Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Системный анализ и моделирование в промышленной безопасности. В 3 частях. Ч.1. Практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

11.08.2026

Размер:

522 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 108 9 10 > Следующая >>>

Таблица 3.1

Исходные события для дерева отказов

	Номер	Наименование события или состояния системы
	события	Наименование события или состояния системы
	события

	1	Система автоматической выдачи дозы (САВД) оказалась
	1	отключенной (ошибка контроля исходного положения)
		отключенной (ошибка контроля исходного положения)
	2	Обрыв цепей передачи сигнала от датчиков объема дозы
	3	Ослабление сигнала выдачи дозы помехами
	3	(нерасчетное внешнее воздействие)
		(нерасчетное внешнее воздействие)
	4	Отказ усилителя-преобразователя сигнала выдачи дозы
	5	Отказ расходомера (измерителя потока горючего)
	6	Отказ датчика уровня горючего в баке
	7	Оператор не заметил световой индикации о неисправности
	7	САВД (ошибка человека)
		САВД (ошибка человека)
	8	Оператор не услышал звуковой сигнализации
	8	о неисправности (не исходном состоянии) САВД
		о неисправности (не исходном состоянии) САВД
	9	Оператор не знал о необходимости отключения насоса
	9	по истечении заданного времени
		по истечении заданного времени
	10	Оператор не заметил индикации хронометра об истечении
	10	установленного времени заправки
		установленного времени заправки
	11	Отказ датчика времени заправки (хронометра)
	12	Отказ автоматического выключателя электропривода насоса
	13	Обрыв цепей управления приводом насоса подачи горючего

Анализ дерева отказов позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию, а также установить связанные с ними минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии (минимальные пропускные сочетания и минимальные отсечные сочетания соответственно).

Минимальные пропускные сочетания – это набор исходных событий, обязательное (одновременное) возникновение которых достаточно для появления головного события (аварии). Для дерева событий, отображенного на рис. 3.2, такими событиями и (или) сочетаниями являются: {12}, {13}, {1;7}, {1;8}, {1;9}, {1;10}, {1;11}, {2;7}, {2;8}, {2;9}, {2;10}, {2;11}, {3;7}, {3;8}, {3;9}, {3;10}, {3;11}, {4;7}, {4;8}, {4;9},

{4;10}, {4;11}, {5;7}, {5;8}, {5;9}, {5;10}, {5;11}, {6;7}, {6;8}, {6;9}, {6;10}, {6;11}. Минимальные пропускные сочетания используются главным образом для выявления «слабых» мест.

Предупреждение возникновения аварийной ситуации может быть достигнуто нарушениями вышеуказанных условий, пресечением возможности прохождения сигнала до головного события. Это делается исключением одновременно обеих предпосылок верхнего уровня («команда на отключение не поступила» и «команда на отключение не осуществлена»), что равносильно недопущению любой из предпосылок следующего уровня и сразу двух исходных событий {12} и {13}. Следовательно, если анализировать аналогичным путем условия пресечения сигнала от исходных событий до промежуточных событий, то легко установить два минимальных отсечных сочетания, каждое из которых включает {1;2;3;4;5;6;12;13} и {7;8;9;10;11;12;13}. Минимальные отсечные сочетания – набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события (аварии) при условии невозникновения ни одного из составляющих этот набор событий. Минимальные отсечные сочетания используются главным образом для определения наиболее эффективных мер предупреждения аварии.

Проведенные результаты предварительного качественного анализа процесса возникновения аварийной ситуации позволяют оценить условия ее появления и предупреждения.

Количественный анализ сводится к определению вероятности появления головного события (аварии), значимости и критичности событий. Вклад события или аварийного сочетания в появление конечного события (аварии) называется его значимостью. Критичность события определяется тяжестью потенциальных последствий (событие, приводящее к жертвам, к невыполнению основной задачи, к задержкам или потере работоспособности, к дополнительному, незапланированному обслуживанию).

Расчет вероятности событий дерева отказов P, соединенных логическим условием «И», производится по формуле

n
P Pi ,	(3.1)

i 1

авероятность событий, соединенных логическим условием «ИЛИ», рассчитывается по формуле

n
P 1 1 Pi ,	(3.2)

i 1

где Pi – вероятность возникновения i-го события в рассматриваемом сочетании;

n – число событий в сочетании.

Зная вероятности исходных событий, по формулам (3.1) и (3.2) несложно определить вероятности промежуточных событий разных уровней, а затем и вероятность появления головного события (аварии).

Для определения значимости событий используется критерий Фусселя – Везели IiFV [2], определяемый по формуле

IFV	Pi	,	(3.3)

i	P

где Pi – вероятность появления i-го события;

P – вероятность появления головного события (аварии).

3.3. Практическая часть

Пример 3.1

Для сценария развития аварийной ситуации на автозаправочной станции, связанной с проливом топлива из-за переполнения бака транспортного средства, методом «анализ дерева отказов» (см. рис. 3.2) определить:

–вероятность аварийного разлива топлива из-за переполнения бака транспортного средства при его заправке;

–вероятности событий разного уровня;

–значимость промежуточных событий: «САВД не выдала команды» и «оператор не выдал команды».

Вероятности исходных событий в соответствии с их номерами (номера исходных событий см. табл. 3.1) приведены в табл. 3.2. Данные по вероятностям представлены на период времени один год.

Таблица 3.2

Вероятности исходных событий

Номер исходного	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
события	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
события
го события Рi, год–1	10· –4	10–6	10–5	10· –4	10· –4	10· –4	10· –3	10–4	10–4	10· –3	10–6	10–6	10–6
Вероятность исходно-
	5			2	3	2	5			4

Решение

1. Определим вероятности событий нижнего уровня, соединенных логическим условием «ИЛИ», по формуле (3.2).

Рассчитаем вероятность отказа средств передачи сигнала, зная вероятности исходных событий (2 – обрыв цепей передачи сигнала от датчиков объема дозы и 3 – ослабление сигнала выдачи дозы помехами), приведенные в табл. 3.2. Обозначим вероятность отказа средств передачи сигнала РА:

РА 1 1 Р2 1 Р3

1 1 0,00001 1 0,0001 1,09999 10 4 год 1.

Аналогично рассчитаем остальные вероятности событий нижнего уровня, соединенных логическим условием «ИЛИ».

Вероятность отказа средств выдачи сигнала обозначим РБ:

РБ 1 1 Р5 1 Р6

1 1 0,0003 1 0,0002 4,9994 10 4 год 1.

Вероятность того, что оператор не среагировал на отказ САВД, обозначим РВ:

РВ 1 1 Р7 1 Р 8

1 1 0,005 1 0,001 5,995 10 3 год 1.

Вероятность того, что оператор не смог отключить насосы вовремя, обозначим РГ:

РГ 1 1 Р10 1 Р11

1 1 0,004 1 0,00001 4,00996 10 3 год 1.

Вероятность того, что команда на отключение не осуществлена, обозначим РД:

РД 1 1 Р12 1 Р13

1 1 0,00001 1 0,00001 1,99999 10 5 год 1.

2.Определим вероятности событий последующих уровней, соединенных логическим условием «ИЛИ», по формуле (3.2).

Вероятность того, что САВД не выдала команды, обозна-

чим РЕ:

РЕ 1 1 Р1 1 РА 1 Р4 1 РБ ;

РЕ 1 1 5 10 4 1 1,09999 10 41 2 10 4 1 4,9994 10 4 1,3094 10 3 год 1.

Вероятность того, что оператор не пытался отключить насосы, обозначим РЖ:

РЖ 1 1 Р9 1 РГ

1 1 10 4 1 4,00996 10 3 4,1096 10 3 год 1.

Вероятность того, что оператор не выдал команды, обозначим РЗ:

РЗ 1 1 РВ 1 РЖ

1 1 5,995 10 3 1 4,1096 10 3 1,008 10 2 год 1.

3. Вероятность событий, соединенных логическим условием «И», определим по формуле (3.1).

Вероятность того, что команда на отключение не поступила, обозначим РИ:

РИ РЕ РЗ 1,3094 10 3 1,008 10 2

1,3199 10 5 год 1.

4.Вероятность головного события Р – переполнение бака

ипролива топлива, которое может произойти в результате промежуточных событий, соединенных логическим условием «ИЛИ», найдем, используя формулу (3.2):

Р1 1 РИ 1 РД

1 1 1,3199 10 5 1 1,99999 10 5

3,3199 10 5 год 1.

5.По формуле (3.3) определим значимость следующих промежуточных событий:

– «САВД не выдала команды»:

IFV	Р	1,3094 10 3
	Е		39,44;

Е	Р	3,3199 10 5

– «оператор не выдал команды»:

IFV РЗ 1,008 10 2 303,62.

ЗР 3,3199 10 5

Вывод. Рассчитаны вероятность аварийного разлива топлива из-за переполнения бака транспортного средства при его заправке и вероятности событий разного уровня. Вероятность аварийного разлива топлива составила 3,32 · 10–4 год–1. Определена значимость промежуточных событий: «САВД не выдала команды» и «оператор не выдал команды». Показано, что значимость события «оператор не выдал команды» существенно выше.

Задача 3.1

Используя метод «анализ дерева отказов», определить вероятность головного события – аварийный разлив топли-

ва из-за переполнения бака транспортного средства при его заправке (дерево отказов для данного сценария приведено на рис. 3.2), а также вероятности событий разного уровня. Оценить значимость всех промежуточных событий.

Варианты исходных данных к задаче приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Варианты исходных данных для задачи 3.1

Номер				Вероятности исходных событий Рi, год–1
вари-			(номера исходных событий соответствуют табл. 3.1)
анта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	0,030	0,001	0,030	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,030	0,002	0,001	0,001	0,001
2	0,002	0,006	0,002	0,010	0,003	0,001	0,002	0,002	0,011	0,001	0,002	0,014	0,013
3	0,022	0,003	0,022	0,003	0,003	0,003	0,003	0,010	0,012	0,020	0,003	0,001	0,020
4	0,020	0,004	0,020	0,003	0,008	0,001	0,010	0,008	0,008	0,009	0,004	0,002	0,012
5	0,011	0,006	0,011	0,008	0,007	0,001	0,005	0,011	0,007	0,012	0,005	0,003	0,005
6	0,002	0,001	0,002	0,001	0,003	0,003	0,006	0,006	0,005	0,020	0,006	0,004	0,006
7	0,003	0,006	0,003	0,008	0,005	0,003	0,020	0,001	0,020	0,007	0,007	0,015	0,007
8	0,005	0,005	0,005	0,004	0,010	0,002	0,003	0,002	0,009	0,016	0,008	0,006	0,011
9	0,012	0,005	0,012	0,001	0,001	0,013	0,004	0,013	0,008	0,021	0,009	0,007	0,012
10	0,013	0,003	0,013	0,002	0,002	0,002	0,006	0,014	0,007	0,009	0,001	0,012	0,009
11	0,014	0,005	0,014	0,002	0,002	0,005	0,011	0,005	0,011	0,014	0,002	0,004	0,005
12	0,015	0,001	0,015	0,001	0,001	0,004	0,003	0,006	0,015	0,028	0,003	0,006	0,014
13	0,016	0,004	0,016	0,001	0,001	0,007	0,008	0,007	0,008	0,005	0,004	0,012	0,013
14	0,030	0,030	0,001	0,001	0,002	0,001	0,001	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,030
15	0,002	0,002	0,014	0,010	0,001	0,002	0,002	0,014	0,003	0,001	0,002	0,002	0,011
16	0,022	0,022	0,001	0,003	0,020	0,003	0,003	0,001	0,003	0,003	0,003	0,010	0,012
17	0,020	0,020	0,002	0,003	0,009	0,004	0,004	0,002	0,008	0,001	0,010	0,008	0,008
18	0,011	0,011	0,003	0,008	0,012	0,005	0,005	0,003	0,007	0,001	0,005	0,011	0,007
19	0,002	0,002	0,004	0,001	0,020	0,006	0,006	0,004	0,003	0,003	0,006	0,006	0,005
20	0,003	0,003	0,015	0,008	0,007	0,007	0,007	0,015	0,005	0,003	0,020	0,001	0,020
21	0,014	0,002	0,002	0,002	0,016	0,008	0,005	0,004	0,021	0,001	0,011	0,021	0,008
22	0,008	0,030	0,003	0,003	0,030	0,009	0,016	0,006	0,009	0,002	0,012	0,009	0,004
23	0,023	0,001	0,004	0,004	0,002	0,001	0,011	0,001	0,014	0,002	0,009	0,014	0,001
24	0,001	0,021	0,002	0,015	0,022	0,002	0,003	0,006	0,028	0,001	0,005	0,028	0,002
25	0,034	0,016	0,002	0,001	0,014	0,003	0,008	0,005	0,005	0,001	0,014	0,005	0,011
26	0,002	0,005	0,001	0,005	0,001	0,008	0,016	0,010	0,002	0,005	0,005	0,006	0,005
27	0,001	0,003	0,021	0,016	0,034	0,002	0,030	0,005	0,013	0,021	0,012	0,012	0,012
28	0,001	0,005	0,016	0,011	0,002	0,003	0,002	0,006	0,014	0,009	0,013	0,001	0,013
29	0,002	0,001	0,005	0,003	0,001	0,003	0,022	0,020	0,005	0,014	0,014	0,002	0,014
30	0,001	0,002	0,003	0,008	0,001	0,008	0,014	0,011	0,006	0,028	0,015	0,010	0,015

Библиографический список

1.Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 03.11.2022 № 387 «Об утверждении руководства по безопасности «Методические основы анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах».

2.Хенли Э.Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска / пер. с англ. В.С. Сыромятникова, Г.С. Деминой; под общ. ред. В.С. Сыромятникова. – М.: Машиностроение, 1984. – 528 с., ил.

Приложение 3.1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Событие – нежелательное отклонение от нормы или ожидаемого состояния компонентов системы.

Верхнее (головное) событие – нежелательное событие или инцидент на вершине дерева отказов, от которого спускаются вниз, пользуясь логическими воротами (условиями).

Промежуточное событие – событие, позволяющее комбинировать различные события (исходные или более низкого уровня), которые рассматриваются в развитии посредством условий.

Исходное событие – отказ в работе оборудования или ошибка персонала, которые при рассмотрении не разбиваются на отдельные составные события более мелкого масштаба.

Неразвивающееся событие – возможные причины нежелательного события не рассматриваются в развитии по причине того, что условия возникновения данного события недостоверны или имеющейся информации недостаточно.

Условие (логические ворота) – логическая связь между входными событиями (событиями более низкого уровня) и отдельными выходными событиями (более высокого уровня).

Условие «И» объединяет входные события, каждое из которых должно существовать одновременно с другими.

Условие «ИЛИ» используется в случае, если для определения последующего выходного события достаточно ввести данные об одном каком-либо предыдущем событии.

Практическое занятие 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗВИТИЯ АВАРИИ, ВЫЗВАННОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ РЕЗЕРВУАРА, МЕТОДОМ «АНАЛИЗ ДЕРЕВА СОБЫТИЙ»

4.1.Цель работы

1.Изучить термины и понятия, связанные с моделированием процесса развития аварий методом «анализ дерева событий».

2.Ознакомиться с порядком построения деревьев событий и методом «анализ дерева событий».

3.Построить дерево событий одной из заданный аварийных ситуаций, связанных с разгерметизацией резервуара

спожаровзрывоопасным и (или) токсичным веществом.

4.Определить частоты разных сценариев развития аварий.

4.2.Общие сведения

Авария – разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте (ОПО), неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ [1].

Сценарий аварии (сценарий развития аварии) – последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим (исходным) событием, приводящих к возникновению поражающих факторов аварии и причинению ущерба от аварии людским и (или) материальным ресурсам или компонентам природной среды. Под типовым сценарием аварии понимается сценарий аварии после разрушения отдельного сооружения и (или) технического устройства, а также возникновения неконтролируемого взрыва и (или) выброса опасных веществ из единичного технологиче-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 108 9 10 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]