3. Оценка безопасности источника опасности

На технологическом оборудовании, на рабочем месте, в технологическом процессе имеется множество источников опасности , каждый из которых характеризуется параметрами (φ_i, ρ_i, τ_i) и их допустимыми значениями (φ_i^d, ρ_i^d, τ_i^d).

Представим это множество как пространство измеримых величин, на котором введем норму

, где x_i = φ_i, или ρ_i, или τ_i, а x_i^d = φ_i^d, или ρ_i^d, или τ_i^d

Таким образом, формализация пространства параметров источника опасности позволяет оценить степень его безопасности:

, если x_{i k} < x^d _ik (2.1)

0, если хотя бы для 1 из x_{i k} ≥x^d _ik

При x_{i k} ≥x^d _ik действующее значение параметра источника опасности превышает допустимое значение, что означает опасное воздействие этого источника опасности на человека.

Естественно, что необходимым условием для травмы или гибели С_i^п является выполнение этого условия для мощности источника опасности,

С^п = φ_i ≥ φ_i^d,

а ρ_i и τ_i являются достаточными условиями. Иначе говоря,

φ_i < φ_i^d,

С^б_i = ρ_i > ρ_i^d, (2.2)

τ_i < τ_i^d.

φ_i > φ_i^d,

С^ос_i = ρ_i > ρ_i^d, (2.3)

τ_i < τ_i^d.

φ_i > φ_i^d φ_i ≥ φ^d,

С^п_i = ρ_i < ρ_i^d или ρ > ρ^d , (2.4)

τ_i > τ_i^d τ ≥ τ^d.

Возвращаясь к оценке эффективности системы безопасности, укажем:

Вероятность перехода из состояния С^б_i в состояние С^ос_i α₁₂ есть вероятность того, что мощность источника опасности превысит допустимые значения Р(φ_i > φ_i^d), а вероятность того, что (ρ < ρ^d и τ_i > τ_i^d) равна нулю.

φ_i > φ_i^d

α₁₂ = Р₁₂ ρ > ρ^d (2.5)

τ < τ^d

Вероятность перехода из состояния С^ос_i в безопасное состояние С^б_i есть вероятность возвращения мощности источника опасности из превышения допустимого значения в допустимое.

α₂₁ = Р₂₁(φ_i φ_i < φ_i^d ) (2.6)

Вероятность перехода из состояния опасной ситуации С^ос_i в состояние происшествия С^п_i

φ_i > φ_i^d φ_i > φ_i^d

α₂₃ = Р₂₃ ρ_i < ρ_i^d или Р₂₃ ρ_i < ρ_i^d (2.7) τ_i < τ_i^d τ_i > τ_i^d

4. Безопасность человека

В главе 1 модель системы безопасности включает уравнение состояния человека:

C_L = C_Ч = F₂ [{S_Ч}, C_T, C_E, C_J, C_Y]. (3.1)

Исключим пока из рассмотрения влияние информации и управления. Обозначим показатель безопасности техники В_Т, а показатель безопасности среды В_Е. Тогда (3.1) можно представить следующим образом:

C_Ч = [B_T + ΔB_T{S_Ч^T} + B_E + ΔB_E{S_Ч^E} + ΔB_T(E) + ΔB_E(T)], (3.2)

где: ΔB_T{S_Ч^T} - изменение показателя безопасности техники от «собственных» свойств человека,

ΔB_E{S_Ч^E} - изменение показателя безопасности среды от «собственных» свойств человека,

ΔB_T(E) - изменение показателя безопасности техники от влияния среды,

ΔB_E(T)]- изменение показателя безопасности среды от влияния техники.

Рассмотрение показателей безопасности техники В_T и среды В_Е предстоит в следующих главах. Сейчас рассмотрим «собственные» свойства безопасности человека, под которыми будем понимать свойства человека, обеспечивающие его безопасность. Такими свойствами являются:

• обученность практическим навыкам правильной и безопасной работы,

• дисциплинированность,

• выносливость,

• прочность скелета,

• электрическое сопротивление кожи человека,

• невосприимчивость к химическим веществам,

• невосприимчивость к холоду,

• невосприимчивость к изменению атмосферного давления,

• устойчивость к радиации,

• невосприимчивость к электромагнитным полям.

Первые три свойства можно сгруппировать показателем отсутствия ошибок как вероятность отсутствия ошибки, через которую выходим на интенсивность ошибок _ош, т.е. количество ошибок в единицу времени, а через этот параметр – на среднее время между ошибками .

Для конкретного рабочего места выбираются  необходимых «собственных» свойств человека. Тогда:

, (3.3)

где: ,

- коэффициент влияния свойства на показатель безопасности техники,

- отклонения показателя свойств от расчетных, полученных в медицинских исследованиях.

Рассмотрим «собственные» свойства человека относительно природы. Такими свойствами могут служить:

• обученность правилам поведения в природных условиях,

• умение плавать,

• устойчивость к солнечной радиации,

• устойчивость к аллергенам.

Первые два свойства относятся к безошибочности и оцениваются также временем между двумя ошибками.

, (3.4)

где: ,

- коэффициент влияния свойства на показатель безопасности природы.

Очень интересными являются показатели безопасности техники при влиянии природы и показатели безопасности природы при влиянии техники .

Обозначим источники опасности природы , . Причем очевидно, что существует обратное воздействие некоторых факторов техники через природу вновь на технику. Это, например, загрязнение атмосферы, воды, грунта химическими соединениями, которые затем воздействуют на технику, в виде «кислотного» дождя, «кислотной» пыли и т.п. Тогда:

, (3.5)

. (3.6)

В предыдущей главе 2 рассмотрены параметры источника опасности φ, ρ и τ. В процессе работы эти параметры могут изменяться как закономерно (износ элементов оборудования, старение материалов, разрегулировки), так и случайно (внезапный отказ, ошибка персонала, случайные природные явления).

Обозначим: U₁ – случайное событие изменения φ,

U₂ – случайное событие изменения ρ,

U₃ - случайное событие изменения τ.

Тогда φ = φ (U₁ (t), t),

ρ = ρ (U₂ (t), t), (3.7.)

τ = τ (U₃ (t), t).

Рис. 3.1

Изменения случайных величин φ(t), ρ (t), τ (t) будут иметь вид:

, (3.8)

, (3.9)

. (3.10)

В (3.8), (3.9), (3.10) , , - плотности распределения вероятностей случайной величины изменения величины параметра. Поскольку это случайное изменение величины параметра зависит от большого разнообразия факторов, то, как правило, это распределение подчинено нормальному закону. Так как это изменение не может быть ни +∞, ни -∞, т.е. ограничено физическим смыслом, то случайные величены подчинены усеченному нормальному закону.

Рис. 3.2

, (3.11)

где: С – коэффициент усечения,

- среднеквадратическое отклонение усеченного нормального закона.

В (3.8), (3.9), (3.10) - функции закономерного изменения параметров источников опасности во времени, т.е. функции старения, износа, разрегулировки.

- плотности распределения времени наступления случайного события U₁(t), U₂(t), U₃(t). Распределение времени наступления событий зависят от принятых законов распределения: экспоненциальное, Вейбулла или др. Если принято экспоненциальное распределение, где - параметр потока отказов, то среднее время между двумя отказами:

. (3.12)

В любом случае общий подход к оценке М(t) известен:

. (3.13)

В итоге определены реальные функции изменения параметров источников опасности:

, (3.14)

, (3.15)

. (3.16)