1.4. Системный анализ безопасности
Любой предмет, объект или явление может быть представлен как системное образование. БЖД рассматривает процессы, объекты, явления, одним из элементов которых является человек. К ним относятся: «человек — машина», «человек — окружающая среда», «человек — машина — окружающая среда — человек».
Цель системного анализа безопасности состоит в том, чтобы выявить причины, влияющие на появление нежелательных событий (травм, аварий, пожаров, катастроф и др.), и разработать предупредительные мероприятия, уменьшающие вероятность их появления.
Любая опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая в свою очередь является следствием другой причины и т.д. Причины и опасности образуют сложные цепные структуры. Графическое, изображение этих зависимостей напоминает ветвящееся дерево, поэтому такие образы называют: «дерево причин», «дерево отказов», «дерево опасностей», «дерево событий». Многоэтапный процесс ветвления «дерева» требует введения разумных ограничений с целью определения его пределов. Границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей. Логические операции обозначаются соответствующими знаками или символами (рис. 1.4).
а) б)
Рис. 1.4. Логические операции (вентили) для анализа событий
а — логическое произведение — А=Б∙В, Р(А)=Р(Б)∙Р(В)
б — логическая сумма — Г=Д+Е, Р(Г)=Р(Д)+Р(Е)
(Р — вероятность событий)
Операция (или вентиль) «И» указывает, что для получения данного выхода необходимо соблюсти все условия на входе, то есть перед тем, как произойдет событие А, должны произойти оба события Б и В. Операция «ИЛИ» означает, что событие Г будет иметь место, если произойдет хотя бы одно из событий Д или Е.
Исходное событие, обеспеченное достаточными данными, обозначается кругом, а событие, вводимое логическим элементом — прямоугольником.
На рис. 1.5 показан пример построения «дерева причин» опасности возникновения взрыва и пожара (А) на танкере. Причинами для взрыва являются источник воспламенения (Б) и взрывчатая горючая смесь паров топлива или нефтепродуктов с воздухом (В), а для поддержания горения после взрыва необходим окислитель — кислород воздуха (14). Источником воспламенения может быть искра от соударения или трения металлов (Г), искра от короткого замыкания в электросети (Д), искра от статического электричества (Е), открытое пламя при неосторожном обращении с огнем (8), пламя от самовоспламенения обтирочного материала при нарушении правил его хранения (9). Искра от соударения (трения металлов) может возникнуть в случае неисправностей и поломок в механизмах (1) или в результате нарушений правил безопасности при ремонтных работах (2) или от столкновения с другими судами (3). Искра от короткого замыкания в электросети может возникнуть в результате нарушения изоляции (4) или при перегрузках в работе электрооборудования (5). Статическое электричество может возникнуть при трении твердых тел (6) или при перекачке нефтепродуктов (7). Взрывчатая горючая смесь может образоваться при наличии воздуха (14) и паров нефтепродуктов (Ж). Пары нефтепродуктов могут выделяться при подтекании топлива в случае неисправной работы топливной системы двигателей (10), при подтекании топлива или нефтепродуктов из-за неплотностей соединений или нарушения герметичности отсеков (11), при недостаточной производительности вентиляционной системы в насосном отделении (12), при отказах в работе вентиляционных систем (13).
Рис. 1.5. «Дерево причин» опасности возникновения взрыва и пожара на танкере
При анализе нежелательных последствий с помощью «дерева причин» необходимо выявить причины, на которые в данной конкретной ситуации можно влиять посредством предупредительных мер.
Анализ безопасности выполняется априорно или апостериорно, то есть до или после нежелательного события. При априорном анализе выбирают такие нежелательные события или определяют причины, которые являются потенциально возможными для данной системы, составляют набор различных ситуаций и предусматривают средства защиты. Цель апостериорного анализа — разработка рекомендаций по применению средств безопасности для вновь проектируемых систем на основе опыта эксплуатации действующих систем.