1.2.4.3. Определение ущерба и оценка риска
Завершающим этапом использования метода «дерева отказов» для неблагоприятных событий является определение ущерба и применение количественного анализа, задача которого заключается в эффективном распределении средств, выделяемых на осуществление контрмер. Такой анализ проводится при наличии построенного «дерева отказов» для исследуемой системы. Оценка риска наиболее эффективной контрмеры проводится по критерию Кj:
(1.7)
где Zj – затраты на реализацию j-й контрмеры; Ij – прибыль от реализации j-й контрмеры.
Затраты на реализацию какой-либо контрмеры (мероприятия) подсчитываются следующим образом.
В первую очередь, для построенного «дерева отказов» определяется вероятность головного события:
(1.8)
(1.9)
где А1, А2,…, Аn – события на входе вентилей И и ИЛИ; Р(Аi) – соответствующие им вероятности.
Затем определяется величина ущерба Е от неблагоприятного события:
(1.10)
(1.11)
где i – номер соответствующего класса последствий; qi – доля событий i-го класса последствий; Ui – потери от i-го класса последствий; k – количество классов неблагоприятных последствий.
Критичность головного события вычисляется по следующей формуле:
(1.12)
Исходя из причинно-следственной связи событий в «дереве отказов» и анализа событий, намечается первая контрмера, реализация которой связана с затратами Z1 и с изменением значений вероятностей каких-либо событий в «дереве отказов». Для новых значений вероятности событий в «дереве отказов» определяется новое значение вероятности головного события Р1 при реализации 1-й контрмеры. Затем вычисляется новое значение критичности:
(1.13)
Определяется прибыль от реализации первой контрмеры:
(1.14)
Вычисляется критерий:
(1.15)
В конечном итоге вычисляется Kj для других j-х контрмер. Эффективность контрмер оценивается по минимальной величине Kj.
1.3. Характеристика человека как элемента системы «человек-машина-среда»
Система «человек-машина-среда» (Ч-М-С) – это сложная динамическая система с множеством прямых и обратных связей. Элементы системы зависят друг от друга. Однако в рамках этой системы возможны некоторые компенсации. Если какой-нибудь из элементов системы не имеет необходимых качеств, этот недостаток в некоторых пределах может быть скомпенсирован путем внесения соответствующих изменений в другие элементы системы. Целенаправленное изменение отдельных элементов системы, влияющее на состояние других ее элементов, называется приспособлением, или адаптацией.
Возможности адаптации отдельных элементов системы ограничены теми или иными пределами. Из элементов этой системы наибольшими адаптационными возможностями обладает человек.
В процессе эволюции у человека развилась совершеннейшая система естественной защиты от опасного влияния на него различных факторов внешней среды, при определенных условиях она оказывается вполне достаточной. Однако эта система у разных людей развита неодинаково. Это важное обстоятельство необходимо учитывать при разработке защитных мер и при направлении работающих на конкретные производственные участки. Значительную роль в естественной системе защиты играют органы чувств.
Зрение – важнейший анализатор, позволяющий почти мгновенно получать представление о величине и форме предмета, его цвете и расположении в пространстве, о его движении и потенциальной опасности. Зрительное восприятие у людей неодинаковое. К числу отклонений от нормального восприятия следует отнести: цветовую слепоту (все цвета воспринимаются серыми); дальтонизм (неспособность различать некоторые цвета, большей частью красный и зеленый); куриную слепоту (почти полная потеря зрения с наступлением темноты при нормальном зрении днем); зрительную иллюзию (обман зрения), которая приводит к неправильной оценке размера равновеликих, но разноцветных предметов, искаженному восприятию геометрических фигур, неправильной оценке частоты вращения деталей при стробоскопическом эффекте и т.д.
Слух также относится к важнейшим и эффективным сигнализаторам. Он, например, позволяет высококвалифицированным рабочим своевременно обнаружить в машине появление так называемых посторонних звуков – предвестников различных поломок и аварий (стук коренных и шатунных подшипников ДВС, шум главной передачи заднего моста и др.).
Следующим по важности сигнализатором опасности является обоняние, способное обнаружить присутствие какого-либо вещества даже в небольших количествах. При длительном воздействии на органы обоняния одних и тех же раздражителей их восприятие медленно ослабляется: например, работающие с ядохимикатами перестают чувствовать присутствие ядовитых газов под маской; работники нефтебаз не ощущают присутствия паров нефтепродуктов и т.д.
Вкусовая чувствительность также относится к числу сигнализаторов опасности и позволяет своевременно выявить присутствие вредных веществ в воде и пище.
Осязание чаще всего указывает на опасность, связанную с характером поверхности тел, их температурой, шероховатостью, присутствием электрического заряда и т.д. Осязание осуществляется с помощью кожного покрова, который является составной частью терморегуляции.
Кроме органов чувств, очень важную роль в обеспечении безопасности играет способность организма сохранять равновесное состояние тела. Это осуществляется с помощью вестибулярного аппарата. При его расстройстве у человека появляются тошнота, головокружение, теряется способность ориентироваться.
Люди с нарушением вестибулярного аппарата, нырнув в воду, не могут определить положение тела и в связи с этим нередко гибнут. Они плохо себя чувствуют на высоте. Поэтому серьезные нарушения вестибулярного аппарата служат противопоказанием для целого ряда профессий, связанных с работой на высоте и в воде.
Антропометрические характеристики (АХ) определяют размеры тела человека и его отдельных частей. АХ могут быть статическими и динамическими.
К статическим относятся полученные у человека такие АХ, как рост, вес, объем груди, размеры стопы, длина ног и т.д. Статические размеры используют для установления конструктивных параметров рабочего места или изделия (высота, ширина, глубина и т.д.), определения диапазона изменения параметров, а также при проведении инженерно-психологической экспертизы и конструирования манекенов.
Динамические – это такие АХ, которые изменяют свою величину при перемещении части тела или всего тела в пространстве. К ним относятся, в частности, углы вращения в суставах и линейные изменения одного и того же размера. Например, изменение длины руки при измерении досягаемости при перемещении руки вниз, в сторону, вперед, вверх.
Внимание – это сосредоточение сознания на каком-либо объекте или деятельности с одновременным отвлечением от всего остального. Внимание в деятельности человека проявляется по-разному в зависимости от его индивидуальных особенностей и конкретного рабочего места (рабочей обстановки).
Различают непроизвольное и произвольное внимание. Непроизвольное (пассивное) внимание возникает от действия внешних раздражителей, без сознательного волевого усилия и длится до тех пор, пока действуют раздражители. Такими раздражителями могут быть звуки, яркий свет и др. В производственной деятельности человека главная роль принадлежит произвольному вниманию. Благодаря ему человек сознательно воспринимает необходимые детали рабочей обстановки, что обеспечивает своевременное и адекватное выполнение необходимых управляющих действий.
Произвольное внимание, требующее волевого усилия и нервного напряжения, утомляет человека. Поэтому при организации рабочего места необходимо сделать все возможное, чтобы при восприятии рабочей информации человек как можно меньше напрягал внимание.
Объем внимания – это количество объектов, которые могут быть восприняты одновременно и достаточно ясно. В обычных условиях человек охватывает взглядом шесть-восемь объектов. Оператор сложной динамической системы может одновременно охватить взглядом не более двух-трех объектов. Это объясняется тем, что его внимание, кроме восприятия этих объектов, занято выполнением управляющих действий, считыванием показаний приборов, прослушиванием работы двигательной установки и др.
Следует подчеркнуть, что внимание человека ухудшается в болезненном состоянии и в состоянии утомления, после употребления алкоголя, а также при чрезмерно возбужденном или угнетенном состоянии. Наиболее часто внимание снижается при утомлении.
Работоспособность – потенциальные возможности человека выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. При этом можно выделить максимальную, оптимальную и сниженную работоспособность. В процессе деятельности уровень работоспособности меняется. Работоспособность зависит от физических, умственных, психологических особенностей человека, его квалификации и состояния здоровья. Во время трудового дня функциональные возможности человека изменяются, что находит отражение в колебаниях производительности труда, изменении внимания и, как следствие, в повышении степени риска травматизма.
Показатели работоспособности человека в течение дня крайне изменчивы (рисунки 1.8, 1.9, 1.10).
Рисунок 1.8 – Динамика работоспособности в течение смены
Рисунок 1.9 – Динамика работоспособности в течение суток
Рисунок 1.10 – Динамика работоспособности в течение недели
Работоспособность характеризуется шестью периодами:
адаптационный (так называемая врабатываемость) – длится 20…30 минут, по мере приложения волевого усилия работоспособность человека возрастает;
период оптимальной работоспособности – производительность удерживается на высоком уровне, утомление отсутствует, волевые усилия незначительны, характеризуются стабильностью; продолжительность 1…3 часа;
период спада работоспособности, перерыва и адаптации;
период компенсации – уровень работоспособности устойчиво высок, но достигается более выраженным волевым усилием, направленным на преодоление утомляемости; продолжительность 2…3 часа;
период устойчивой компенсации – характеризуется колебаниями работоспособности, но без заметной тенденции к снижению; продолжительность 1…2 часа;
период снижения работоспособности – производительность снижается на 20…25 %, появляются признаки усталости; продолжительность 1…2 часа.
При планировании внутрисменных режимов целесообразно предусмотреть, чтобы в первые и последние часы нагрузка была на 10…15 % меньше, чем в середине рабочей смены. Планируя двух- и трехсменную работу, особое внимание следует уделить работе в ночную смену. При планировании недельных режимов необходимо иметь в виду, что наивысшая работоспособность наблюдается обычно в середине недели.
Утомление – временное снижение работоспособности под влиянием воздействия нагрузки. Проявляется в снижении производительности труда, уменьшении скорости, точности работы, снижении чувствительности, нарушении внимания, памяти и т.д., что приводит к возникновению несчастных случаев. Наибольшее число несчастных случаев происходит перед обеденным перерывом и в конце рабочего дня (рисунок 1.11).
Различают утомление трех видов:
физиологическое утомление, характеризующееся определенным нарушением физиологических функций человека в результате продолжительной работы;
Рисунок 1.11 – Динамика изменения травматизма в течение смены
психологическое утомление, выражающееся в субъективном ощущении усталости. Утомление этого вида может иметь или не иметь связи с физиологическим утомлением;
производственное утомление, характеризующееся падением производительности, в силу чего на него должно обращаться особое внимание.
К особенностям многих профессий относится утомление комбинированного характера. Например, в трудовой деятельности водителя отсутствует определенный ритм поступления информации, возможности возникновения ситуаций, требующих нестандартных решений в условиях ограниченного времени.
На утомляемость влияют многие факторы, среди которых не последнее место занимает монотонность труда. Монотонной называют такую работу, для которой характерны однообразие рабочих действий, их многократное повторение и небольшая длительность. Монотонная работа вызывает переоценку продолжительности рабочего времени, рабочий день кажется значительно длиннее, его клонит ко сну. Отмечено, что особенно сильно монотонность сказывается в середине рабочего дня.
Одним из важнейших показателей человека в трудовой деятельности является риск.