Питання для самоконтролю

1. Що відноситься до загальних ознак транспортних подій, що виникли при русі рухомого складу?

2. Що таке катастрофа на залізничному транспорті?

3. Що таке аварія на залізничному транспорті?

4. Дайте визначення серйозного інциденту. Що відноситься до серйозних інцидентів?

5. Які транспортні події відносяться до інцидентів?

6. Які транспортні події відносяться до порушень?

7. Порядок прийняття рішень щодо розгляду матеріалів причин транспортних подій.

8. Основні напрямки системи профілактичної роботи з питань безпеки руху на залізниці.

5. Розвиток небезпечних явищ у надзвичайних ситуаціях

5.1. Аварійні ситуації в технічних системах

Види ініціюючих подій. Небезпека потенційно небезпечних об’єктів транспортної інфраструктури та інфраструктури оточуючого середовища виявляється у випадку їх аварій. Ініціюючим або вихідними подіями для аварій можуть бути як зовнішні, так й внутрішні по відношенню до даних об’єктів події. До внутрішніх подій відносяться відмови технічних пристроїв, які впливають на безпеку, хибні дії персоналу (так званий „людський фактор”), пожежі та ін., а до зовнішніх – небезпечні природні явища, диверсії, несанкціоновані дії [23,26,27].

Вище було розглянуте визначення аварійної ситуації. Аварійна ситуація з об’єктом є комбінація умов і обставин, які спричиняють аварійні впливи на об’єкти. Причинами таких ситуацій можуть бути транспортні події, відмови технічних пристроїв, небезпечні природні явища (удар блискавки, землетрус, урагани, обвали, повені й т.д.), людський фактор. Види і параметри аварійних впливів на потенційно небезпечні об’єкти при їх експлуатації визначаються за допомогою спеціальних моделей аварійних ситуацій з такими моделями.

Аварійні ситуації з потенційно небезпечними об’єктами за можливістю їх реалізації розподіляються на такі види [26,27]:

- режимні, що виникають при штатному функціонуванні об’єкту; наслідки від них передбачені, а захищеність від них персоналу і населення висока;

- проектні, що виникають при виході за допустимі межі штатних режимів з непередбачуваними й припустимими наслідками; захищеність від них достатня;

- поза проектні – виникають при неповоротних пошкодженнях відповідальних елементів з високими збитками і людськими жертвами; ступінь захищеності від них недостатня, з необхідністю проведення у наступному відновлювальних робіт;

- гіпотетичні – можуть виникати при непередбачуваних у проекті варіантах і сценаріях розвитку аварії з максимально можливими збитками і жертвами; захищеність від них низька й відновленню об’єкти після аварії не підлягають.

Ймовірносна оцінка безпеки об’єктів визначається з оцінок ймовірностей двох подій:

1) виникнення аварійної ситуації, що супроводжується впливом на потенційно небезпечні об’єкти аварійного навантаження;

2) переростання аварійної ситуації в аварію - завчасне спрацювання або руйнування об’єкта при умові впливу аварійного навантаження. З аварією пов’язані негативні наслідки, що розрізняються у залежності від каналу розвитку аварії та множини факторів впливу.

Аварійні ситуації є випадковими подіями.

Нехай А₁, А₂,…,А_і,…,А_m – події аварійних ситуацій різного типу за визначений проміжок часу (як правило, за рік), m – число можливих типів аварійних ситуацій. Кількісна можливість появи аварійної ситуації оцінюється частотою або (для різних подій) ймовірністю Р(А_і) реалізації. Частота виникнення аварійної ситуації і-го типу (і= ) для довільного зразка об’єкта з сукупності, що знаходиться в експлуатації, оцінюється по статистиці аварійних ситуацій за достатньо значній термін часу або по теоретичним моделям. Сукупність частот (і= ) є складовою частиною опису ( моделі) умов експлуатації потенційно небезпечних об’єктів.

Потенційно небезпечні об’єкти можна розподілити на дві групи: стаціонарні та рухомі (транспортуємі). Найбільш часто аварійні ситуації з небезпечними вантажами при їх перевезенні. Ймовірність транспортних подій залежить від числа транспортних засобів n і далекості l перевезення кожним транспортним засобом, тобто об’єму перевезень S=nl. Якщо вважати аварійність на транспорті в продовж усього терміну експлуатації потенційно небезпечного об’єкта незмінного, то інтенсивність аварійних ситуацій з об’єктами

При цих умовах потік аварійних ситуацій з об’єктами є простішими пуассонівським для якого випадкове число аварійних ситуацій, які зчиняються на далекості перевезення l кожним транспортним засобом за законом Пуассона:

, (5.1.)

де - ймовірність k аварійних ситуацій на далекості l; а_ас = n l - параметр розподілу Пуассона, а_ас = М[ ]; - частота аварійних ситуацій для одного транспортного засобу (середнє число аварійних ситуацій з ним на деякій одиничній далекості) з М[L] = l_ср=l/n має експоненційний розподіл з функцією

(5.2)

Якщо S₀ – об’єм перевезень за рік, то з (5.2) слідує, що ймовірність хоча би однієї аварійної ситуації на рік обчислюється за формулою Q_ас = , а для рідких подій .

Рівні ризику залучення небезпечних вантажів в аварійній ситуації деяких видів подані в табл.5.1 [25,27].

Таблиця 5.1.

Рівні ризику залучення небезпечних вантажів у небезпечну ситуацію

Небезпечна подія	Інтенсивність аварійних ситуацій , 1 (транспорт )
Аварії автомобіля при перевезенні небезпечних вантажів
Аварії залізничного транспорту у розрахунку на вагон

Аварійність на залізничному транспорті оцінюється величиною 1/(склад ). Щоб перевести цю цифру у величину на (вагон ), приймають частку пошкоджених вагонів, що дорівнює 0,2. Тоді інтенсивність аварійних ситуацій складатиме 1/(вагон ). У відношенні розподілу розмірів проливів приймається таке: 0,5 – для 10% втрат вантажу; 0,2 – для 30% втрат вантажу; 0,3 – для повної втрати вантажу [26,27 ].

Для оцінювання небезпеки при перевезеннях необхідно також враховувати річне число вагонів, об’єм вантажу на один вагон, загальну відстань перевезень по головних коліях, у тому числі поблизу населених пунктів, загальну відстань при маневруванні одного вагону. Статистика аварійності для різних об’єктів наведена у [ 27,28].

Для можливих аварійних ситуацій з потенційно небезпечними об’єктами на різних етапах їх життєвого циклу необхідно завчасно розробити комплекс організаційно-технічних заходів для зниження ймовірності їх реалізації.

Людський фактор. Аналіз аварійних ситуацій, які сталися на небезпечних об’єктах показує, що людський фактор відіграє тут велику роль. Тому добору й рівню кваліфікації персоналу, навчанню й тренуванню на тренажерах, організації робочих місць, інформаційному забезпеченню, взаємодії та розподілу відповідальності персоналу приділяється в останні роки значна увага.

Стосовно персоналу звичайно розглядають два аспекти [6,25 ]:

- невірні рішення, що призводять до хибних дій, які можуть стати ініціюючими подіями для аварій, або сприяють розвитку вже скоєної аварійної ситуації в аварійну;

- несанкціоновані дії, які є предметом окремого розгляду.

Проблема людського фактора найбільше повно розглянута стосовно до першого аспекту.

Вона є однією з центральних в інженерній психології та вивчається у зв’язку з аналізуванням надійності людино-машинних систем і пошуком оптимальних рішень в управлінні складними і потенційно небезпечними об’єктами типовими помилками людини – оператора є: прагнення оператора до хибної мети; мета, що поставлена, не може бути досягнута виконанням невірних його дій; оператор не діє, коли його дія необхідна.

Якість роботи оператора залежить від ступеня навантаження. Є оптимальний рівень навантаження (об’єм інформації, механічні дії оператора), при якому число помилок мінімальне. Дуже мале або велике навантаження призводять до зниження якості. На якість роботи впливають й індивідуальні якості оператора і психофізіологічні фактори: утомленість, стресовий стан, розгубленість або, навпаки, зайва самовпевненість, переоцінка власного досвіду, недооцінка небезпечної ситуації та її наслідків. Відмітимо, що помилки, пов’язані з психофізіологічним станом, можуть виникати незалежно від кваліфікації і досвіду оператора.

Особливе місце серед причин аварії займають природні та техногенні фактори, які мають вплив на багатьох людей. Для здоров’я людей дуже небезпечні магнітні бурі у поєднанні з високою вологістю повітря й швидким падінням тиску. Ці та інші фактори призводять до перезбудження людей, їх поганому самопочуттю й, як наслідок, до неадекватної поведінки і аваріям.

Якщо виключити такі причини й чисто механічні помилки інтелектуального рівня, тобто хибні дії, які зчинені свідомо, на основі власних рішень. У цьому класі помилок важливу роль відіграють об’єм і якість інформації, яку отримує оператор.

Основними способами підвищення надійності персоналу на думку багатьох авторів є:

- кваліфікаційний та психофізіологічний відбір і тренування кандидатів на посади операторів:

- автоматизація рутинних операцій, які не потребують інтелектуальних зусиль;

- удосконалення робочого місця, інформаційного забезпечення і підтримки оператора, організації управління.

Радикальним рішенням проблеми було б виключення людини з процесу управління потенційно небезпечним об’єктом. Але таке рішення є несвоєчасним й неефективним. Враховуючи властивість людини знаходити оптимальне рішення у складній ситуації. При цьому повинні прийматися заходи зі створення умов для прийняття вірних рішень щодо попередження аварій.

Поняття ризику є одним з ключових в описування дій людини – оператора складних систем управління, в особливості процесу прийняття рішень. Воно широко використовується у зв’язку з оцінкою управлінської ситуації, аналізом можливих варіантів рішення, прийняттям рішення та його реалізацією. У таких задачах прояв ризику пов’язується зі вчинком людини – усвідомленим ним суспільним актом. З цих позицій ризиком є дія (вчинок), яка виконується в умовах вибору в ситуації невизначеності, коли існує небезпека у випадку неталану опинитися у гіршому положенні, а у випадку талану, навпаки – у кращому. При такому трактуванні будь-яка діяльність в умовах небезпеки розцінюється як прояв ризику. Ризик залежить від багатьох факторів, в тому числі й від індивідуальних особливостей людини-оператора, його професійних якостей, соціальної належності, зовнішніх умов діяльності й т.д. Побудова моделей ризикованої поведінки можлива, зокрема, за допомогою апарату фреймів [232], який дозволяє описувати структуру особистості діючого суб’єкта, засоби які він використовує, об’єкт ризику, матеріальне і соціальне оточення.

Відмови технічних пристроїв. У ряді випадків відмови технічних пристроїв є ініціюючими подіями для аварій потенційно небезпечних об’єктів, часто – розміщуються в аварійних ланцюгах, що призводить до аварій. За винятком конструктивних дефектів, відмови технічних пристроїв можна розподілити на 2 групи [25,27]:

- параметричні відмови, виникаючи у нормальних умовах експлуатації в результаті природних процесів старіння, зношення, роз регулювання й т.д.;

- раптові катастрофічні відмови, виникаючи в результаті зовнішнього впливу, який перевищує межі стійкості пристроїв.

Відмови першого виду, як правило, виявляються при перевірках технічних приладів й усуваються. Для прогнозування використовується параметрична модель відмов „параметр – поле допуску”. Їх розподіл у часі F(t) = P(T<t), де Т – напрацювання до відмови, найбільш добре описується ймовірносно-фізичними законами розподілу. Відмови другого роду виникають безпосередньо в процесі розвитку аварії.

Для прогнозування відмов другого роду використовується моделі типу „навантаження-несуча здатність”, а їх розподіл у часі практично повторює розподіл зовнішні ініціюючих подій. У загальному випадку необхідно розглядати відмови першого і другого видів спільно в рамках однієї моделі, у якості основи якої може використовуватися апарат багатомірних марковських випадкових процесів.

Актуальною задачею є також застосування системних аспектів теорії надійності до забезпечення потенційно небезпечних об’єктів. Доки безпека потенційно небезпечних об’єктів забезпечується в основному за рахунок пред’явлення дуже суворих вимог до якості обладнання і персоналу. Але прагнення до підвищення надійності на елементарному, функціональному і системному рівнях в процесі узгодження функціонування складових об’єкта майже неминуче призведуть до появи ряду додаткових властивостей і можливих станів, які не відповідають проектним. В цьому полягає феномен еволюційної несподіваності складних технічних систем [25,27].

Подальші дороблення і модифікації, які виконуються з метою підвищення безпеки об’єктів, часто дають протилежний ефект. Вони можуть породити „лабіринтну” конфігурацію систем, що відповідають за безпеку. Але може призвести до їх неоднозначної реакції на одні й ті ж зовнішні впливи з боку оточуючого середовища і персоналу. Імовірнісний аналіз безпеки, який застосовується для виключення таких ситуацій, доки не забезпечує необхідну точність. Оцінки одних й тих же об’єктів, виконані різними фахівцями, поки розрізняються на 2-3 порядки.