Планирование и применение мер по снижению риска

Системный анализ – это совокупность методологических средств, использующихся для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам. Одним из важнейших понятий системного анализа является понятие системы. В наше время разработана системная теория надежности, позволяющая оценивать надежность системы. Системная методология надежности позволяет осуществлять анализ в целом, включая дедуктивный и индуктивный методы. Для количественной оценки надежности применяются вероятностные методы и величины.

Одно из основных понятий теории надежности – отказ - это нарушение работоспособного состояния технического устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров.

В теории надежности оценивается вероятность того, что техническое средство откажет в период данного времени работы. В современных технических системах частота отказов лежит в пределах от 10^-7 до 10^-8 час^-1. Теория надежности позволяет оценить срок службы, по окончании которого техническое средство вырабатывает свой технический ресурс и должно подвергнуться модернизации, капитальному ремонту или замене. Техническим ресурсом называется продолжительность периодической работы от начала эксплуатации до наступления отказа.

Информация о надежности накапливается в период эксплуатации технических систем и используется в расчетах надежности. В процессе выявляются ненадежные элементы и факторы, ускоряющие или вызывающие отказы, слабые места в конструкции, а также вырабатываются рекомендации по улучшению устройств и оптимальным режимам их работы.

Алгоритм исследования:

Стадия 1. Первоначальный анализ опасности (ПАО).

I этап. Определение источников опасности: взрыв, пожар, выброс токсичных или радиоактивных продуктов и т.п.

II этап. Выявление частей системы, которые могут вызвать эти опасности (реакторы, трубопроводы и пр.).

III этап. Введение ограничений на анализ, т. е. изъятие опасностей, которые не будут изучаться (диверсии, землетрясения и т. д.).

Стадия 2. Определение последовательности опасных ситуаций, построение дерева причин и опасностей.

Стадия 3. Aнaлиз последствий: выброс химических веществ, отравление людей, радиоактивное загрязнение местности и коллективная доза ионизирующего излучения, полученная населением, ударная волна, разрушение зданий и сооружений, поражение людей в результате взрыва и т. д.

Примеры расчета вероятности событий:

а) событие, вводимое логическим знаком «И»:

б) событие, вводимое логическим знаком «ИЛИ»:

Операция “ИЛИ” указывает: для того чтобы произошло событие Г, должно произойти одно из событий Д или Е (не исключается и свершение обоих событий: Д и Е).

В общем случае для реализации происшествия необходимо единовременное исполнение трех условий: наличие источника опасности, присутствие человека в зоне действия источника опасности, отсутствие у человека защитных средств.

Дерево отказов для анализа причин поражения человека электрическим током

Необходимым и достаточным условием поражения человека электрическим током является включение его тела в цепь, обеспечивающую прохождение тока. Следовательно, чтобы произошел несчастный случай (событие А), необходимо одновременное выполнение, трех условий: наличие потенциала на металлическом корпусе электроустановки (событие Б), появление человека на заземленном проводящем основании (событие В), касание человеком корпуса электроустановки (событие Г). В свою очередь событие Б может быть следствием любого из событий-предпосылок Д и Е. Событие В может проявиться как результат предпосылок Ж и 3, когда человек становится на заземленное проводящее основание или касается телом заземленных элементов помещения. Событие Г может явиться одной из трех предпосылок И, К и Л (ремонт, техобслуживание или работа установки).

Анализ дерева отказов заключается в выявлении условий, минимально необходимых и достаточных для возникновения или невозникновения головного события. Модель может определять несколько минимальных сочетаний исходных событий, приводящих в совокупности к данному происшествию. В рассмотренном примере имеются двенадцать минимальных аварийных сочетаний: ДЖИ, ДЖК, ДЖЛ, ДЗИ, ДЗК, ДЗЛ, ЕЖИ, ЕЖК, ЕЖЛ, ЕЗИ, ЕЗК, ЕЗЛ и три минимальных секущих сочетания, исключающих возможность появления происшествия при одновременном отсутствии образующих их событий: ДЕ, ЖЗ, ИКЛ.

Аналитическое выражение условий появления исследуемого происшествия имеет вид:

Р(А) = (Р(Д) + Р(Е))(Р(Ж) + Р(3))(Р(И) + Р(К) + Р(Л)

Подставив вместо буквенных символов вероятности соответствующих предпосылок, можно рассчитать оценку риска гибели человека от электрического тока в конкретных условиях. Например, при равных вероятностях Р(Д) = Р(Е) = = ... = Р(Л) = 0,1, вероятность поражения человека электрическим током в рассматриваемом случае:

Р(А)= (0,1+0,1)(0,1+0,1)(0,1+0,1+0,1) = 0,012.

Таким образом, может быть рассчитана вероятность несчастного случая или аварии на производстве.

При построении дерева отказов выделяются случайные предшествующие события, устанавливаются связи между ними, ведется анализ факторов, носящих постоянный характер. Логическая структура дерева такова, что при отсутствии одного из предшествующих событий несчастный случай произойти не может. При этом могут быть выявлены потенциально опасные факторы, не замеченные ранее. Таким образом можно предотврaтить повторение аналогичного несчастного случая. Плюсами такого моделирования опасностей являются простота, наглядность и легкость математической алгоритмизации исследуемых производственных процессов и технических систем. Оценка вероятности опасных ситуаций в системе «человек – техническая система» на стадии проектирования производства, технологий и технических систем позволяет улучшить их защиту. Если провести надежный теоретический анализ невозможно, применяются экспертные оценки. Методы экспертного оценивания используются при исследовании достаточно сложных объектов, когда существуют трудности в создании достоверных моделей функционирования больших систем. Эксперты являются специалистами в конкретных областях знания и могут указать наиболее предпочтительные варианты решений. Для обеспечения объективности оценки разработаны способы получения экспертной информации: парные и множественные сравнения и классификации. Экспертам предъявляются множество объектов и предлагается указать более предпочтительные их них, при ранжировании предлагается упорядочить по предпочтениям множество объектов. Эксперт способен количественную оценку предпочтения; анализ и обработка экспертной информации проводится с помощью математических методов. Применяя различные методы, можно проводить систематические исследования на стадии проектирования и в ходе использования как целого предприятия, так и отдельной технической единицы. При определении риска существует четыре разных подхода:

Инженерный – основывается на статистике поломок и аварий, на вероятностном анализе безопасности (ВАБ): построение и расчет деревьев событий и деревьев отказов. При помощи первых предсказывают, во что может развиться тот или иной отказ техники. Исследователь прогнозирует различные сценарии развития опасной ситуации, начиная от начального события – отказа того или иного элемента системы. В таком случае используется прямая логика – от частного к общему. Деревья отказов, наоборот, помогают проследить все причины, которые могут вызвать какое-либо нежелательное явление. При этом аварийная ситуация в исследуемой системе является конечным событием, так как прослеживаются все возможные логические цепочки взаимосвязанных событий, которые могут к нему привести. В таком варианте полученные результаты основываются на обратной логике – от общего к частному. После построения деревьев, рассчитывается вероятность реализации каждого из сценариев, а затем – общая вероятность аварии на объекте.

Модельный – построение и исследование моделей воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Эти модели могут описывать и последствия обычной работы предприятий, и ущерб от аварий на них.

Экспертный – рассматривает вероятности различных событий, связи между ними, а последствия аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов.

Социологический – исследует отношение населения к разным видам риска, например, с помощью социологических опросов.