Определение вероятности возникновения пожара (взрыва) на промышленной объекте и оценка условий профессиональной деятельности по степени безопасности.
Построение «деревьев» причин и опасностей. Логические операции. Символы логических знаков, описываемые ими причинные взаимосвязи.
Одним из самых распространенных и обеспеченных руководящими материалами являются анализ с помощью дерева отказов. Анализ риска начинается с прослеживания последовательности возможных событий с момента так называемой инициирующей события, были определены на стадии 1.
Основная структура дерева отказов:
1 Отказ системы или событие (конечное событие).
2 Последовательность событий, ведущих к отказам системы или к событию, строится с помощью логических символов и символов событий. При этом события, которые имеют более элементарные причины отказов, содержащихся в прямоугольнике.
3 Последовательности в конечном итоге ведут к исходных причин, для которых имеются данные с частоты отказов. Эти исходные причины обозначают вокруг. Они представляют разрешающую способность данного дерева отказов.
Главное преимущество дерева отказов по сравнению с другими методами - анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данной конкретной отказа системы или аварии.
Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяют и связывают большое количество событий. Есть два типа блоков: логические знаки и символы событий (табл. 2.2 и 2.3).
Таблица 2.2 – Логические знаки
Название знака |
Причинная взаимосвязь |
Знак |
И |
Исходное событие происходит, если все входные события случаются одновременно |
|
Или |
Исходное событие происходит, если случается каждая из входящих событий |
|
Запрет |
Наличие входа вызывает появление выхода тогда, когда происходит условная событие |
|
Приоритетное И |
Исходное событие имеет место, если все входящие события происходят в нужном порядке слева направо. |
|
Исключающее Или |
Исходное событие происходит, если случается одно (но не обе) из входных событий |
|
Таблица 2.3 – Основные символы событий
Символ |
Содержание |
Круг |
Исходное событие, обеспеченнее достаточными данными |
Ромб |
Событие, которое недостаточно детально разработано |
Прямоугольник |
Событие, вводит логическим элементом |
Овал |
Условное событие, которое используется с логическим знаком «запрет» |
Домик |
Событие, которое может случиться или не случиться |
Треугольник |
Символ перехода |
Логические знаки связывают события в соответствии с их причинных взаимосвязей. Логический знак может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие.
Рассмотрим примеры применения логических знаков и символов событий.
Событие "пожар начался" имеет место, если два события "наличие горючего вещества" и "очаг возгорания" происходят временно. Последнее событие случается, если происходит одна из двух событий "есть искра" или "студент, курит" (рис. 2.2).
Можно ввести новые логические элементы для представления специальных типов причинных связей. Однако большинство специальных логических знаков можно заменить комбинацией логических "И" и "ИЛИ".
Информация, необходимая для построения дерева отказов, состоит из сведений из взаимосвязи элементов и топографии системы, а также данных с отказов элементов и других детальных характеристик системы. Система состоит из таких элементов, как единицы оборудования, материалы, персонал предприятия, находящиеся в определенной окружающей и социальной среде и могут стареть. Опасные состояния вызываются одним или несколькими элементами, приводящими к отказам в системе. Окружающая среда, персонал и старения могут влиять на систему. Связи между элементами наилучшим можно представить в виде различных схем системы
Отказы элементов являются основными данными при анализе причинных связей. Они классифицируются как первичные отказа, вторичные отказы и ложные команды.
Первичный отказ элемента - нерабочее состояние элемента, причиной которого является сам элемент. Отказа объясняются естественным старением элементов.
Вторичный отказа объясняются влиянием предыдущих или текущих
избыточных напряжений на элементы. Эти напряжения могут вызываться соседними элементами или окружающей средой, а также влиянием со стороны других технических систем.
Ложные команды представляются в виде элемента, находящегося в нерабочем состоянии из-за неправильного сигнал управления или препятствия, при этом часто не нужен ремонт для возвращения данного элемента в рабочее состояние.
Дерево отказов является графическим представлением причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в системе в обратном порядке, для того чтобы найти возможные причины их возникновения. Опасная ситуация в этом случае является конечной событием в дереве отказов.
Существует 2 способа построения дерева отказов:
За эвристическими правилами,
С помощью таблиц решений.
Способ построения с помощью таблиц решений, при наличии достаточной информации о системе и модели отдельных элементов системы, позволяет быстро и систематически построить дерево отказов, которое оказывается настолько полным и детализированным, насколько детализированные исходные модели элементов и описание системы. Кроме того, этот способ хорошо программируется на ЭВМ. Создана свободно распространенная программа IRRAS под DOS и ее коммерческий вариант под WINDOWS. Такие программы просто незаменимы при анализе сложных и особо ответственных технических систем. Кроме построения дерева отказов, эти программы производят расчет вероятности отказов (или надежности) системы, которую анализируют. На рис. 2.3 представлено в качестве примера дерево отказов для работы станции хлорирования, построенное с помощью такой программы.
Способ построения дерева отказов с помощью таблиц решений состоит в следующем:
Определяют перечень событий для каждого элемента на выходе (события на выходе), подробно определяют состояние этого выхода;
Подобным образом определяют набор событий на входе каждого элемента для характеристики состояния на входе;
Каждый элемент моделируют с помощью таблицы решений, которая описывает, как каждое сообщение входных событий определяет исходные события; элемент может иметь несколько входов, но должен иметь только один выход;
Построение дерева начинают с поиска строк, содержащих в колонке выходов конечную событие, дальше разрабатывают найденные строки с помощью таблиц решений элементов и логических символов - в результате получают дерево отказов.
Имея вероятность и частоту возникновения первичных событий, можно, двигаясь снизу вверх, определить вероятность определенного события.
Характеристика отказов элементов системы. Качественный и количественный анализ опасностей системы на примере нагревателя воды или компрессора сжатия этилена.
«Дерево» причин и опасностей (модель) возникновения пожара (взрыва) на объекте, в любом его помещении, и в любом из технологических аппаратов.
Безопасность, надежность, безотказность, долговечность систем и элементов.
Показатели, характеризующие свойство безотказности и долговечности. Вероятность отказа и вероятность безотказной работы.
Зависимость вероятности безотказной работы машины от времени ее эксплуатации (анализ по графику).
Функция распределения времени (наработки) между отказами (вероятность отказа) по экспоненциальному закону.
Интенсивность отказов. Параметр потока отказов. Плотность распределения случайной величины t.
Параметрические и функциональные отказы. Постепенные, внезапные и сложные отказы. Нормальное распределение вероятностей параметрических отказов.
Фазы развития аварий и аварийных ситуаций по терминологии академика В.А. Легава. Основные пути по повышению безаварийности объекта.
Определение вероятности безотказной, безаварийной работы объекта. Расчет вероятности аварии.
Определение вероятности возникновения n аварий (ЧП) в N технологических циклах (поездках) при помощи биноминального распределения и распределения Пуассона.
Типы ошибок оператора и их влияние на надежность работы технических систем. Пути повышения надежности системы «человек–производственная среда».
Количественные показатели производственной опасности (Кч, Кт, Кп.п., Кн).
Виды анализаторов и рецепторов человека. Рефлекторная дуга.
Функционирование нервной системы. Регулирующая функция ЦНС
Надежность оператора и системы «человек–машина». Психофизиологические аспекты проблемы надежности оператора.
Психофизиологическая характеристика приема информации у человека. Закон Вебера-Фехнера.
Эргономика. Эргатические системы. Проектно-эргономическая модель деятельности человека в сочетании со средой.
Факторы взаимодействия в кибернетической системе «человек-среда». Структурная модель системы «человек – среда». Пути и перспективы развития биотехнических комплексов.
Виды памяти человека. Психофизиологические особенности восприятия информации. Временные характеристики восприятия, переработки информации и выполнения действий управления человеком.
Любая деятельность включает ряд обязательных психических процессов и функций, которые обеспечивают достижение необходимого результата.
Память - комплекс физиологических процессов запоминания, сохранения, последующего узнавания и воспроизведения того, что было в прошлом опыте человека.
Двигательная (моторная) память - запоминание и воспроизведение движений и их систем, лежит в основе выработки информирования двигательных навыков и привычек.
Эмоциональная память - память человека на пережитые им в прошлом чувства.
Образная память - сохранение и воспроизведение образов предметов и явлений, воспринимались ранее.
Эйдетическая память - очень ярко выраженная образная память, связанная с наличием ярких, четких, живых, наглядных представлений.
Словесно-логическая память - запоминание и воспроизведение мыслей, текста, речи.
Непроизвольная память проявляется в тех случаях, когда не ставится специальная цель запомнить тот или иной материал и последний запоминается без применения специальных приемов и волевых усилий.
Произвольная память связана специальной целью запоминания и применением соответствующих приемов, а также определенных волевых усилий.
Кратковременная (первичная или оперативная) память - кратковременный (на несколько минут или секунд) процесс достаточно точного воспроизведения только что воспринятых предметов или явлений через анализаторы. После этого момента полнота и точность воспроизведения, как правило, резко ухудшаются.
Долговременная память - вид памяти, для которой характерно длительное сохранение материала после многократного его повторения и воспроизведения.
Оперативная память - процессы памяти, которые обслуживают непосредственно осуществляемые человеком актуальные действия и операции.
Знание процессов преобразования, запоминания и восстановления информации в кратковременной памяти оператора и их характеристик позволяет решать проблему использования информации, правильно выбрать информационную модель, определить структуру и количество сигналов при их последовательном представлении, правильно выбрать ограничения по объему информации, требующей запомнить 'запоминания, при выработке стратегии безопасного управления или принятия решения.
Наряду с объемом и длительностью хранения информации важной характеристикой оперативной памяти является скорость исключения, забывания материала, не нужного для дальнейшей работы. Своевременное забывание исключает ошибки, связанные с использованием устаревшей информации, и освобождает место для хранения новых данных.
Характеристики оперативной памяти изменяются под влиянием значительных физических нагрузок, специфических экстремальных факторов и эмоциогенных воздействий. В целом сохранение высоких показателей оперативной памяти и готовности к воспроизведению долгосрочной информации при воздействии экстремальных факторов зависит от их силы и продолжительности, общей неспецифической устойчивости и от степени индивидуальной адаптации человека к конкретным факторам.
Долговременная память обеспечивает хранение информации в течение длительного времени. Объем долговременной памяти в общем случае оценивают отношением числа стимулов, сохранившихся в памяти через некоторое время (более 30 мин.), В число повторений, необходимых для запоминания.
Информация, поступившая в долговременную память, со временем забывается. Усвоена информация наиболее значительно уменьшается за первые 9:00: из 100% она падает до 35%. Число удержанных оставшихся элементов, через несколько дней практически остается прежним. В конкретных условиях забывания зависит от степени осмысления информации, характера фундаментальных знаний по полученной информации, индивидуальных особенностей
памяти.
Кратковременная память связана прежде всего с первичной ориентацией в окружающей среде, поэтому направлена, главным образом, на фиксацию общего числа сигналов, снова появляются, независимо от
их информационного содержания. Задача долговременной памяти - организация поведения в будущем, которая требует прогнозирования вероятностей событий.