Теоретические основы безопасности производственной деятельности

Система уравнений (1.1) есть модель системы безопасности, если из всех свойств человека рассматриваются только те из них, которые имеют отношение к безопасности, из всех свойств технических устройств рассматриваются только те, что связаны с опасностями или безопасностью человека, из всех свойств природы рассматриваются только те, которые представляют опасность для человека, наконец, информация только об опасностях и безопасности людей. Управление изначально сформулировано как управление безопасностью.

Рис. 1.1. Система безопасности

Поскольку абстрактное описание (1.1) не позволяет непосредственно анализировать и синтезировать системы безопасности, проведем следующие преобразования. Как известно, бинарные отно-

11

шения могут раскладываться на более сложные с введением дополнительной переменной, называемой состоянием [3], если только множества, связанные отношением, можно разделить по некоторому признаку хотя бы на 2 подмножества. В нашем случае такое деление вполне возможно, например, по признаку опасности: «опасно – не опасно». В этом случае система (1.1) преобразуется следующим образом:

YR171 [CYL L1 ],CYL R172 L2 ;

YR181 [CYTT1 ],CYT R182 T 2 ;

YR191 [CYE E1 ],CYE R192 E2 ;

YR201 [CYJ J1 ],CYJ R202 J 2.

Исходя из (1.2) представляется возможным записать состояния С каждого элемента и системы безопасности в целом.

12

Состояние людей зависит от их собственных свойств – здоровья, обученности, дисциплинированности, точности действий, внимательности, а также от того, насколько безопасна техника, насколько безопасна среда, какая информация об опасностях доведена до людей, насколько эффективно управление безопасностью.

Состояние техники зависит от «собственных» свойств безопасности техники, от того, насколько люди безопасно работают на технике, насколько среда воздействует на безопасность техники, насколько информация о технике распространена среди обслуживающего персонала, каким образом система управления безопасностью влияет на технику.

Состояние среды зависит от «собственных» свойств среды – температуры, влажности, скорости движения воздуха и др., от действий людей по изменению безопасного состояния среды, от того, как техника изменяет безопасное состояние среды, от информации о безопасности среды, от воздействия системы управления на среду.

Состояние информации определяется «собственными» свойствами (полнотой, своевременностью и достоверностью), а также влиянием людей на информацию, состоянием техники, выдающей информацию, и влиянием управления на информацию.

Состояние управления безопасностью зависит от «собственных» свойств – эффективности управления и оперативности, а также от того, как люди подготовлены и относятся к управляющим воздействиям по безопасности, каким образом можно воздействовать на среду, как информация позволяет принимать оптимальное решение по управлению безопасностью.

13

Состояние системы безопасности (системы «человек – техника – среда») определяется системными свойствами – эффективностью, стоимостью и состоянием элементов системы.

Стоимость системы безопасности очевидна и определяется вложенными средствами при проектировании, испытаниях, изготовлении и монтаже, а также эксплуатационными расходами. Эффективность системы – степень достижения цели – требует отдельного рассмотрения.

деятельности параметры источников опасности изменяются, при этом система может перейти в состояние Счтсос . Переход в состояние Счтсп может быть только из состояния Счтсос . Время нахождения в состоянии Счтсос может быть различным: очень большим (годы) или очень коротким (доли секунды), но система должна находиться в состоянии опасной ситуации. Из состояния Счтсос система может

14

перейти или в Счтсб , или в Счтсп , а из состояния Счтсп система никуда не переходит, так как происшествие уже случилось. Далее может

быть только другая система.

1.3. Эффективность системы безопасности

Эффективность системы безопасности существенно зависит от формулировки ее цели. По-видимому, другой цели, кроме как исключение травм, гибели, заболевания, у системы безопасности быть не может. В этой связи критерием эффективности системы безопасности должен быть критерий, оценивающий отсутствие за определенный период травм, гибели или профессиональных заболеваний работающих. Следовательно, он должен определять возможность

непопадания системы ЧТС в состояние Счтсп . Возможность попасть

или не попасть в какое-либо состояние можно оценить вероятностью

При этом понятно, что задавать требования к системе безопасности этим показателем нельзя, можно только оценить существующую систему и сравнить существующие системы.

15

процесс принят потому, что нет уверенности в экспоненциальности закона распределения случайных событий перехода из одного состояния в другое.

Запишем систему алгебраических уравнений вероятностей нахождения в каждом состоянии и нормирующего уравнения:

Вероятность попадания или непопадания системы ЧТС в состояние происшествия действительно определяет эффективность системы:

При равенстве вероятностей перехода системы из безопасного состояния в состояние опасной ситуации α12(t) и из состояния опасной ситуации в безопасное состояние α21(t) показатель эффективности определяется вероятностью P1 и α23. Если же α21(t) больше α12(t), т.е. вероятность возвращений больше вероятности переходов в опасную ситуацию, то это означает хорошую систему защиты.

Самой интересной величиной, конечно же, является α21(t). Она определяется и системой информации об измерении параметров источников опасности, и системой защиты, и системой управления.

16

1.4. Стоимость системы безопасности

Системным свойством системы безопасности является стоимость Gчтс, т.е. совокупность денежных средств, в которую обходится обеспечение отсутствия травм, гибели или заболеваний человека на предприятии, в цехе, на участке, в офисе, в учебном заведении и т.п. При этом в эту совокупность средств входит стоимость средств защиты, стоимость обучения, стоимость сигнализации, стоимость автоматики, отключателей, стоимость содержания системы управления, стоимость дополнительных помещений для размещения оборудования (например, компьютеров), стоимость средств индивидуальной защиты. Все это дополняется эксплуатационными расходами, связанными с обслуживанием оборудования, его периодическими проверками и освидетельствованием, а также амортизационными отчислениями.

Увеличение вложенных в систему безопасности средств должно естественно повышать эффективность. При минимальном вложении средств, в первую очередь, на организационные меры рост эффективности не слишком заметен. Увеличение эффективности становится заметным при использовании технических средств обеспечения безопасности. Особенно заметен рост эффективности при комплексной автоматизированной системе обеспечения безопасности.

17

ГЛАВА 2. СВОЙСТВА ЧЕЛОВЕКА

2.1. Классификация характеристик человека

Прежде чем изучать безопасность человека, необходимо понять, что такое человек, что для него является опасным, вредным и почему это опасно и вредно.

Человек – сложнейшее биологическое существо, содержащее механические элементы, химические лаборатории, физиологические системы, нервные системы, психические характеристики – т.е. все то, что является особенным для каждого человека и в то же время общим для всех людей. В этом существе протекают сложнейшие химические и физические процессы, возникают, протекают и исчезают электрические сигналы, происходят превращения энергии и т.п.

При столь большой сложности человеческого организма придется рассматривать отдельные его стороны, для чего проведем некоторую весьма условную классификацию характеристик.

Выделим следующие характеристики человека:

–антропометрические;

–физиологические;

–психологические и психические;

–социальные.

Каждая группа характеристик важна и используется для рассмотрения безопасности, для задания требований по безопасности

ипроверки их выполнения. Всю сложность и многообразие процессов в человеке изучает медицина. Именно поэтому при изучении безопасности необходимо использовать ее результаты.

Вместе с тем необходимо помнить, что из медицины в безопасности необходимо именно то, что связано с возникновением опасности для человека, с развитием этой опасности, а также со всем тем, что может предотвратить, не допустить возникновения

иразвития опасности или защитить человека от этих опасностей. Конечно, все характеристики взаимосвязаны между собой. Од-

нако каждая группа характеристик используется в безопасности для вполне определенных целей, поэтому их изучение целенаправленно.

18

2.2. Антропометрические характеристики человека

Геометрические размеры тела человека и его отдельных элементов составляют антропометрические характеристики. Это – рост человека, его вес, размер головы, шеи, высота до плеч, длина рук, ног, размер плеча, бедра, голени, кисти, стопы, размах рук, длина шага и другие.

Антропометрические характеристики для мужчин и женщин различны. Как мужчины, так и женщины различаются по всем характеристикам, поэтому определяются средние, «среднестатистические» характеристики, а также минимальные и максимальные их значения, т.е. математические ожидания и дисперсии характеристик. Это же относится и к весовым характеристикам, для которых необходимы как математические ожидания веса мужчин и женщин, так и их дисперсии.

Важными характеристиками являются углы зрения по вертикали и горизонтали. Другие угловые характеристики не столь важны для безопасности.

Все антропометрические характеристики человека необходимы для проектирования рабочих мест и включаемых в них рабочих зон. Проектирование рабочих мест относится к научной дисциплине «Эргономика». Однако то, что лежит в основе оценки эргономичности рабочего места, не в полной мере удовлетворяет требованиям безопасности. Для безопасности необходимо не только поддержание работоспособности и комфорта, но и, в первую очередь, точное считывание показаний приборов, особенно безошибочное отличие показаний от «опасных зон», безошибочное задействование органов управления как для рук, так и для ног. Все это возможно только при учете антропометрических характеристик человека. Именно поэтому при проектировании рабочего места приборы должны находиться прямо перед глазами, а органы управления, которые должны использоваться для прекращения опасности, необходимо выделять по месту расположения, по цвету и по размеру. Все это исключительно важно, так как в стрессовой ситуации опасности человек не имеет права на ошибку.

19

Следует учитывать также, что необходимое усилие на орган управления для его перемещения, переключения также определяет, ногой или рукой оно должно осуществляться.

2.3. Физиологические характеристики человека

Весь человеческий организм базируется на скелете, который состоит из черепа, верхнего плечевого пояса, верхних конечностей, позвоночника, грудной клетки, таза, нижних конечностей (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Скелет человека

20