Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Управление техносферной безопасностью в строительстве. Учебное пособие
.pdf
.
Ã
Ò
ñð
K
Òt
ñð
B
()
)(
Ã
t
Â
t
å
ÂÂ
Ð
/
( ) (1 )
Ã
Â
à à Ã
t
t
Ê
t
å
ÊÐÊ
1
T
1
Â
Â
t
Ã
Â
T
T
Ê
t
(9.34)
Формула (9.32) верна только в том случае, если поток отказов простей-
ший, и тогда tcp = T.
Часто коэффициент готовности отождествляют с вероятностью того, что
в любой момент времени восстанавливаемая система исправна. На самом деле
указанные характеристики неравноценны и могут быть отождествлены при оп-
ределенных допущениях.
Действительно, вероятность возникновения отказа ремонтируемой системы в начале эксплуатации мала. С ростом времени t эта вероятность возрастает.
Это означает, что вероятность застать систему в исправном состоянии в начале
эксплуатации будет выше, чем по истечении некоторого времени. Между тем
коэффициент готовности не зависит от времени работы.
Для выяснения физического смысла коэффициента готовности К
необ-
Г
ходимо воспользоваться формулой для вероятности застать систему в исправном состоянии. При этом рассматривается наиболее простой случай, когда ин-
тенсивность отказов и интенсивность восстановления есть величины постоянные.
Предполагая, что при t = 0 система находится в исправном состоянии
(Р(0) = 1), вероятность застать систему в исправном состоянии можно опреде-
лить из выражений:
, (9.35)
, (9.36)
где t - средняя наработка на отказ;
tВ -время восстановления;
,
,
. (9.37)
Последнее выражение устанавливает зависимость между коэффициентом
готовности системы и вероятностью застать ее в исправном состоянии в любой
момент времени t.
Из (9.35, 9.36) видно, что PГ(t) →КГ при t → ∞, т. е. практически коэффи-
циент готовности имеет смысл вероятности застать объект в исправном состоя-
нии при установившемся процессе эксплуатации.
В некоторых случаях критериями надежности восстанавливаемых систем
могут быть также показатели безотказности невосстанавливаемых систем, например: вероятность безотказной работы, частота отказов, средняя наработка
131
до отказа, интенсивность отказов. Такая необходимость возникает всегда, когда
имеет смысл оценить надежность восстанавливаемой системы до первого отказа, а также в случае, когда применяется резервирование с восстановлением резервных устройств, отказавших в процессе работы системы, причем отказ всей
резервированной системы не допускается.
9.4. Методы определения экологического риска
Анализ и прогноз негативных изменений качества окружающей среды в
результате природных и антропогенных воздействий становится все более ак-
туальной проблемой [37, 40].
Экологический риск (ЭР) - оценка на всех уровнях - от локального до глобального - вероятности появления негативных изменений в окружающей среде,
вызванных антропогенным или иным воздействием.
Под экологическим риском также понимают возможную степень опасно-
сти причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определен-
ное время
Оценка экологического риска включает:
• изучение сценариев возможных аварий и их последствий для окру-
жающей среды и населения;
• анализ мер предупреждения и ограничения последствий аварий;
• порядок расчета ущерба, нанесенного деятельностью предприятия;
• детализацию способов уменьшения этого ущерба;
• оценку воздействия на среду остаточного загрязнения;
• систему информирования надзорных организаций и граждан о возмож-
ной аварии
Любые хозяйственные или иные решения должны приниматься с таким
расчетом, чтобы не превышать пределы вредного воздействия на окружающую
среду.
Установить эти границы сложно, потому пороги воздействия многих антропогенных и природных факторов неизвестны. Поэтому расчеты ЕР должны
быть достоверными и разнообразными, с выделением риска для здоровья чело-
века и природного среда.
Оценка допустимого риска особенно важна при принятии решений об
инвестировании.
Понятие «риск» включает следующие составляющие:
• возможность отклонения от поставленной цели, ради которой реализу-
ется выбранная альтернатива;
• вероятность достижения желаемого результата;
• отсутствие уверенности в достижении поставленной цели;
• возможность возникновения нежелательных последствий (материаль-
ные или физические убытки, заболеваемость, смертность и т.д.) при проведении
132
или планировании других действий в условиях неопределенности для субъекта,
который рискует;
• материальные, экологические, нравственные и другие расходы, связан-
ные с реализацией выбранной в условиях неопределенности альтернативы;
• ожидания угрозы, неудачи в результате выбора альтернативы и реали-
зации.
Объективная возможность риска обусловлена ??вероятностным характе-
ром многих природных, социальных, технологических процессов, много вариантностью материальных и идеологических соотношений, в которые вступают
субъекты.
Стратегия управления риском может основываться на выборе уровня
риска в пределах от минимального (который считается достаточно малым) до
максимально допустимого.
Разработано несколько стратегий управления экологической безопасностью:
• предотвращения возникновения катастроф вплоть до отказа от продук-
ции опасных производств, закрытие аварийных объектов;
• предупреждение чрезвычайных ситуаций в случае, когда невозможно
предотвратить причиненный катастрофу (строительство защитных сооружений,
дамб, создание подземной инфраструктуры, заблаговременная эвакуация населения;
• смягчение последствий катастроф, внедрение стабилизационных ком-
пенсационных мер
В оценке риска можно выделить 4 основных направления: инженерный,
модельный, экспертный и социальный
Инженерное направление - является расчет вероятностей аварий. Основ-
ные усилия направляются на сбор статистических данных об авариях и связан-
ные с ними выбросы токсичных веществ в окружающую среду.
Модельное направление. Разрабатываются математические модели про-
цессов, которые приводят к нежелательным последствиям для человека и окру-
жающей среды при использовании вредных химических веществ и соединений.
Экспертное направление. При использовании первых двух подходов к
оценке риска часто недостаточно статистических данных или не совсем понят-
ны некоторые принципиальные зависимости. В таком случае единственным источником информации является эксперты. Перед ними ставится задача вероятной оценки последствий событий, связанных с анализом риска.
Социологическое направление позволяет определить степень риска от-
дельными группами населения.
Стратегия управления экологической безопасностью должна опираться
на концепцию ненулевого риска.
Она признает факт недостаточности абсолютной безопасности. Эта кон-
цепция требует не только изучения факторов и источников повышенного риска,
но и предсказания развития событий, оценки последствий природных и техногенных катастроф. Предвидя вероятность таких катастроф и ожидаемый размер
133
потерь, можно избежать в ряде случаев крупных катастроф, находя альтерна-
тивные решения.
В последнее время все большее распространение получает подход к определению риска неблагоприятного события, который учитывает не только вероятность этого события, но и его возможные последствия. Такое «двумерное»
определение риска используется при его количественном оценивании - риск
может быть определен как произведение вероятности события на магнитуду
(меру) ожидаемых последствий. Если в течение периода (чаще всего года) может произойти несколько опасных событий, то показателем риска служит сум-
ма ущербов от всех возможных событий.
, (9.38)
показателях, что и ущерб; n - число возможных вариантов ущербов при наступлении неблагоприятного события, включая нулевой ущерб; Pi - вероятность наступления неблагоприятного события (группы событий); Ui - величина ущерба
в стоимостном выражении [37, 38]:
, (9.39)
где Wi - обобщенная составляющая прогнозируемого вреда по различным
компонентам окружающей среды; Ci - цена i-ой составляющей вреда на единицу измерения с учётом его социально-экономического значения.
Таким образом, для определения величины риска по выражению (9.38)
необходимо иметь информацию, выражающую соответствие значений Pi и Ui, i
= 1, 2,.. n. Такая информация в простейшем случае определяет закон распреде-
ления вероятностей в пространстве ущербов. В предположении непрерывной
зависимости вероятности Pi от значений ущерба u получим Pi = P(u) и выражение (9.38) может быть представлено в интегральном виде:
, (9.40)
В более общем случае, когда ущерб может наступать вследствие различных неблагоприятных и не зависящих друг от друга событий, средний риск
может быть определен согласно следующей формуле:
где P
- вероятность получения ущерба Ui при наступлении события j-го
ij
, (9.41)
типа.
134
Вероятность получения ущерба из формулы (9.41) определяется как ус-
ловная вероятность согласно следующему произведению:
, (9.42)
где Pj - вероятность наступления неблагоприятного события j-го типа; P
i(j)
- вероятность получения ущерба Ui при наступлении события j-го типа.
При условии, что ущербы от различных событий измеряются по одной
шкале (например, в стоимостном выражении) и с учётом формулы (9.42) для
определения величины среднего риска вместо выражения (9.38) можно использовать следующую формулу:
В формуле (9.43) P
выражает закон распределения вероятностей наступ-
j
ления неблагоприятных событий, а P
- законы распределения ущербов при
i(j)
, (9.43)
наступлении каждого из таких событий.
Таким образом, для количественной оценки экологических рисков необходимо знать, прежде всего, сами риски (факторы экологической опасности), а
также методы оценки ущерба от их проявления.
Информационной основой для оценки экологических рисков являются
информация о различных процессах и явлениях, результаты мониторинга экологической обстановки, данные оценки воздействия на окружающую среду
(ОВОС), экологической экспертизы и аудита, экологической и санитарногигиенической паспортизации, государственного учета и регистрации.
В рамках экологических рисков рассматриваются опасности, возникающие при взаимодействии экономических объектов и сосуществующих с ними
экосистем. Крупные экономические объекты, пересекающие значительные территории, требующие изменения ландшафтов при строительстве и влияющие на
него в процессе эксплуатации, существенно нарушают сложившиеся экосистемы. Обычным следствием появления таких объектов оказываются явления, которые иногда называют «ранами Земли» (залитые нефтью безжизненные земли
вдоль нефтепроводов, отравленные поверхностные воды в местах горной добы-
чи, загрязнение воздуха на больших территориях и др.).
Таким образом, очевидна необходимость разработки классификации факторов экологической опасности, позволяющей выявлять при комплексной экологической оценке территорий всю совокупность причин, которые обуславливают или могут вызвать негативные изменения в параметрах качества компонентов окружающей среды. Классификация факторов экологической опасности
позволяет перейти к оценке экологических рисков, как вероятности их прояв-
ления.
Оценка экологического риска является основой для управления им и на
макроуровне ее проводят обычно в следующих целях:
135
-поддержка принятия решений по экологической безопасности предпри-
ятий и промышленных комплексов;
- поддержка принятия решений по выбору направлений экономического
развития на основе сравнения воздействия альтернативных технологий на здо-
ровье населения и окружающую среду;
- коммуникации риска.
При оценке риска вероятность выступает как мера (показатель) риска,
удобная для сравнения рисков для одного объекта или субъекта от различных
событий или для различных объектов (субъектов) в типовых условиях функ-
ционирования (деятельности).
Оценка ущерба от проявления факторов экологической опасности явля-
ется одним из важнейших инструментов управления природоохранной деятель-
ностью.
В промышленных странах оценка экологических ущербов напрямую свя-
зана с нарушением функционирования экономической системы при нанесении
вреда окружающей среде. Экологический ущерб U
рекомендуется опреде-
экол
лять как сумму ущербов от различных видов вредного воздействия на объекты
окружающей природной среды:
где Э
ных ресурсов; Э
- ущерб от загрязнения атмосферы; Эв - ущерб от загрязнения вод-
а
- ущерб от загрязнения почвы; Эб - ущерб, связанный с унич-
п
тожением биологических (в т.ч. лесных) ресурсов; Э
, (9.44)
- ущерб от засорения (по-
о
вреждения) территории обломками зданий, сооружений и оборудования.
При рассмотрении экологических сторон последствий тяжелых аварий
или катастроф целесообразно оперировать понятиями полного, косвенного и
прямого ущербов.
Прямой экологический ущерб обусловлен негативным воздействием на
почву, растительный и животный мир, водоемы, атмосферу, а его оценки связа-
ны с негативным влиянием на нынешнее поколение людей.
Косвенный экологический ущерб имеет глобальный масштаб, например,
нарушение климатического баланса, ухудшение качества природных ресурсов,
гибель и уменьшение численности зверей и птиц. Он следует из негативного
влияния на жизнедеятельность будущих поколений людей.
Экологический ущерб тесно связан с социальным. Именно человек в
процессе хозяйственной деятельности определяет, какие экосистемы и на какой
территории он должен сохранить как для себя, так и для потомков. Общество
определяет природоохранную политику исходя из общественной значимости
территорий при подчиненном значении степени их загрязненности. В настоя-
щее время внедряются в основном лишь следующие принципы:
-принцип равномерности - уменьшение антропогенных нагрузок вырав-
ниванием по территории страны;
136
-принцип эффективности - проведение первоочередных мероприятий там,
где легче и быстрее выйти на приемлемый уровень качества среды;
-принцип учета уникальности нарушаемых при хозяйственной деятельно-
сти природных объектов.
Применяемые в настоящее время методики оценки последствий загрязнения окружающей среды, в основном ориентированы на экологическое воздействие нормально (т.е. с небольшими отклонениями) функционирующих про-
мышленных и других объектов на природу и население.
Степень ущерба для здоровья человека и методы его оценки различаются
в зависимости от длительности и уровней негативных воздействий. При постоянно или продолжительно действующих слабоинтенсивных негативных факторах (повышенные концентрации вредных веществ в воздухе, малые дозы радиации и др.) в организме человека наблюдаются неблагоприятные эффекты,
влияющие на его здоровье. Для количественной оценки ущерба от слабоинтен-
сивных факторов используются модели зависимости «доза - эффект» [26]. При
кратковременно действующих поражающих факторах значительной интенсивности, обычно происходящих в случайные моменты времени в форме опасных
событий, ущерб для человека наступает в случае превышения уровней воздействий некоторых предельных (пороговых) значений. Для количественных оце-
нок используется факторная модель «действующая нагрузка - критическая нагрузка» (или «несущая способность»).
Последствия для человека от негативных воздействий любого вида выражаются бинарной переменной w:
(9.45)
(9.46)
где - действующая на человека нагрузка; - несущая способность
конкретного человека.
Несущая способность зависит от дифференциальных характеристик не-
гативных воздействий, в частности, длительности действия (экспозиции). По
совокупности индивидов она имеет существенный разброс (т.е. является слу-
чайной величиной), который в задачах прогноза обычно не учитывается.
Риск здоровью человека можно определить с использованием модели
«нагрузка - несущая способность» через частоту смертей:
, (9.47)
где λ
и λ - частоты негативных и поражающих воздействий, соответст-
0
венно; u - случайная величина уровней негативных воздействий, P(u > uкр) - ус-
ловная вероятность смерти, т.е. поражающего воздействия, условием которого
является превышение действующей нагрузки критической для человека.
137
Тогда математические ожидания числа поражающих воздействий в год
, (9.48)
Для редких событий индивидуальная вероятность смерти вычисляется
как вероятность хотя бы одного поражающего воздействия в год:
= (9.49)
т.е. риск выражается через частоту поражающих воздействий.
Прямой экологический ущерб связан с ущербом природной среде. Укажем на особенности оценки ущерба, обусловленного непрерывными выбросами
загрязняющих веществ в природную среду. В соответствии с требованиями существующих методических рекомендаций по администрированию платы за негативное воздействие на окружающую среду выбросов, для производственных
предприятий в расчетном периоде устанавливаются различные нормативы вы-
плат за данные вредные выбросы - в пределах, установленных для них лимитов
и сверх них.
В случае не превышения предельно допустимых выбросов, величина вы-
плат S
(руб) за них в атмосферу и водные объекты определяется следующим
1
образом:
, (9.50)
где t и T - год планового периода и его общая продолжительность; St, -
затраты на снижение токсодозы вредных выбросов в текущем году и приведенный лимит таких выбросов, установленный с учетом вида загрязняющих веществ, их допустимого объема и предельно допустимых концентраций в атмо-
сферном воздухе или воде, соответственно.
При превышении объема предельно допустимых выбросов, соответст-
вующие издержки предприятий S
рассчитываются по формуле:
2
, (9.51)
где S
- затраты предприятия, необходимые для достижения установлен-
jt
ного лимита выбросов; dM
- плановый приведенный объем вредных выбросов,
jt
установленный предприятию в текущем году.
Косвенный ущерб включает убытки, понесенные вне зоны прямого воз-
действия. К косвенному ущербу можно отнести и плохо поддающиеся стоимо-
стной оценке отрицательные социальные эффекты.
138
В качестве оценки косвенного ущерба могут использоваться экспертные
оценки в долях от прямого ущерба без его детализации и анализа для отдельных составляющих. При детальном анализе целесообразно анализировать
ущерб применительно к отдельным группам объектов, косвенный ущерб от по-
вреждения которых имеет ряд общих черт.
Логическим продолжением оценки риска является управление его уров-
нем, которое направлено на обоснование наилучших (оптимальных) в данной
ситуации решений по его минимизации, а также динамическому контролю (мониторингу) экспозиций и рисков, оценке эффективности и корректировке оздоровительных мероприятий. Управление риском базируется на совокупности
политических, социальных и экономических оценок величин риска, сравнительной характеристике возможных ущербов для окружающей природной среды и здоровья общества, возможных затрат на реализацию различных вариантов управленческих решений по снижению риска и выгод, которые будут получены в результате реализации мероприятий (например, предотвращенные слу-
чаи заболеваний и др.).
Процесс управления риском состоит из четырех элементов: сравнитель-
ная оценка и ранжирование рисков, определение уровней приемлемости риска,
выбор стратегии снижения и контроля риска, принятие управленческих (регу-
лирующих) решений.
В самом общем виде в основе управления риском лежит метод оптими-
зации соотношений выгоды и ущерба. Алгоритм стратегии управления риском
основан на логических операциях выбора направления действий в зависимости
от выполнения критериев приемлемости параметров экологического риска [65,
72].
Рассмотренная методика позволит проводить количественную оценку
экологических рисков, что в свою очередь будет способствовать выработке вариантов и выбору оптимальных управленческих решений, минимизирующих не
только вероятность проявления факторов экологической опасности, но и ущерб
в случае их реализации.
139
Заключение
Управление техносферной безопасностью в строительной индустрии наука о комфортном взаимодействии человека с техносферой, с производствен-
ной средой. Первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необ-
ходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе.
Чтобы решить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное влияние на человека и природу до до-
пустимых уровней.
В среде обитания человека постоянно существует и действует мир естественных, техногенных и антропогенных опасностей. Естественные опасности
хорошо известны человеку, им найдены и изучены. Широко используются
средства и меры защиты от их негативного воздействия.
Мир техногенных опасностей вполне познаваем и у человека есть достаточно сил и средств для защиты. Высокая значимость техногенных опасностей
в современном обществе обусловлена несовершенством техники и технологий
и наличием отходов при любом виде деятельности.
Антропогенные опасности во многом обусловлены недостаточным вниманием человека к проблеме безопасности, склонности к риску и пренебре-
жению опасностью. Основной целью курса «Управление техносферной
безопасностью» является обогащение будущих инженеров теоретическими
знаниями и практическими навыками, необходимыми для создания безопасных
условий в производственной среде и в строительной индустрии.
Воздействие антропогенных опасностей может быть сведено к минимуму
за счет обучения руководителей и специалистов, работников рабочих профессий основам безопасности жизнедеятельности на производстве, охране труда,
трудового кодекса.
Эти знания и навыки должны обеспечить формирование инженера как
специалиста, способного самостоятельно решать разные вопросы безопасности
жизнедеятельности на производстве, при разработке новой техники и
технологий, проработке мероприятий по охране труда, принимать правильные
решения при дефиците времени и умение решать проблему защиты от
потенциальных опасностей, создания и функционирования системы управления
техносферной безопасностью в строительстве, чтобы свести до минимума риск
любого вида деятельности в техносфере.
Формирование техносферы высокого (допустимого) качества по отношению к человеку возможно на основе превентивного анализа опасностей и устранения ноксосферных зон в техносфере за счет ограничения потоков от источ-
ников опасностей и применения средств защиты на стадиях проектирования и
использования техносферы.
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]