1.8. Количественный анализ опасности систем «человек – машина»

Риск в широком смысле этого слова был рассмотрен выше в данной дисциплине. Риск понимался как количественная характеристика вероятности какого-либо нежелательного происшествия, в том числе и со смертельным исходом. Для СЧМ, как правило возможно определение масштабов последствий каждого потенциального происшествия (материальный ущерб, число дней нетрудоспособности, количество погибших и т.п.). Поэтому величина риска опасного состояния СЧМ, влекущего за собой то или иное происшествие, учитывает кроме вероятности происшествия еще и величину ущерба, наносимого этим происшествием. Поэтому для известных происшествий в СЧМ пользуются понятием ожидаемых потерь. Ожидаемые потери - произведение риска потенциального происшествия на предполагаемое число потерянных жизней или на экономический ущерб от данного происшествия. В данном определении риск понимается в самом общем виде, как вероятность происшествия. Ожидаемые потери или риск (R) опасного состояния СЧМ определяется по формуле:

R = P  U

где: P - вероятность рассматриваемого происшествия;

U - ущерб от данного происшествия (рубли или человеческие жизни).

Таким образом, в СЧМ оперируют понятиями ожидаемых потерь и риска: первое используют в случае известной величины ущерба от происшествия, второе - при большой неопределенности масштабов последствий происшествия.

Принято также различать групповой и индивидуальный риск. Групповой риск - величина ожидаемых потерь для рассматриваемой группы людей определенной численности. Например, такой группой может быть смена операторов технологического процесса, могут быть работники цеха или предприятия в целом, жители рассматриваемого региона. Индивидуальный риск - отношение ожидаемых потерь, причиненных за определенный интервал времени рассматриваемой группе людей к численности этой группы. R_инд = R_груп/N, где: N - численность группы. Индивидуальный риск позволяет оценить воздействие каждого опасного фактора на безопасность работы в той или иной СЧМ и является основной величиной, используемой для обоснования социальных льгот для отдельных лиц, занятых на работах в СЧМ.

Функция опасности для системы «человек – машина».

При анализе опасностей описанными выше методами определяются все потенциальные происшествия и опасные состояния, к ним приводящие. При более детальном изучении СЧМ каждому происшествию можно сопоставить величину вероятности и ущерба. Полная группа всех возможных происшествий составляет функцию опасности СЧМ. Функция опасности системы - набор потенциальных опасных состояний системы «человек – машина», которым сопоставлены соответствующие значения риска. Риск в данном случае конкретен - это ожидаемые потери, то есть вероятность происшествия умноженная на ущерб. Таким образом, для рассматриваемой СЧМ составляется функция опасности в виде:

где: Пр_i - обозначение i – го потенциального происшествия; n - количество потенциальных происшествий; R_i - риск (ожидаемые потери) i -го происшествия.

Функция опасности СЧМ является основным и исчерпывающим источником информации об опасности этой системы, поэтому для каждой СЧМ перед вводом ее в постоянную эксплуатацию должна разрабатываться функция опасности.

Методы оценки риска несчастных случаев и экономического ущерба при опасных состояниях систем «человек – машина».

Для построения функции опасности СЧМ необходимо определять количественные значения риска (ожидаемых потерь). Для этого возможно применение методов, основанных на анализе статистики происшествий и анализе функционирования СЧМ.

Для действующих СЧМ как правило возможно определить статистические показатели травматизма (К_ч - коэффициент частоты и К_т - коэффициент тяжести несчастных случаев). Тогда индивидуальный риск (ожидаемые потери) какого либо i -го происшествия запишется в виде:

R_i = Р_i (К_ч/1000) К_т

где: P_i - вероятность реализации i -го происшествия.

Для количественного определения P_i используют, упоминавшийся ранее, метод анализа опасности с помощью дерева происшествий. Алгоритм построения дерева и определения вероятностей следующий:

1. Устанавливают потенциальное происшествие, которое будет являться головным событием в дереве.

2. Устанавливают события (отказы, ошибки, неправильные действия человека и т.п.), которые могут привести к этому происшествию.

3. Выявленные события обозначают окружностями и размещают выше головного события.

4. Соединяют события верхнего уровня с событием (событиями) нижнего уровня с помощью логических элементов "И", "ИЛИ".

5. Устанавливают события, которые в свою очередь вызывают каждое из событий верхнего уровня.

6. События в виде окружностей записывают выше предыдущего уровня, соединяя события -причины со своими событиями - последствиями с помощью логических элементов "И", "ИЛИ".

7. Повторяют п.6 и 7 пока не будет достигнут уровень базовых событий, т.е. событий, происходящих спонтанно, без видимых для человека причин.

8. Для базовых событий определяют вероятность их наступления (либо по имеющимся статистическим данным для действующих систем, либо по справочным данным для типовых элементов проектируемых систем)

9. Последовательно вычисляя вероятность события - следствия по вероятностям событий - причин приходят к значению вероятности наступления головного события - происшествия.

Формулы для расчета вероятности события - следствия по вероятностям событий - причин, соединенных логическими элементами приведены в табл. 9.

Таблица 9

Логические элементы дерева происшествий

Элемент	Условное обозначение	Описание	Формула
"И"		Событие В происходит тогда и только тогда, когда происходят все сразу события Аi: (и А1 и А2 … и Аn.)
"ИЛИ"		Событие В происходит даже тогда, когда происходит хотя бы одно из событий Аi: (или А1 или А2 … или Аn).