнение само существование человеческого общества. Рассматриваемая проблема становится все более острой как неизбежное следствие происходящей научно-технической революции, т.е. следствием обострения противоречий между новыми средствами производства и традиционными способами их использования.
Современная цивилизация столкнулась с грандиозной проблемой, заключающейся в том, что основа бытия общества– промышленность, сконцентрировав в себе колоссальные запасы энергии и новых материалов, стала угрожать жизни и здоровью людей, и даже окружающей среде.
Авария в условиях современной техносферы по своим масштабам и тяжести последствий стала сравнима с природными катастрофами и разрушительными последствиями военных действий с применением ядерного оружия. Как свидетельствуют статистические данные последние 20 лет XX-го века принесли 56% от наиболее крупных происшествий в промышленности и на транспорте. Считается, что ущерб от аварийности и травматизма достигает 10…15% от валового национального продукта промышленно развитых государств, а экологическое загрязнение окружающей природной среды и несовершенная техника безопасности являются причиной преждевременной смерти 20…30% мужчин и 10…20% женщин. В 1995 году на территории РФ было зафиксировано около 1550 чрезвычайных ситуаций, из которых 1150 носили техногенный характер и 400 – природный. В них пострадало 18000 человек, погибло свыше 1800.
Сложившаяся кризисная ситуация в вопросах аварийности и травматизма объясняется не только низкой культурой безопасности и технологической недисциплинированностью персонала, но и конструктивным несовершенством используемого в РФ промышленного и транспортного оборудования.
В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, транспорту. Проблема предупреждения происшествий приобретает особую актуальность в атомной энергетике, химической промышленности, при эксплуатации военной техники, где используется и обращается мощные источники энергии, высокотоксичные и агрессивные вещества.
Основными причинами крупных техногенных аварий являются:
- отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации;
- ошибочные действия операторов технических систем;
- концентрации различных производств в промышленных зонах;
- высокий энергетический уровень технических систем;
- внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.
Безопасность– состояние защищённости отдельных лиц, общества и природной среды от чрезмерной опасности.
Государственная политика в области экологической и промышленной безопасности и новые концепции обеспечения безопасности и безаварийности производственных процессов на объектах экономики, диктуемые Федеральными законами«О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 11.11.94 г., «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ, Федеральным законом "О радиационной безопасности населения" от 09.01.96 г. №3-ФЗ, Федеральным законом "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30.03.99 г. №52-ФЗ, Федеральным законом"Об использовании атомной энергии" от 21.11.95 г. №170-ФЗ, Федеральным законом "Об охране окружающей среды" от 10.01.02 г. №7-ФЗ, предусматривают организационно-правовые нормы в области защиты граждан РФ, а также окружающей природной среды от чрезвычайных ситуаций различного происхождения и дают возможность объективной оценки опасностей и позволяют наметить пути, средства и мероприятия борьбы с ними.
Оценка и обеспечение надежности и безопасности технических систем при их создании, отработке и эксплуатации- одна из важнейших проблем в современной технике и экономике.
Оценка опасности различных производственных объектов заключается в определении возникновения возможных чрезвычайных ситуаций, разрушительных воздействий пожаров и взрывов на эти объекты, а также воздействия опасных факторов пожаров и взрывов на людей. Оценка этих опасных воздействий на стадии проектирования объектов осуществляется на основе теории надежности и нормативных требований, разработанных с учетом наиболее опасных условий протекания чрезвычайных ситуаций и проявления их негативных факторов, утечек и проливов опасных химических веществ, пожаров и взрывов, т.е. с учетом аварийной ситуации.
Проблемы безопасности на объектах нефтегазового комплекса имеют особое значение. Они связаны с физико-химическими свойствами углеводородных веществ, приводящими к их возгоранию или взрыву в случае аварий. Авариям на нефтеперерабатывающих предприятиях характерны большие объемы выброса взрывопожароопасных веществ, образующие облака топливно-воздушных смесей, разливы нефтепродуктов и как следствие - пожары, взрывы, разрушение соседних аппаратов и целых установок. Согласно статистике, ущерб от аварийности и травматизма достигает 5-10% от валового национального продукта промышленно развитых государств, а несовершенная техника безопасности являются причиной преждевременной смерти 10-15% мужчин и 5-10% женщин.
Практика показывает, что полностью исключить аварии и уменьшить до нуля опасность, несущую опасными производственными объектами, невозможно. Поэтому техногенные аварии необходимо предупреждать или ослаблять их вредное воздействие.

1 Техногенный риск

К настоящему времени сложилась достаточно проработанное направление в теории рисков, связанное с оценкой и управлением, так называемыми техногенными рисками. Этот вид рисков связан с опасностями, существующими при строительстве, эксплуатации технических систем различной сложности. Различают технические устройства и технические системы. Последние представляют собой системы различной сложности, состоящие из технических устройств и операторов, объединенных жесткой или гибкой структурой, правилами функционирования. В пределах технических систем осуществляется целенаправленный обмен веществом, энергией, информацией. Цель функционирования технических систем определена заранее. Функциональная схема технической системы всегда направлена на реализацию поставленной цели и сопутствующих задач. Важной особенностью современных технических систем является их «включенность» в экономику. Помимо технических целей существуют и экономические цели функционирования таких систем.
Практически все технические устройства и технические системы вписаны в окружающую среду и взаимодействуют с ней, обмениваясь веществом, энергией и информацией. Для большинства сложных и сверхсложных технических систем подобный обмен с окружающей природной средой настолько велик, что оказывает на нее существенное влияние и вызывает в ней адаптивные изменения. Эти изменения могут затрагивать и окружающие экосистемы различного масштаба. В этом случае принято говорить о техноэкосистемах. Существование техноэкосистем различного масштаба также является результатом экономической деятельности человечества.
Опасности для человека, связанные с различными техническими устройствами, появились с момента создания и использования этих устройств. Опасности связаны, в первую очередь, с неправильным функционированием этих устройств или неправильным их использованием. Последние опасности связывают с так называемыми ошибками операторов.
Роль техногенных рисков весьма велика. В первую очередь их последствия проявляются в самой технической сфере. Ущербы в этом случае связаны с разрушением технических объектов, гибелью и травмами персонала, упущенной выгодой, штрафами, необходимостью ликвидации последствий в технической сфере и восстановительными работами. Вместе с тем, очевидно, что последствия от этих рисков могут проявляться не только в самой технической сфере. Техногенные риски являются источником опасности для третьих лиц, угрожая им утратой имущества, жизни и здоровья, иными видами ущербов. Часто с ними связаны и экологические риски, поскольку техногенные опасности вызывают появление специфических экологических опасностей. Например, в результате техногенной аварии могут наблюдаться выбросы токсических химических веществ в атмосферу, гидросферу и литосферу. Можно сказать, что генерирование техногенных опасностей для природы и является отличительной чертой человечества как вида живых организмов. Только с человечеством связаны специфические экологические и риски, обусловленные его технической деятельностью в колоссальных объемах. Без оценки и управления техногенными рисками невозможно полноценное управление экологическими и рисками в различных масштабах. Эти масштабы находятся в пределах от индивидуальных до глобальных рисков, влияющих на экономическую деятельность и существование человечества в современном виде в масштабах планеты.
В свою очередь, природа также оказывает свое опасное влияние на технические системы. Природные явления являются источниками соответствующих опасностей для технических систем. Некоторые природные явления влияют на правильность функционирования технических систем и могут приводить к различным нештатным ситуациям в них. Часть этих явлений может влиять на работу операторов и приводить к появлению ошибок операторов. Например, ограничение видимости, связанное с туманом, дождем, метелью, может приводить к ошибкам операторов (водителей автомобилей, пилотов самолетов, рулевых судов и т.п.) и вызвать различные инциденты с техническими средствами и системами.
Масштаб потенциальных ущербов тесно связан с типом технической системы:
- технические системы серийного, крупносерийного и массового производства (автомобили, сельскохозяйственные машины, станки, технологические установки и т.п.);
- уникальные технические системы единичного и мелкосерийного производства (мощные энергоустановки, атомные реакторы, химические и металлургические установки, летательные аппараты, горнодобывающие комплексы, нефте- и газопроводы, плавучие буровые установки и т.п.).
Для технических систем первого рода широко используются традиционные методы проектирования и эксплуатации, большой объем ремонтно-восстановительных работ, относительно небольшие ущербы при отказе единичных экземпляров.
Для технических систем второго рода характерно отсутствие опыта предшествующей эксплуатации, большой объем конструкторских разработок, стендовых испытаний и большие материальные потери при отказах и авариях, а также значительный экологический ущерб.
Источниками техногенных рисков принято называть различные опасности, приводящие к нештатному функционированию технических систем или к ошибкам операторов. Различают внешние и внутренние источники для каждого технического устройства и каждой технической системы. Обычно при анализе техногенных рисков ограничиваются внутренними и внешними источниками, связанными непосредственно с функционированием рассматриваемой технической системы или техноэкосистемы.
К внешним источникам обычно относятся:
- природные воздействия, связанные с опасными явлениями природы;
- внешние пожары, взрывы;
- внешние техногенные воздействия (столкновения, аварии и катастрофы на других технических объектах и т.п.);
- внешние бытовые воздействия (отключение питания, водоснабжения, протесты населения);
- диверсии, акты терроризма;
- военные действия;
- иные.
К внутренним источникам обычно относятся:
- ошибки собственных операторов;
- внутренний саботаж;
- отказы технических устройств в составе технической системы;
- разрушения несущих конструкций вследствие дефектов или усталости конструкционных материалов;
- внутренние аварии, вызванные отключением питания, водоснабжения, перерывом технологических процессов и т.п.;
- внутренние пожары, взрывы;
- структура технической системы, наличие узлов и цепочек инцидентов;
- иные.
Для технических объектов характерно накопление определенных запасов энергии, концентрация энергии на ограниченных пространствах. Освобождение этой энергии порождает специфические опасности, называемые силами или опасностями разрушения. Накопление химической энергии приводит к возрастанию опасностей пожаров и взрывов, выбросов токсических и ксенобиотических веществ в окружающую среду. Накопление потенциальной энергии воды приводит к возрастанию гидродинамической опасности. Накопление электрической энергии приводит к увеличению опасностей взрывов, поражения током, пожаров, электромагнитных поражений. Иногда эти источники опасностей разрушения выделяют в отдельную группу при факторном анализе.
Для технических систем принято отдельно рассматривать и источники опасностей, связанные с поражающими свойствами материалов, накопленных в них. В этом случае говорят о факторах поражения. К ним относят фугасное поражение (поражение взрывной волной), осколочное поражение, термическое поражение, химическое поражение, радиоактивное поражение, гидродинамическое поражение, акустическое поражение и т.д. Естественно, что при указании опасности поражения необходимо указывать и объекты поражения: здания и оборудование, люди, животный мир, растительность и т.п. Для каждой технической системы существует свой набор источников опасности, как направленных на нее, так и исходящих от нее. По мере усложнения технической системы количество источников опасности увеличивается. Обычно источники опасности объединяются в различные группы, которые служат основой для факторного анализа техногенных рисков.
В теории и практике изучения техногенных опасностей сложилось так называемое физико-химическое направление идентификации источников техногенных опасностей при аварийных ситуациях на крупных промышленных объектах. Это направление исходит из того, что при аварии или катастрофе гибель людей вызывается физико-химическими превращениями веществ, вовлеченных в аварию. Эти физико-химические превращения проявляются в виде:
- разрушения, обрушения зданий и сооружений;
- различных форм пожара;
- разлетания осколков и фрагментов оборудования;
- удара человека о неподвижные элементы конструкции;
- воздействия токсичных продуктов (токсическое поражение);
- прямого поражения ударными волнами (фугасное поражение).

2 Основные понятия надежности технических систем

Термины надежность, безопасность, опасность и риск часто смешивают, при этом их значения перекрываются. Часто термины анализ безопасности или анализ опасности используются как равнозначные понятия. Наряду с термином анализ надежности они относятся к исследованию как работоспособности, отказов оборудования, потери работоспособности, так и процесса их возникновения.
Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем.
С развитием и усложнением техники углубилась и развивалась проблема ее надежности. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности– являются предметом исследований надежности.
Если в результате анализа требуется определить параметры, характеризующие безопасность, необходимо в дополнение к отказам оборудования и нарушениям работоспособности системы рассмотреть возможность повреждений самого оборудования или вызываемых ими других повреждений. Если на этой стадии анализа безопасности предполагается возможность отказов в системе, то проводится анализ риска для того, чтобы определить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудованию, и последствий для людей, находящихся вблизи него.
Наука о надежности является комплексной наукой и развивается в тесном взаимодействии с другими науками, такими как физика, химия, математика и др., что особенно наглядно проявляется при определении надежности систем большого масштаба и сложности.
При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты- изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.
Надежность- свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами. Чем меньше надежность машин, тем большие партии их приходится изготовлять, что приводит к перерасходу металла, росту производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию.
Надежность объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем показателям–безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.
Безотказность- свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей. Безотказность свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования, в том числе, при хранении и транспортировке.
Долговечность- свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. В отличие от безотказности долговечность характеризуется продолжительностью работы объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для восстановления его работоспособности в плановых и неплановых ремонтах и при техническом обслуживании.
Предельное состояние- состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Ремонтопригодность- свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Важность ремонтопригодности технических систем определяется огромными затратами на ремонт машин.
Сохраняемость- свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и(или) транспортирования. Практическая роль этого свойства велика для деталей, узлов и механизмов, находящихся на хранении в комплекте запасных принадлежностей.
Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене(например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т.д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т.д.).
Надежность объекта характеризуется следующими состояниями: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.
Исправное состояние- такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и(или) конструкторской(проектной) документации. Исправное изделие обязательно работоспособно.
Неисправное состояние- такое состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и(или) конструкторской (проектной) документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности, приводящие к отказам. Например, повреждение окраски автомобиля означает его неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен.
Работоспособным состоянием называют такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативно-технической и(или) конструкторской (проектной) документации. Неработоспособное изделие является одновременно неисправным.
Отказ- событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические). Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.
Неслучайные отказы- это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.
В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные(поломки, заедания, отключения) и постепенные(износ, старение, коррозия).
По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные(вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

2.1 Показатели надежности и безопасности риска

К показателям надежности и безопасности (как составной части надежности) относят количественные характеристики надежности, которые вводят и определяют согласно правилам статистической теории надежности, теории вероятностей и математической статистики. Область применения этой теории ограничена крупносерийными объектами, которые изготавливают и эксплуатируют в статистически однородных условиях и к совокупности которых применимо статистическое истолкование вероятности.
Применение статистической теории надежности к уникальным и малосерийным (таковыми являются, как правило, потенциально опасные объекты) объектам ограничено. Эта теория применима для единичных восстанавливаемых или ремонтируемых объектов, в которых допускаются многократные отказы, для описания которых применяют модель потока случайных событий (в том числе редких событий, когда проводится анализ критических или аварийных отказов). Статистическую теорию применяют также к уникальным и малосерийным объектам, которые, в свою очередь, состоят из объектов массового производства.
В этом случае расчет показателей надежности и безопасности объекта проводят методами статистической теории по известным показателям надежности и безопасности компонентов и элементов.
Статистическую теорию надежности и безопасности можно рассматривать как составную часть общего подхода к расчетной оценкe надежности и безопасности технических объектов, при которой отказы рассматриваются как результат взаимодействия объекта как физической системы с другими объектами и окружающей средой. При этом большинство показателей надежности полностью сохраняют смысл и при таком общем подходе к расчетной оценке надежности и безопасности.
Рассматривая отказ как случайное событие, удобной мерой надежности технических объектов следует признать вероятность безотказной работы системы (и соответственно мерой безопасности – вероятность безаварийной работы).
Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает.
Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени (начало исчисления наработки) объект находился в работоспособном состоянии. Обозначим через / время или наработку объекта. Возникновение первого отказа – случайное событие, а наработка от начального момента до возникновения этого события т – случайная величина.
Вероятность безотказной работы объекта в интервале времени от 0 до t включительно определяют как
P (t) = P {? > t} (1)
Здесь Р { ? > t} – вероятность события, заключенного в скобки. Очевидно, что эта величина является функцией времени или наработки P(t). В технической литературе эту функцию называют функцией надежности.
Аналогично можно определить вероятность безаварийной работы:
S(t) = S { T > t } (2)
Рассматривая аварию как отказ из–за перехода объекта в предельное состояние (устанавливаемого из соображений безопасности), а наработку (или время) от начального момента до достижения предельного состояния как ресурс T (или срок службы). Функцию S(t) в этом случае называют (по аналогии с функцией надежности) функцией безопасности.
В более общем случае, когда состояние объекта характеризуется набором параметров (например, вектором u (t) с допустимой по условиям безопасности областью значений этих параметров?), функция безопасности S(t) определяется вероятностью случайного события, состоящего в том, что на отрезке времени ни разу не возникнет аварийная ситуация (т.е. параметры u (t) не выйдут за пределы допускаемой области?, ограниченной поверхностью?s):
S(t) = S{u (t1) є ?, t1 є }.
Функция безопасности S(t) связана с функцией распределения H(t) и плотностью распределения h(t) случайной величины Т соотношениями
H(t) = 1 – S(t), h{t) = dH(t)/dt = –dS{t)/dt.
Дополнение функции безопасности S(t) до единицы (т.е. функция распределения случайной величины Т в теории вероятностей)
1 – S(t) = H(t) (3)
в теории безопасности и риска называется функцией риска или техническим риском.
Как видно из формулы (1), гамма–процентные показатели равны квантилям соответствующих распределений. Задаваемые значения у для критических отказов должны быть весьма близки к 100%, чтобы сделать критические отказы практически невозможными событиями.
Для прогнозирования потребности в запасных частях, а также для расчета пополнения и обновления парков машин, приборов и установок могут потребоваться гамма–процентные показатели при более низких значениях у.
Статистические оценки для гамма–процентных показателей могут быть получены на основе статистических оценок либо непосредственно, либо после аппроксимации эмпирических функций подходящими аналитическими распределениями. Необходимо иметь в виду, что экстраполирование эмпирических результатов за пределы продолжительности испытаний (наблюдений) может привести к значительным ошибкам. Привлечение дополнительной информации о физической природе аварийных ситуаций для их моделирования позволяет разрешать указанные проблемы.
Интенсивность технического риска?(t) (аналог интенсивности отказов в теории надежности) определяют по формуле:
?(t) = h(t)/[ 1 – H(t)] = –S"(t)/S(t). (4)
Все вышеприведенные характеристики взаимосвязаны, что иллюстрируется в таблице 1.
Интенсивность технического риска?(t) является важной характеристикой в теории безопасности, так как она определяет вероятность того, что после безотказной работы до момента времени t авария произойдет в последующем отрезке времени?t. Этот показатель и его приближенные статистические оценки широко используются при анализе безопасности и риска объектов в процессе эксплуатации.

Таблица 1 – Расчетные зависимости между показателями безопасности и технического риска
Показатель S(t) H(t) ?(t)
S(t) - 1- H(t)
H(t) 1-S(t) -
?(t) -

2.2 Понятие о надежности работы человека при взаимодействии с техническими схемами

Техническая система - совокупность объектов взаимодействующих между собой таким образом, чтобы обеспечить выполнение заданной функции.
Компоненты системы - это ее составляющие или подсистемы. Любая техническая система имеет иерархическую структуру, т.е. ступенчатую. Системы постоянно функционируют в пространстве и во времени и делятся на статистические и динамические. Статистическая - система с одним возможным состоянием. Динамическая - система со множеством состояний, в котором с течением времени происходит переход из одного состояния в другое.
Виды ошибок, которые допускаются на различных стадиях взаимодействия в системе мониторинга:
Ошибки проектирования. Данный вид обуславливается неудовлетворительным качеством проектирования.
Операторские ошибки. Данный вид возникает при неправильном выполнении обслуживающим персоналом установленных действий.
Ошибки изготовления. Он включает в себя: ошибки на производстве вследствие плохого качества работы, неправильно выбранного им материала, и вследствии изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.
Ошибки технического обслуживания. Они возникают в процессе эксплуатации оборудования и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования.
Ошибки контроля. Они связанны с ошибочным приемом информации и ее переработки.
Ошибки обращения. Он возникает вследствие неправильного хранения изделий и их неправильной транспортировки.
Ошибка вследствие неправильной организации устройства на работу.
Ошибка управления коллективом.
Критерии оценки деятельности операторов.
Критерии быстродействия:
Топ= a+b*H=a+(H/Von) (5)
Критерий быстродействия - это время решения поставленной задачи (время момента реакции человек на поступивший сигнал до момента окончания).
а- скрытое время реакции(промежуток времени от момента появления сигнала до реакции человек).
b - время переработки одной единицы информации.
Von - скорость переработки информации в единицу времени.
Она характеризуется временем в течении которого человек постигает смысл информации. Оно зависит от психологических особенностей, от типа поставленной задачи эргономических особенностей.
Вероятность безошибочного выполнения операций j-ro вида:
Pj= (NjCотдj)/ Nj*Xj= Сотдj/ (Nj*Tj) (6)
Nj- общее количество выполняемых человек операций.
Cотдj общее количество допущенных оператором ошибок.
Tj- время выполнения операций j-ro вида.
Xj- интенсивность отказов при ошибочном действии операторов при выполнении им j-ой операции.
Коэффициент готовности:
Коп=1-(Тб/Т) (7)
Т- общее время работы человека-оператора.
Тб- время в течении которого человек не может применять поступившую к нему информацию.
Восстанавливаемость оператора:
Рв=Рк*Робн*Рн
Вероятность исправлений допущенных им ошибок.
Рк - вероятность выдачи сигнала контрольной системы.
Робн - вероятность обнаружения сигнала оператора.
Рн - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении их операций. Данный показатель позволяет оценить возможность самоконтроля.
Своевременность действий оператора:
Pсв=(N-Nнс)/N (8)
N-общее количество выполненное человеком задач.
NHC- количество несвоевременно выполненных задач.
Критерии точности:
?А=АИ + А0П (9)
Точность- это степень отклонения измеряемого оператором параметры системы от истинного или заданного значения.
Количественно этот показатель оценивается погрешностью оператор устанавливает или реагирует на параметр.
Аи - истинное значение параметра.
Аоп - измеряемое (определяемое) значение параметра.
Точность оператора зависит от:
- характера сигнала
- сложности поставленной им задачи
- условий темпа работы
- персональное (функциональное) состояние нервной системы человека
Оценка надежности системы человека - машина может производится
различными методами:
- аналитический;
- экспериментальный;
- имитационный;
Оценка надежности системы "человек-машина":
Если компенсация ошибок оператора и отказов техники невозможна:
P1(to, t)= PT(to, t)*P0(t) (1*)
P1(to, t)- вероятность безотказной работы технических средств в интервал времени от t0 до1, 0 P0(t) - вероятность безотказной работы оператора в течении времени t при условии что техника работает безотказно.
t0- общее время эксплуатации системы.
t- рассматриваемый период работы
Вероятность при мгновенной компенсации ошибок оператора:
P2(to,t)=Pt(t0,t) {P0(t)+[ 1 -Po(t)]} (2*)
Вероятность при компенсации только отказов технической системы:

P3(to,t)=Po(t) (3*)

Pk(to,t,?) - вероятность безотказной работы в течении времени от t0 до времени?, при условии, что отказ системы произошел в какой-то интервал времени?, t0 ? ? ? (to+t)
Вероятность с компенсацией ошибок и отказов технических средств:
P4(t0,t)= {P0(t)+ }* (4*)
Для систем "человек-машина" важным критерием является оценка вероятности безотказного, безошибочного протекания технического процесса в промежуток времени t. Такое выполнение технического процесса возможно в следующих случаях:
Технические средства работают исправна (3*).
Произошел отказ технического средства, но при этом оператор безошибочно и своевременно выполнил требуемые действия по ликвидации аварийной ситуации (2*).
Оператор допустил ошибочные действия, своевременно их исправил и за промежуток времени от t0 до t отказа системы не произошло (4*).

3 Анализ техногенного риска и обеспечение безопасности техногенного процесса

3.1 Идентификация аварийных сценариев

На территории объекта, идентифицирован следующий сценарий развития аварийной ситуации, могущий привести к максимальным по тяжести последствиям.
Сценарий: разлив всего количества бензина из резервуара РВС-3000 в пределах обвалования.

3.2 Анализ возможных причин возникновения аварийных ситуаций

Причинами, способствующими возникновению аварий, связанных с разливом нефтепродуктов, на составляющих Объекта, являются:
- причины, связанные с отказом оборудования;
- причины, связанные с ошибочными действиями персонала;
Ниже более подробно рассмотрены причины аварий в рамках конкретных аварийных сценариев.
Возникновение аварийной ситуации данного типа возможно при относительно небольших повреждениях резервуара или технологических трубопроводов, а также при сильных повреждениях резервуаров, с условием, что разгерметизация резервуара или трубопроводов произошла со стороны, не направленной на обвалование каре.

3.2.1. Причины аварий, связанные с отказом оборудования

Сюда относятся: коррозия, брак сварки и усталость металла стенок резервуаров.
На РВС-3000 проведены следующие предупредительные меры. Для контроля утечек из резервуара жидкой фазы топлива устроены специальные поддоны с наблюдательными колодцами. Также, своевременному обнаружению возможных проливов бензина способствует существующая на объекте стационарная система газового контроля с установленными в местах возможных проливов нефтепродуктов датчиками, регистрирующими наличие в воздухе опасных концентраций испарений нефтепродуктов. Эти меры, наряду с обученностью персонала, приводят к существенному уменьшению вероятности внезапной разгерметизации РВС-3000.
Некачественное и несвоевременное проведение планово-предупредительных мероприятий – экспертиз технического состояния (ЭТС, осмотров и ремонтов резервуара) – также может стать косвенной причиной возникновения аварийной ситуации. Ввиду того, что объект введен в эксплуатацию сравнительно недавно, на данный момент вероятность возникновения аварийного разлива нефтепродукта по вышеперечисленным причинам сравнительно невелика. Однако, с увеличением срока эксплуатации технологического оборудования, риск возникновения аварийных ситуаций данного типа резко возрастет. В связи с чем, для уменьшения соответствующего риска необходимо своевременное проведение экспертиз технического состояния технологического оборудования.

3.2.2 Причины аварий, связанные с ошибочными действиями персонала

1. Механическое повреждение заполненного резервуара при проведении ремонтных работ вблизи резервуара.
Для уменьшения соответствующего риска необходимо проводить обучение персонала.
2. К реализации рассматриваемого сценария может также привести разгерметизация трубопровода при условии проведения операций слива/налива.
Одной из причин данного события может стать несоблюдение технологического регламента при проведении операций слива/налива, проведении ремонтных работ и др.

3.2. 3 Причины аварий, связанные с внешними воздействиями природного и техногенного характера

1. Опасные геологические явления и процессы (оползни, карсты, землетрясения). Объект расположен в зоне, где оползневых и карстовых явлений не наблюдалось, а сейсмичность района составляет не более 6 балов. Исходя из этого, в проекте приняты соответствующие конструктивные решения, направленные на обеспечение прочности и жесткости фундаментов сооружений с учетом сейсмичности данного района. Вследствие чего, вероятность возникновения аварий, связанных с подземными геофизическими процессами, относительно невелика.
2. Агрессивное воздействие грунтовых вод. Согласно гидрогеологических характеристик площадки, по результатам инженерно-геологических изысканий, выполненных проектным институтом ОАО «Машпроект», подземные воды не агрессивны для бетонов и слабо агрессивны для арматуры железобетонных конструкций при периодическом смачивании. Максимальный уровень грунтовых вод может составлять 4.8 м. В связи с чем, вероятность возникновения аварийной ситуации в результате воздействия грунтовых вод относительно мала.
3. Ураганы. На данной территории возможно прохождение ураганов с частотой 0.02 год-1 и со скоростью ветра до 35 м/с. Воздействия ветра с данными характеристиками может привести к возникновению небольших вмятин, деформации трубопроводов, повреждениям запорной арматуры. В связи с чем, вероятность возникновения аварийных разливов при данном воздействии мала.

3.3 Метод построения «Дерева отказов»

Отметим, что признаком разлива бензина за пределы обвалования принято осуществление разлива в сторону ближайшей границы зоны обвалования, т.е. северо-западное, северное, восточное или юго-восточное направления разлива в круговом секторе протяженностью примерно 180?.
Методы деревьев отказов и событий позволяют учесть функциональные взаимосвязи элементов системы в виде логических схем, учитывающих взаимозависимость отказов элементов или групп элементов. В общем случае, как деревья отказов, так и деревья событий являются лишь наглядной иллюстрацией к простейшим вероятностным моделям. Однако они представляют значительный интерес для специалистов, связанных с эксплуатацией, обслуживанием и надзором технических объектов. Имея такую схему, специалист, даже не обладая основательными знаниями по теории вероятностей, может не только найти наиболее критический вариант развития событий, но и оценить ожидаемый риск, если соответствующее дерево событий или отказов дополнено статистическими данными.
Кроме того, на рынке коммерческих программ (не говоря о специализированных) уже давно имеются программные комплексы для автоматизированного построения деревьев отказов и деревьев событий сложных систем.
Дерево отказов (дерево аварий) представляет собой сложную графологическую структуру, лежащую в основе словесно–графического способа анализа возникновения аварии из последовательностей и комбинаций, и неисправностей, и отказов элементов системы.
С помощью анализа дерева отказов фактически делается попытка количественно выразить риск дедуктивным методом. Деревья отказов идентифицируют событие или ситуацию, создающие риск, после чего ставится вопрос: как могло возникнуть такое событие? Ответ заключается в том, что к такому событию могло привести множество путей. Практическая полезность дерева отказов зависит от тщательности оценки верхнего события. Большинство непосредственных причин верхних событий могут изучаться, как будто они сами являются верхними событиями. Теоретически такой анализ может проводиться очень детально на многих уровнях. Наиболее доступные для исследования причины – это отказы компонентов, по которым имеется достаточное количество статистических данных.
В этой связи наглядным примером в качестве элементов систем могут служить насосы и регулирующая аппаратура. Так, хотя отказ насоса и может служить верхним событием, вызванным такими причинами, как разрыв корпуса, разрушение подшипника и т.п., достаточное количество данных об отказах насосов может позволить рассматривать такой отказ как причину. В таком случае нет необходимости проводить дальнейший анализ для определения риска отказа.
Методика построения дерева отказа состоит из следующих этапов:
1. Определяют аварийное (предельно опасное, конечное) событие, которое образует вершину дерева. Данное событие четко формулируют, дают признаки его точного распознавания. Для объектов химической технологии, например, к таким событиям относятся разрыв аппарата, пожар, выход реакции из–под контроля и др. Если конечное событие сразу определить не удается, то производят прямой анализ работы объекта с учетом изменения состояния работоспособности, ошибок операторов и т.п. Перечисляют возможные отказы, рассматривают их комбинации, определяют последствия этих событий.
2. Используя стандартные символы событий и логические символы, дерево строят в соответствии со следующими правилами:

Таблица 2 - Стандартные символы событий и логические символы, применяемые при построении деревьев отказов
Вид элемента Наименования Описание
Схема И (совмещение) Выходной сигнал В появляется только тогда, когда поступают все входные сигналы Ai(А1 ? A2 ? …? An) => В
Схема ИЛИ (объединение) Выходной сигнал В появляется при поступлении любого одного или большего числа сигналов Ai(А1 ? A2 ? …? An) => В
Результирующее событие Результат конкретной комбинации отказов на входе логической схемы
Первичный отказ
Неполное событие Отказ (неисправность), причины которого выявлены не полностью, например из–за отсутствия информации

Конечное (аварийное) событие помещают вверху;

Дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию;
- последовательности событий образуются с помощью логических символов Я, ИЛИ и др.;
- событие над логическим символом помещают в прямоугольнике, а само событие описывают в этом прямоугольнике;
- первичные события (исходные причины) располагают снизу.
При построении дерева аварий события располагают по уровням. Главное (конечное) событие занимает верхний – 0–й уровень, ниже располагают события 1–го уровня (среди них могут быть и начальные), затем – 2–го уровня и т.д. Если на 1–м уровне содержится одно или несколько начальных событий, объединяемых логическим символом ИЛИ у то возможен непосредственный переход от начального события к аварии.
3. Определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию для построения дерева. Первичные и неразлагаемые события соединены с событием 0–го уровня маршрутами (ветвями). Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине; они называются аварийными сочетаниями.
4. Квалифицированные эксперты проверяют правильность построения дерева. Это позволяет исключить субъективные ошибки разработчика, повысить точность и полноту описания объекта и его действий.
5. Качественно и количественно исследуют дерево аварий с помощью выделенных минимальных аварийных сочетаний и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному и определении критических (наиболее опасных) путей, приводящих к аварии. При количеством исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течение задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам. При расчете вероятности возникновения аварии необходимо учитывать применяемые логические символы. Вероятность S(A) выходного события А при независимости входных событий А1, А2,..., Аn определяют по формулам:
при знаке И: , (10)
при знаке ИЛИ: , (11)
где S(Ai) – вероятность события Аi.

3.4 Метод построения «Дерева событий»

Набор обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее), ведущих к аварии, называется последовательностью аварии (или сценарием), которую можно проследить с помощью дерева событий. В отличие от структурных схем и деревьев отказов деревья событий имеют более полное физическое содержание. Если основным преимуществом деревьев отказов по сравнению с блок–схемами является учет причинно–следственной связи между отказами элементов, то деревья событий дают картину физических процессов, приводящих элементы и систему к критическим состояниям.
Анализ дерева событий может дать ответ на вопрос: какие аварийные ситуации могут возникнуть и какие вероятности этих событий? Ответы могу быть получены с помощью анализа потенциальных сценариев аварии. Последовательности потенциальных событий определяются начиная с исходного события и последующего анализа прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвращается. Полную картину риска от промышленного объекта дает анализ всех возможных последствий.
Дерево событий обычно рисуется слева направо и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой–либо системы или компонента. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями – ветвями, а каждый сценарий представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.
Определив все исходные события и организовав их в логическую последовательность, можно получить большое число (тысячи для АЭС) потенциальных сценариев аварии. С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят наибольший вклад в риск из–за их высокой вероятности или потенциального ущерба. Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию или эксплуатационные процедуры с учетом этих путей, обусловливающих наибольший вклад в суммарный риск. Методология дерева событий дает возможность:
- описать сценарии аварий с различными последствиями от различных исходных событий;
- определить взаимосвязь отказов систем с последствиями аварии;
- сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограничить его лишь логически значимыми авариями;
- идентифицировать верхние события для анализа дерева отказов.

Рисунок 1 – Схема построения дерева отказов "разлив бензина из резервуара в пределах обвалования".

3.5. Определение вероятностей возникновения аварийных ситуаций

Вначале рассмотрим определение вероятностей отказов нижнего уровня.
1) Пренебрегаем влиянием коррозионных явлений, т.е. принимаем 10-8.
2) Считаем, что ЭТС стенок резервуара проводилась в течении установленного срока с вероятностью 0.9, т.е. 0.1, 0.1.
3) Вероятность осуществления операций слива (налива) оценим по формуле
где 3000 м3 – (статический) объем резервуара, – годовой объем топлива, проходящего через резервуар. Величина может быть оценена следующим образом:
Здесь 6800 м3 – полный (статический) объем всех резервуаров на Объекте, – годовой объем топлива, проходящего через Объект, может быть найден через массовый годовой объем:
26050 т /
где 0.73 т/м3 – плотность бензина в жидкой фазе. Отсюда находим
26050/0.73=35685 м3,
35685?(3000/6800) = 15743 м3,
3000/15743 = 0.1906.
4) Вероятность разгерметизации 1 м трубопровода равна 4.5?10-6. Длина трубопровода в пределах зоны обвалования равна 10 м. Тогда
10-4.5 – 10-6=4.5?10-5.
5) Для суммарной вероятности разрушения стенки резервуара принимаем табличное значение
1.161?10-4.
6) Считаем риск повреждения резервуара из-за ремонтных работ пренебрежимо малым, 10-8.
7) Вероятность разрушения резервуара вследствие воздействия урагана. Согласно вышеизложенного принимаем 10-8.
8) Вероятность разлива не в направлении ближайшей границы обвалования равна 180?/360?=0.5.
9) Теперь перейдем к расчету вероятностей отказов более высоких уровней. Имеем
10-8?0.1=0.1?10-8,
0.1906?4.5?10-5=0.8577?10-5,
0.1?1.161?10-4=0.1161?10-4,
10-8+10-8=2?10-8,
2?10-8+0.1161?10-4=0.1163?10-4,
0.8577?10-5+0.1163?10-4=0.20207?10-4,
0.5?0.20207?10-4=0.10103?10-4,
0.1?10-8+0.10103?10-4=0.10104?10-4.
Вывод: По сценарию №1 построены деревья отказов. В результате полученных расчетов установлено, что вероятность развития аварийного сценария равна
1.0104?10-5.
Величина риска (R) определяется как произведение величины параметра, характеризующего тяжесть нежелательного события (U), на вероятность его наступления (Р), т. е. как математическое ожидание величины нежелательных последствий.
R=1.0104?10-5?0.431134=0.436?10-5

Заключение

Одним из основных способов защиты является своевременный и быстрый вывоз или вывод людей из опасной зоны, т.е. эвакуация. Вид эвакуации определяется видом, характером и условиями ЧС. Планомерная и экстренная эвакуации различаются временными рамками. Экстренная эвакуация вызывается быстротекущими процессами накопления негативных факторов в зоне ЧС или изначально высокими уровнями этих факторов.
В числе мероприятий по защите персонала предприятия, которые разрабатываются объектовой комиссией, указываются действия по эвакуации работающей смены, как при угрозе, так и при возникновении ЧС. Исходя из прогнозируемой возможности возникновения аварий, катастрофы или стихийного бедствия которые могут повлечь за собой человеческие жертвы, принести ущерб здоровью людей, нарушить условия их жизнедеятельности, намечаются следующие мероприятия и временные параметры по эвакуации:
- определяется вид эвакуации (планомерная или экстренная);
- производится расчёт рабочих и служащих, необходимых для проведения эвакуации;
- устанавливаются мероприятия по безаварийной остановке производства;
- намечаются схемы движения эвакуируемых из зоны ЧС к пунктам временного размещения и др.
Вопросы эвакуации для изучения включаются в тематику занятий с рабочими и служащими в системе ГО.
Организация эвакуации различна для персонала предприятия и для населения в городе, посёлке.
С учётом анализа и оценки ситуации руководитель объектовой комиссии по ЧС может принять одно из решений:
- провести эвакуацию внутри объекта;
- вывести персонал за пределы объекта;
- применить комбинированный метод.
В ходе выполнения курсового проекта был(а):
1. Проведена идентификация аварийных сценариев. Был выбран сценарий №1: разлив всего количества бензина из резервуара РВС-3000 в пределах обвалования.
2. Произведен анализ возможных причин возникновения аварийных ситуаций.
3. Подробно рассмотрены причины аварий в рамках конкретных аварийных сценариев.
4. Изучены основные показатели надежности и техногенного риска. Этими показателями являются: Безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
5. Изучены методы построения деревьев отказов и методы построения деревья событий.
6. По сценарию №1 построена схема дерева отказов. В результате расчетов установлена вероятность возникновения аварии.
11. Рассчитан риск промышленной аварии, величина которой составляет 0.436?10-5

Список использованной литературы

1. Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. М.: Безопасность, 1996. 427 с.
2. ГОСТ 27.002-89* «Надёжность в технике. Термины и определения»
3. ГОСТ12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
4. Гражданкин А.И., Печеркин А.С. О влиянии«управления комплексным риском» на рост угроз техногенного характера//Безопасность труда в промышленности. – 2004. – N03. С.38-42.
5. Гражданкин А.И. Оценка техногенного риска: техническое регулирование, стандартизация, критерии приемлемости//Безопасность труда в промышленности. – 2004. – N07. С.48-49.
6. Лисанов М.В. О техническом регулировании и критериях приемлемого риска//Безопасность труда в промышленности. – 2004. – N05. - С.11-14.
7. Махутов Н.А., Шокин Ю.И., Лепихин А.М., Москвичев В.В. Задачи механики катастроф и безопасности технических систем. Красноярск: Вычисл. Центр СО АН СССР, 1991. Препринт № 10.50 с.
8. Потапов Б.В., Радаев Н.Н. Экономика природного и технического рисков. М.: ФИД «Деловой экспресс», 2001. 513 с.
9. РД08-120-96 «Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов». М.: Госгортехнадзор России, 1996.
10. Техногенный риск: Анализ и оценка: учебное пособие для вузов,- м.: ИКЦ «Академкнига», 2004.-118 с.
11. Хенли Э.Дж., Кумамото Х. Надежность технических систем и оценка риск Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984.528 с.
12. Шахраманьян М.А., Акимов В.А., Козлов К.А. Оценка природной и технической безопасности России: Теория и практика. М.: ФИД «Деловой экспресс», 1998. 218 с.

Скачать курсовую: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Риск — это возможность возникновения неблагоприятной ситуации или неудачного исхода производственно-хозяйственной или какой-либо другой деятельности.

Неблагоприятной ситуацией или неудачным исходом при этом могут быть:

упущенная выгода;
убыток (потеря собственных средств);
отсутствие результата (ни прибыли, ни убытка);
недополучение дохода или прибыли;
событие, которое может привести к убыткам или недополучению доходов в будущем.

Основные характеристики рисков

Экономическая природа. Риск характеризуется как экономическая категория, занимая определённое место в системе экономических понятий, связанных с осуществлением хозяйственного процесса предприятия. Он проявляется в сфере экономической деятельности предприятия, прямо связан с формированием его прибыли и часто характеризуется возможными экономическими последствиями в процессе осуществления .

Объективность проявления. Риск является объективным явлением в деятельности предприятия, т.е. сопровождает всё и все направления его деятельности. Несмотря на то что ряд параметров риска зависит от субъективных управленческих решений, объективная природа его проявления остаётся неизменной.

Вероятность возникновения. Она проявляется в том, что рисковое событие может произойти, а может и не произойти в процессе осуществления финансово-хозяйственной деятельности предприятия. Степень этой вероятности определяется действием и объективных, и субъективных факторов, однако вероятностная природа финансового риска является постоянной его характеристикой.

Неопределённость последствий. Последствия осуществления финансово-хозяйственной операции зависят от вида риска и могут колебаться в довольно значительном диапазоне. Иными словами, риск может сопровождаться как финансовыми потерями для предприятия, так и формированием дополнительных его доходов. Эта характеристика риска означает недетерминируемость (отсутствие закономерности в появлении) его финансовых результатов, в первую очередь уровня доходности осуществляемых операций.

Ожидаемая неблагоприятность последствий. Хотя последствия проявления риска могут характеризоваться как негативными, так и позитивными показателями результативности финансово-хозяйственной деятельности, риск в хозяйственной практике характеризуется и измеряется уровнем возможных неблагоприятных последствий. Это связано с тем, что ряд последствий риска определяет потерю не только дохода, но и капитала предприятия, что приводит его к банкротству (т. е. к необратимым негативным последствиям для его деятельности).

Вариабельность уровня. Уровень риска, характерный для той или иной операции или для определённого направления деятельности предприятия, не является неизменным. Он изменяется во времени (зависит от продолжительности осуществления операции, так как фактор времени оказывает самостоятельное воздействие на уровень риска, проявляемое через уровень ликвидности вкладываемых финансовых средств, неопределённость движения ставки ссудного процента на и т.п.) и под воздействием других объективных и субъективных факторов, которые находятся в постоянной динамике.

Субъективность оценки. Несмотря на то что риск как экономическое явление имеет объективную природу, его оценочный показатель — уровень риска — носит субъективный характер. Эта субъективность (неравнозначность оценки данного объективного явления) определяется различным уровнем полноты и достоверности информационной базы, квалификации финансовых менеджеров, их опыта в сфере риск-менеджмента и другими факторами.

Классификация рисков

Виды рисков по роду опасности:

Техногенные риски — это риски, связанные с хозяйственной деятельностью человека (например, загрязнение окружающей среды).
Природные риски — это риски, не зависящие от деятельности человека (например, землетрясение).
Смешанные риски — это риски, представляющие собой события , но связанные с хозяйственной деятельностью человека (например, оползень, связанный со строительными работами).

Виды рисков по сферам проявления:

Политические риски — это риски прямых убытков и потерь или недополучения прибыли из-за неблагоприятных изменений политической ситуации в государстве или действий местной власти.
Социальные риски — это риски, связанные с социальными кризисами.
Экологические риски — это риски, связанные с вероятностью наступления гражданской ответственности за нанесение ущерба окружающей среде, а также жизни и здоровью третьих лиц.
Коммерческие риски — это риски экономических потерь, возникающие в любой коммерческой, производственно- хозяйственной деятельности. В состав коммерческих рисков включают финансовые риски (связанные с осуществлением финансовых операций) и производственные риски (связанные с производством продукции (работ, услуг), осуществлением любых видов производственной деятельности).
Профессиональные риски — это риски, связанные с выполнением профессиональных обязанностей (например, риски, связанные с профессиональной деятельностью врачей, нотариусов и т.д.).

Виды рисков по возможности предвидения:

Прогнозируемые риски — это риски, которые связаны с циклическим развитием экономики, сменой стадий конъюнктуры финансового рынка, предсказуемым развитием конкуренции и т.п. Предсказуемость рисков носит относительный характер, так как прогнозирование со 100%-ным результатом исключает рассматриваемое явление из категории рисков. Например, инфляционный риск, процентный риск и некоторые другие их виды.
Непрогнозируемые риски — это риски, отличающиеся полной непредсказуемостью проявления. Например, форс- мажорные риски, налоговый риск и др.

Соответственно этому классификационному признаку риски подразделяются также на регулируемые и нерегулируемые в рамках предприятия.

Виды рисков по источникам возникновения:

Внешний (систематический или рыночный) риск — это риск, не зависящий от деятельности предприятия. Этот риск возникает при смене отдельных стадий экономического цикла, изменении конъюнктуры финансового рынка и в ряде других случаев, на которые предприятие в своей деятельности повлиять не может. К этой группе рисков могут быть отнесены инфляционный риск, процентный риск, валютный риск, налоговый риск.
Внутренний (несистематический или специфический) риск — это риск, зависящий от деятельности конкретного предприятия. Он может быть связан с неквалифицированным финансовым менеджментом, неэффективной структурой активов и капитала, чрезмерной приверженностью к рисковым (агрессивным) операциям с высокой нормой прибыли, недооценкой хозяйственных партнёров и другими факторами, отрицательные последствия которых в значительной мере можно предотвратить за счёт эффективного управления рисками.

Виды рисков по размеру возможного ущерба:

Допустимый риск — это риск, потери по которому не превышают расчётной суммы прибыли по осуществляемой операции.
Критический риск — это риск, потери по которому не превышают расчётной суммы валового дохода по осуществляемой операции.
Катастрофический риск — это риск, потери по которому определяются частичной или полной утратой собственного капитала (может сопровождаться утратой заёмного капитала).

Виды рисков по комплексности исследования:

Простой риск характеризует вид риска, который не расчленяется на отдельные его подвиды. Например, инфляционный риск.
Сложный риск характеризует вид риска, который состоит из комплекса подвидов. Например, инвестиционный риск (риск инвестиционного проекта и риск конкретного финансового инструмента).

Виды рисков по финансовым последствиям:

Риск, влекущий только экономические потери, несёт только отрицательные последствия (потеря дохода или капитала).
Риск, влекущий упущенную выгоду, характеризует ситуацию, когда предприятие в силу сложившихся объективных и субъективных причин не может осуществить запланированную операцию (например, при снижении кредитного рейтинга предприятие не может получить необходимый кредит).
Риск, влекущий как экономические потери, так и дополнительные доходы («спекулятивный финансовый риск»), присущ, как правило, спекулятивным финансовым операциям (например, риск реализации реального инвестиционного проекта, доходность которого в эксплуатационной стадии может быть ниже или выше расчётного уровня).

Виды рисков по характеру проявления во времени:

Постоянный риск характерен для всего периода осуществления операции и связан с действием постоянных факторов. Например, процентный риск, валютный риск и т. п.
Временный риск характеризует риск, носящий перманентный характер, возникающий лишь на отдельных этапах осуществления финансовой операции. Например, риск неплатёжеспособности предприятия.

Виды рисков по возможности страхования:

Страхуемые риски — это риски, которые могут быть переданы в порядке внешнего страхования соответствующим страховым организациям.
Нестрахуемые риски — это риски, по которым отсутствует предложение соответствующих страховых продуктов на страховом рынке.

Состав рисков этих рассматриваемых двух групп очень подвижен и связан не только с возможностью их прогнозирования, но и с эффективностью осуществления отдельных видов страховых операций в конкретных экономических условиях при сложившихся формах государственного регулирования страховой деятельности.

Виды рисков по частоте реализации:

Высокие риски — это риски, для которых характерна высокая частота наступления ущерба.
Средние риски — это риски, для которых характерна средняя частота нанесения ущерба.
Малые риски — это риски, для которых характерна малая вероятность наступления ущерба.

Транскрипт

1 Н.Н. Чура Техногенный риск Под редакцией В.А. Девисилова Рекомендовано УМО вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Безопасность жизнедеятельности», «Защита окружающей среды» КНОРУС МОСКВА 2017

2 УДК (075.8) ББК Ч-93 Рецензенты: В. А. Акимов, вице-президент Общероссийской общественной организации «Российское научное общество анализа риска», заведующий кафедрой «Природная и техногенная безопасность и управление риском» МАТИ РГТУ им. К. Э. Циолковского, д-р техн. наук, проф., В. А. Туркин, нач. кафедры «Химия и экология» МГА им. адм. Ф. Ф. Ушакова, д-р техн. наук, проф. Чура Н.Н. Ч-93 Техногенный риск: учебное пособие / Н.Н. Чура; под ред. В. А. Девисилова. М. : КНОРУС, с. ISBN Рассмотрены и проанализированы вопросы опасностей и безопасности в техносфере, а также техногенного риска. Выполнен анализ структуры оценки риска и его составляющих вероятностной (частоты возникновения аварий) и последствий. Учтены изменения и дополнения существующих законодательных и нормативных положений в области техносферной безопасности и оценки риска. Основное внимание уделено методам количественных оценок техногенного риска и его показателей: индивидуального, потенциального, коллективного, социального, технического и экологического риска. Приводятся краткие (упрощенные) методики расчета показателей техногенного риска и примеры расчета. Для студентов бакалавриата по направлению подготовки «Техносферная безопасность», а также студентов специальности «Инженерная защита окружающей среды» и других специальностей политехнического университетского образования. Может быть полезно специалистам, занимающимся вопросами промышленной безопасности, риск-анализа и управления в кризисных ситуациях. УДК (075.8) ББК Чура Николай Николаевич техногенный риск Сертификат соответствия РОСС RU.АГ51.Н03820 от Изд Формат 60 90/16. Гарнитура «NewtonC». Печать офсетная. Усл. печ. л. 17,5. Уч.-изд. л. 12,9. ООО «Издательство «КноРус» , г. Москва, ул. Кедрова, д. 14, корп. 2. Тел.: Отпечатано в ООО «Контакт» , г. Москва, проезд Подбельского 4-й, дом 3. ISBN Чура Н.Н., 2017 ООО «Издательство «КноРус», 2017

3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК 1.1. Основные понятия и определения теории безопасности и риска Безопасность и развитие общества в концепциях риска Характеристики и классификация опасностей Характеристики безопасности Реализация опасностей в техносфере. Опасные техногенные события (аварии, катастрофы, чрезвычайные ситуации) Методы оценки уровня безопасности Основные положения государственного регулирования в области техносферной безопасности Контрольные вопросы и задания Глава 2. ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОМ РИСКЕ 2.1. Общие сведения Экология как объект изучения и субъект безопасности Безопасность экосистем Основные техногенные угрозы экологической безопасности в России Оценка риска для здоровья человека и экологического риска Последствия (ущерб, вред) как составляющая экологического риска Контрольные вопросы и задания Глава 3. СТРУКТУРА И КРИТЕРИИ РИСКА 3.1. Понятие, происхождение и назначение риска Общее содержание и структура риска Стохастический характер риска Вероятностные показатели в структуре оценки риска Связь вероятности и частоты в структуре оценки риска Классификация рисков Контрольные вопросы и задания Глава 4. РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА 4.1. Общие сведения Индивидуальный и потенциальный риски Индивидуальный риск

4 4 ОГЛАВЛЕНИЕ Потенциальный риск Приемлемый индивидуальный риск Коллективный риск Социальный риск Признаки социального риска Показатели социального риска Приемлемый социальный риск Технический (материальный) риск Экологический риск Контрольные вопросы и задания Глава 5. ОСНОВЫ МЕТОДОЛОГИИ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА РИСКА 5.1. Общие сведения Основные этапы методологии и методики анализа риска Концепции и характеристики методов оценки рисков Методы экспертных оценок. Метод Делфи Методы проверочного листа, контрольных карт и «Что будет, если. » Анализ опасности и работоспособности Анализ вида и последствий отказа Анализ вида, последствий и критичности отказа Дерево отказов Дерево событий Контрольные вопросы и задания Глава 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ РИСКА 6.1. Общие сведения Механизм определения последствий аварии Определение последствий воздействия поражающих факторов вероятностными методами (пробит-функция) Методы оценки ущерба Виды и классификация ущерба Структура определения ущерба Обоснование мер, направленных на снижение ущерба (меры инженерной защиты окружающей среды) Оценка эколого-экономических последствий загрязнения природной среды нефтью и нефтепродуктами (методика и пример расчета) Оценка количества нефти, вылившейся вследствие аварии Оценка масштаба и степени загрязнения

5 Оглавление Критерии оценки экологических последствий и предварительные рекомендации по выбору мероприятий по восстановлению земель Анализ эколого-экономических последствий загрязнения компонентов природной среды Обоснование целесообразности и оптимальных решений по проведению рекультивации земель Оценка количества пострадавших при авариях и чрезвычайных ситуациях техногенного характера (методика и пример расчета) Контрольные вопросы и задания ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

6 ВВЕДЕНИЕ Все то, что достигнуто человечеством, связано с его развитием, а темпы роста полученных результатов в новейшей истории, безусловно, впечатляют. Колоссальные потоки материальных ресурсов, энергии и информации изменили среду обитания, создав полуискусственную техносферу, незаметно и постоянно отклоняя ее от естественных для человека условий. Новая среда жизнедеятельности (более активного поведения), удобно обустроенная за счет использования и изменения природного компонента, принесла и новые опасности. Мощный природоизменяющий потенциал развития человечества (сырье, энергия, продукты переработки), созданный в исторически кратчайшие сроки, имея высокие локальные концентрации и не имея при этом надежной изоляции от окружающей среды и адекватных мер противодействия сопутствующим опасностям, превратил их в угрозы, реализованные в конкретные аварии, и аварии, перерастающие в катастрофы. В соответствии с принятой классификацией и согласно статистике МЧС России, девять из десяти чрезвычайных ситуаций (ЧС), происходящих в последние годы, составляют техногенные, т. е. порожденные техникой. За 2009 г. в результате техногенных ЧС на территории Российской Федерации погибло 684 человека, что составляет 93 % от общего числа жертв ЧС всех видов и источников, включая природные, биолого-социальные и теракты. Результат ускоренных темпов развития техноприродных комплексов и созданных на их базе высоких технологий, с учетом его оборотной (отрицательной) стороны, показал существенное отставание в развитии социальной сферы. Социосфера здесь представляется как согласованное поведение людей, их социальная организация, которая реализуется через нормы поведения (правила, законы, традиции), приобретенные и умноженные знания (науку), практику поведения (политику). Кроме своей организации человек ничего или почти ничего не может противопоставить катастрофам и стихийным бедствиям . Развитие общества потребовало и требует внедрения инноваций, объем которых стал угрозой безопасности. Обострение дилеммы «безопасность развитие» как ситуации, при которой выбор одного из двух, по своей сути, противоположных решений одинаково затруднителен, пока не принесло ощутимых ограничений в развитии и потреблении общества. В то же время количество техногенных аварий и катастроф

7 Введение 7 остается высоким. При этом в основе их также социальные причины: коллективы конструкторов, изготовителей и управленцев технических систем, являющихся частью общества; нехватка значительных материальных и общественных ресурсов для ускоренной замены большей части основных фондов производства, транспорта и коммунального хозяйства, имеющих критический износ; разумные, казалось бы, цели развития решение социально значимых задач. Последствия происходящих техногенных аварий и катастроф при этом возрастают, приобретая новые формы и представляя угрозу все большему количеству людей, инфраструктуре и природной среде. В обиходе появились новые понятия: «социальная медицина», «медицина катастроф», «центр оказания психологической помощи», за которыми стоят организации, призванные оказывать помощь пострадавшим. Таким образом, ситуация, сложившаяся на современном этапе развития, потребовала принятия эффективных мер управления процессом обеспечения безопасности человека, общества и природы (ключевая проблема), одной из организационных форм решения которой явилась концепция приемлемого риска. Сразу же постараемся акцентировать внимание читателя на верном понимании проблемы. Безопасность является желаемым состоянием человека или желаемым свойством объекта, от которого исходит (может исходить) опасность. Риск же служит мерой этого состояния (или свойства), разумеется, в своем количественном или ином выражении. Приемлемость риска, т. е. непревышение его расчетной величиной допустимых значений, может являться подтверждением достаточности уровня безопасности (она всегда относительна). Важным на этом этапе является установление допустимых значений показателей риска, что получило название «нормирование риска». На данной основе сопоставлением расчетных значений риска с нормативами выполняется процедура анализа риска. Уже имеются показатели допустимого индивидуального и социального пожарного риска одного из видов техногенного риска, установленные на законодательном уровне. Этимология (происхождение) понятия «риск», о котором речь идет дальше, это не только пояснение его первоначального смысла, но и его сущность, и исторически предназначенная роль. Таким образом, роль риска обусловлена социальным заказом и может быть кратко сформулирована в виде «предвидеть и предотвратить» или, по крайней мере, предупредить общество о возможных последствиях его деятельности.

8 8 ВВЕДЕНИЕ В первой части дисциплины «Надежность технических систем и техногенный риск» рассматриваются положения теории надежности, которая имеет в настоящее время достаточно хорошо отлаженный понятийный и исследовательский аппарат. В теоретических основах надежности разработаны способы ее количественного измерения, позволяющие решать практические задачи определения вероятности безотказной работы, наработки на отказ, интенсивности отказов и других показателей надежности. В прикладных целях рассматриваются свойства и эффективность различных методов расчета, испытаний и повышения надежности простых объектов и технических систем сложной структуры, восстанавливаемых и невосстанавливаемых, резервируемых и нерезервируемых. Основная категория, рассматриваемая во второй части учебной дисциплины и в данном учебном пособии, безопасность (риск лишь ее мера), является тесно связанной с надежностью. Однако центральное понятие, которым оперирует теория надежности, отказ (переход объекта из работоспособного состояния в неработоспособное), не учитывает дальнейшего развития событий, т. е. последствий отказов, с точки зрения их опасности для окружающей среды. Теория вероятностей и математическая статистика, составляющие основу математического аппарата теории надежности, а также основные свойства и показатели надежности имеют большое значение и широко используются в методологии оценки и анализа риска. В исследованиях техносферной безопасности и техногенного риска, а также в практической деятельности в области техносферной безопасности основным событием является событие-авария, имеющее различные отраслевые определения. Возможными причинами возникновения аварий могут быть не только отказы технических или иных систем, включая человеческий фактор, но и внешние воздействия. Анализ источников произошедших ЧС, а также статистики аварийности технических объектов различных конструкций и назначения позволяет в целом классифицировать основные группы причин возникновения аварий: внешние причины ошибки проекта, его привязки к территории; низкий уровень организации работ; человеческий фактор (ошибки обслуживающего персонала); воздействия извне не только техногенного, но и природного характера, способные инициировать крупные катастрофы; воздействия, источники которых носят социальный характер (несанкционированные действия и теракты);

9 Введение 9 внутренние причины отказы оборудования (его элементов и систем) вследствие физического износа, коррозии, механических повреждений, температурных деформаций, усталости материалов; неконтролируемые отклонения технологического процесса; дефекты конструкций (раковины, дефекты в сварных соединениях); прекращения подачи энергоресурсов; некачественные строительно-монтажные, ремонтные работы и т. д. Оценка техногенного риска (называемого так по источнику возникновения) состоит в нахождении частоты (или вероятности) возникновения события-аварии и его последствий, определяемых воздействием поражающих факторов на объекты окружающей среды. При прогнозировании риска, т. е. определении будущих состояний объектов защиты существующими методами, уровень последствий расчетных событий в общем случае также имеет вероятностный характер. Математическое ожидание ущерба (потерь) это одно из универсальных определений термина «риск», которое можно встретить в различных сферах его приложения. Негативные последствия имеют не только аварии, но и, к примеру, загрязнения окружающей среды неаварийного, т. е. постоянного или систематического характера в результате «нормальной» эксплуатации технических объектов. Риск воздействия такого рода загрязнений также подлежит оценке. Фактор последствий воздействия на человека и компоненты среды обитания природной среды (воздух, земли, водные объекты и биоресурсы) и технические объекты (здания, сооружения и т. д.) оценивается показателями риска, такими, как индивидуальный риск, социальный, экологический, технический и др. В каждом из случаев оценка последствий является сложной задачей ввиду значительного их разнообразия, сложности математического описания (формализации) и недостаточности информации о реакции на воздействия. Знания и компетенции в области техногенного риска: определение источников опасностей и возможных последствий, идентификация и ранжирование рисков, методов расчета, анализа и менеджмента рисков, определение зон повышенного техногенного риска востребованы в различных сферах практической и научной деятельности, основными из которых являются: область техносферной безопасности, в том числе промышленной, пожарной и безопасности в ЧС, а также профессиональный риск и риск с последствиями для персонала предприятий, населения и территорий; это центральная область (включая военнопромышленный комплекс и объекты использования атомной

10 10 ВВЕДЕНИЕ энергии), где идеология и методология техногенного риска получила свое первоначальное обоснование и развитие; оценка влияния на здоровье человека различных факторов окружающей, в том числе производственной среды, включая расчеты, соответствующие нормативным и методическим документам системы здравоохранения и жизнеобеспечения населения; страхование рисков, цель которого заключается в защите прав и интересов граждан и юридических лиц и достигается за счет перераспределения рисков (финансовое обеспечение ответственности); величина риска в этом случае переходит из разряда случайных событий в юридически обоснованное условие, составляющее норму договорно-страхового права; экологическая деятельность, предметная направленность и пер- спективы которой напрямую связаны и зависят от риска техногенного воздействия на природные сообщества и компоненты. В молодой и интенсивно развивающейся науке о рисках (иногда ее называют рискологией) много нерешенных вопросов, а также интересных и перспективных задач. Часть из них связана с оценкой и прогнозированием экологического риска, где объектом воздействия (и защиты) является природная среда. Здесь риск как инструмент исследования и как мера оценки уровня безопасности направлен на анализ техногенных воздействий, которым подвергается самый уязвимый и поэтому труднопрогнозируемый живой компонент. Аспекты этой проблемы, от которой зависит безопасность жизни человека и мира природы, ждут своей очереди для решения профессионально подготовленными специалистами нового поколения.

Риск техногенный

EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010

Смотреть что такое «Риск техногенный» в других словарях:

Техногенный и экологический риск - см. Риск техногенный и экологический. EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

Риск природный - вероятная мера соответствующей природной опасности, установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за определенное времяили потенциальная возможность такого протекания природных процессов, которые оказывают негативное влияние на… … Словарь черезвычайных ситуаций

Проблемы анализа риска - «Проблемы анализа риска» Обложка журнала Специализация: Научно практический журнал … Википедия

источник - 3.18 источник (source): Объект или деятельность с потенциальными последствиями. Примечание Применительно к безопасности источник представляет собой опасность (см. ИСО/МЭК Руководство 51). [ИСО/МЭК Руководство 73:2002, пункт 3.1.5] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52551-2006: Системы охраны и безопасности. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 52551 2006: Системы охраны и безопасности. Термины и определения оригинал документа: 2.2.1 безопасность: Состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз (по… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СП 2.6.1.799-99: Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности - Терминология СП 2.6.1.799 99: Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности: 3.1. Авария радиационная проектная авария, для которой проектом определены исходные и конечные состояния радиационной обстановки и предусмотрены… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Рекомендации: Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы - Терминология Рекомендации: Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы: Износ физический Свойство строительного объекта и его элементов (конструкций, систем) утрачивать в процессе эксплуатации способность к выполнению… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

НРБ 99/2009: Нормы радиационной безопасности - Терминология НРБ 99/2009: Нормы радиационной безопасности: 1. Авария радиационная потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СанПиН 2.6.1.2523-09: Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) - Терминология СанПиН 2.6.1.2523 09: Нормы радиационной безопасности (НРБ 99/2009): 1. Авария радиационная потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала) … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 2.2./2.6.1.1195-03: - Терминология Р 2.2./2.6.1.1195 03: : 1. Доза максимальная потенциальная максимальная индивидуальная эффективная (эквивалентная) доза облучения, которая может быть получена за календарный год при работе с источниками ионизирующих излучений в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Надежность и безопасность технических систем. Учебное пособие

Министерство образования Российской Федерации

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Ветошкин А.Г., Марунин В.И. НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. /Под ред. доктора технических наук, профессора, академика МАНЭБ А.Г.Ветошкина – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2002. — 129 с.: ил., библиогр.

Рассмотрены основные положения теории надежности технических систем и техногенного риска. Приведены математические формулировки, используемые при оценке и расчете основных свойств и параметров надежности технических объектов, рассмотрены элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет, сформулированы основные методы повышения надежности и примеры использования теории надежности для оценки безопасности человеко-машинных систем.

Рассмотрена методология анализа и оценки техногенного риска, приведены основные качественные и количественные методы оценки риска, методология оценки надежности, безопасности и риска с использованием логико-графических методов анализа, критерии приемлемого риска, принципы управления риском, рассмотрены примеры использования концепции риска в инженерной практике.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Пензенского государственного университета и предназначено для студентов специальности 330200 «Инженерная защита окружающей среды» и для студентов инженерных специальностей, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности».

Кафедра «Инженерная экология» Пензенской государственной архитектурностроительной академии (зав. кафедрой доктор технических наук, профессор О.П.Сидельникова.).

Кандидат технических наук, профессор, академик МАНЭБ В.В.Арбузов (Пензенский филиал Международного независимого эколого-политологического университета.)

Издательство ПГУ А.Г.Ветошкин, В.И.Марунин

Государственная политика в области экологической и промышленной безопасности и новые концепции обеспечения безопасности и безаварийности производственных процессов на объектах экономики, диктуемые Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ, Федеральным законом «О радиационной безопасности населения» от 09.01.96 г. №3-ФЗ, Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.99 г. №52-ФЗ, Федеральным законом «Об использовании атомной энергии» от 21.11.95 г. №170-ФЗ, Федеральным законом «Об охране окружающей среды» от 10.01.02 г. №7-ФЗ, предусматривают, в первую очередь, объективную оценку опасностей и позволяют наметить пути борьбы с ними.

Экологическая и техногенная безопасность – состояние действительности, при котором с определенной вероятностью исключено проявление опасности.

Опасная ситуация возникает при нахождении человека в опасной зоне, т.е. в пространстве, где постоянно, периодически или эпизодически возникают опасности, обусловленные опасными или вредными факторами. Опасные ситуации реализуются вследствие совокупности причин, обусловливающих воздействие опасных или (и) вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья.

По данным Генерального секретаря ООН, за последние 30 лет ущерб, нанесенный техногенными катастрофами, увеличился в три раза и достигает 200 млрд. долл. США в год. В России совокупный годовой материальный ущерб от техногенных аварий, включая затраты на их ликвидацию, превышает 40 млрд. руб.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это совокупность событий и опасностей, внезапно нарушающих сложившиеся условия жизнедеятельности, создающих угрозу жизни и здоровью людей, среде их обитания, элементам техносферы. Техногенная чрезвычайная ситуация (техногенная ЧС) — состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Каждую чрезвычайную ситуацию можно рассматривать как крупномасштабную опасную ситуацию, создающую угрозу одновременно большому числу людей и объектам техносферы. Стадии зарождения и развития чрезвычайной ситуации протекают, как правило, скрытно и связаны с накоплением разрушительного потенциала. На кульминационной стадии образуется множество опасных и вредных факторов, объединяемых в один или несколько поражающих факторов.

Чрезвычайные ситуации (ЧС) возникают как при стихийных явлениях природного характера, так и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, транспорту.

Возникновение ЧС в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо- и водопроводов, систем теплоснабжения и т.п.).

ЧС возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, нагретых жидкостей. Следствием этих нарушений являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

— отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации;

— ошибочные действия операторов технических систем;

— концентрации различных производств в промышленных зонах;

— высокий энергетический уровень технических систем;

— внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.

Анализ совокупности негативных факторов, действующих в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью.

Под термином “опасность” понимается ситуация в окружающей природной или производственной среде, в которой при определённых условиях возможно возникновение нежелательных событий или процессов (опасных факторов), воздействие которых на окружающую среду и человека может привести к одному или совокупности из следующих последствий:

— аварии или катастрофы в техносфере;

— ухудшение состояния окружающей среды;

— отклонение здоровья человека от среднестатистического значения.

Оценка опасности различных производственных объектов заключается в определении возникновения возможных чрезвычайных ситуаций, разрушительных воздействий пожаров и взрывов на эти объекты, а также воздействия опасных факторов пожаров и взрывов на людей. Оценка этих опасных воздействий на стадии проектирования объектов осуществляется на основе нормативных требований, разработанных с учетом наиболее опасных условий протекания чрезвычайных ситуаций и проявления их негативных факторов, утечек и проливов опасных химических веществ, пожаров и взрывов, т.е. с учетом аварийной ситуации.

Как естественные, так и техногенные опасности носят потенциальный, т.е. скрытый характер. Количественной мерой опасности является риск, т.е. частота реализации опасности. Риск выражает возможную опасность, вероятность нежелательного события.

Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализ последствий и их сочетание. В случае, когда последствия неизвестны, то под риском понимают вероятность наступления определенного сочетания нежелательных событий. Техногенный риск включает как вероятность чрезвычайной ситуации, так и величину ее последствий, оцениваемых величиной ущерба.

Таким образом, термин “опасность” описывает возможность осуществления некоторых условий технического, природного и социального характера, при наличии которых могут наступить интересующие нас неблагоприятные события и процессы, например, природные катастрофы или бедствия, аварии на промышленных предприятиях,

экономические или социальные кризисы. Следовательно, “опасность” – это ситуация, постоянно присутствующая в окружающей среде и способная при определённых условиях привести к реализации в окружающей среде нежелательного события – возникновению опасного фактора. Соответственно реализация опасности – это обычно случайное явление, и возникновение опасного фактора характеризуется вероятностью явления.

Безопасность – состояние защищённости отдельных лиц, общества и природной среды от чрезмерной опасности.

В качестве единиц измерения безопасности предлагается использовать показатели, характеризующие состояние здоровья человека и состояние (качество) окружающей среды. Соответственно, целью процесса обеспечения безопасности является достижение максимально благоприятных показателей здоровья человека и высокого качества окружающей среды.

1. Основные понятия надежности технических систем

Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем.

С развитием и усложнением техники углубилась и развивалась проблема ее надежности. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности – являются предметом исследований надежности.

Если в результате анализа требуется определить параметры, характеризующие безопасность, необходимо в дополнение к отказам оборудования и нарушениям работоспособности системы рассмотреть возможность повреждений самого оборудования или вызываемых ими других повреждений. Если на этой стадии анализа безопасности предполагается возможность отказов в системе, то проводится анализ риска для того, чтобы определить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудованию, и последствий для людей, находящихся вблизи него.

Наука о надежности является комплексной наукой и развивается в тесном взаимодействии с другими науками, такими как физика, химия, математика и др., что особенно наглядно проявляется при определении надежности систем большого масштаба и сложности.

При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты - изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами. Чем меньше надежность машин, тем большие партии их приходится изготовлять, что приводит к перерасходу металла, росту производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию.

Надежность объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем показателям - безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.

Безотказность - свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно

для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей. Безотказность свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования, в том числе, при хранении и транспортировке.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

В отличие от безотказности долговечность характеризуется продолжительностью работы объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для восстановления его работоспособности в плановых и неплановых ремонтах и при техническом обслуживании.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Важность ремонтопригодности технических систем определяется огромными затратами на ремонт машин.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования. Практическая роль этого свойства велика для деталей, узлов и механизмов, находящихся на хранении в комплекте запасных принадлежностей.

Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т.д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т.д.).

Надежность объекта характеризуется следующими состояниями: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.

Исправное состояние - такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Исправное изделие обязательно работоспособно.

Неисправное состояние - такое состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности, приводящие к отказам. Например, повреждение окраски автомобиля означает его неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен.

Работоспособным состоянием называют такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное изделие является одновременно неисправным.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические).

Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.

Неслучайные отказы - это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия).

По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

2. Показатели надежности технических систем

Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, составляющих его надежность. К таким характеристикам относят, например, временные понятия - наработку, наработку до отказа, наработку между отказами, ресурс, срок службы, время восстановления. Значения этих показателей получают по результатам испытаний или эксплуатации.

По восстанавливаемости изделий показатели надежности подразделяют на пока-

затели для восстанавливаемых изделий и показатели невосстанавливаемых изделий.

Применяются также комплексные показатели. Надежность изделий, в зависимости от их назначения, можно оценивать, используя либо часть показателей надежности, либо все показатели.

— вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает;

— средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа;

— средняя наработка на отказ - отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки;

— интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям.

Количественные показатели долговечности восстанавливаемых изделий делятся на 2 группы.

1. Показатели, связанные со сроком службы изделия:

— срок службы - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние;

— средний срок службы - математическое ожидание срока службы;

— срок службы до первого капитального ремонта агрегата или узла – это про-

должительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;

— срок службы между капитальными ремонтами, зависящий преимущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восстановлен их ресурс;

— суммарный срок службы – это календарная продолжительность работы технической системы от начала эксплуатации до выбраковки с учетом времени работы после ремонта;

— гамма-процентный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью γ , выраженной в процентах.

Показатели долговечности, выраженные в календарном времени работы, позволяют непосредственно использовать их в планировании сроков организации ремонтов, поставки запасных частей, сроков замены оборудования. Недостаток этих показателей заключается в том, что они не позволяют учитывать интенсивность использования оборудования.

2. Показатели, связанные с ресурсом изделия:

— ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние.

— средний ресурс - математическое ожидание ресурса; для технических систем в качестве критерия долговечности используют технический ресурс;

— назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния;

— гамма-процентный ресурс - суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ , выраженной в процентах.

Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. В качестве меры продолжительности эксплуатации может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта (для самолетов и авиационных двигателей естественной мерой ресурса служит налет в часах, для автомобилей – пробег в километрах, для прокатных станов – масса прокатанного металл в тоннах. Если наработку измерять числом производственных циклов, то ресурс будет принимать дискретные значения.

Комплексные показатели надежности.

Показателем, определяющим долговечность системы, объекта, машины, может служить коэффициент технического использования.

Коэффициент технического использования - отношение математического ожи-

дания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и всех простоев для ремонта и технического обслуживания:

Коэффициент технического использования, взятый за период между плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, называется коэффициентом готовности, ко-

торый оценивает непредусмотренные остановки машины и что плановые ремонты и мероприятия по техническому обслуживанию не полностью выполняют свою роль.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Физический смысл коэффициента готовности — это вероятность того, что в прогнозируемый момент времени изделие будет исправно, т.е. оно не будет находиться во внеплановом ремонте.

Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект ока-

жется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Классификация показателей. В зависимости от способа получения показатели подразделяют на расчетные, получаемые расчетными методами; экспериментальные, определяемые по данным испытаний; эксплуатационные, получаемые по данным эксплуатации.

В зависимости от области использования различают показатели надежности нормативные и оценочные.

Нормативными называют показатели надежности, регламентированные в нор- мативно-технической или конструкторской документации.

К оценочным относят фактические значения показателей надежности опытных образцов и серийной продукции, получаемые по результатам испытаний или эксплуатации.

3. Математические зависимости для оценки надежности

3.1. Функциональные зависимости надежности

Отказы, возникающие в процессе испытаний или эксплуатации, могут быть вызваны неблагоприятным сочетанием различных факторов - рассеянием действующих нагрузок, отклонением от номинального значения механических характеристик материалов, неблагоприятным сочетанием допусков в местах сопряжения и т. п. Поэтому в расчетах надежности различные параметры рассматривают как случайные величины, которые могут принимать то или иное значение, неизвестное заранее.

Ст 583 закона n 212-фз Лицам, имеющим право как на ежемесячное пособие по уходу за ребенком, так и на пособие по безработице, предоставляется право выбора получения пособия по одному из […]
Статья 30. Участие субъектов малого предпринимательства, социально ориентированных некоммерческих организаций в закупках Ст. 30 44-ФЗ в последней действующей редакции от 1 июля 2018 […]