Лекция №2. Безопасность и теория риска. Критерии чрезмерного и приемлемого риска

Опасность - это начавшееся или возможное неблагоприятное воздействие на человека и его окружающую среду вредных факторов различного происхождения, вероятность возникновения неблагоприятных событий,угрожающих жизни,здоровью,имуществу человека,его правам и интересам.

Таксономия опасностей – перечень всех опасностей.

Опасности по происхождению:

природные, техногенные, экологические, смешанные.

по времени проявления:

импульсные (проявляются мгновенно, напр., гроза, опасность поражения эл. током ),

кумулятивные(накапливающиеся, напр., проживание в местности повышенного радиоактивного воздействия);

Опасности по вероятности воздействия на человека и среду обитания разделяют на потенциальные,реальные и реализованные.

Потенциальная опасностьпредставляет угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. Например, в выражениях «шум вреден для человека», «углеводородные топлива — пожаровзрывоопасны» говорится только о потенциальной опасности для человека шума и горючих веществ.

Наличие потенциальных опасностей находит свое отражение в утверждении, что жизнедеятельность человека потенциально опасна. Оно предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания, прежде всего технические средства и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы. При этом любое новое позитивное действие человека или его результат неизбежно приводят к возникновению новых негативных факторов.

Реальная опасностьвсегда связана с конкретной угрозой воздействия на объект защиты (человека); она координирована в пространстве и во времени. Например, движущаяся по шоссе автоцистерна с надписью «Огнеопасно» представляет собой реальную опасность для человека, находящегося около автодороги. Как только автоцистерна исчезает из зоны пребывания человека, она становится по отношению к этому человеку источником потенциальной опасности.

Реализованная опасность— факт воздействия реальной опасности на человека и/или среду обитания, приведший к потере здоровья или к летальному исходу человека, к материальным потерям. Если взрыв автоцистерны привел к ее разрушению, гибели людей и/или возгоранию строений, то это реализованная опасность. Реализованные опасности принято разделять на происшествия, чрезвычайные происшествия, аварии, катастрофы и стихийные бедствия.

Выявление опасностей, существующих на производстве, определение масштабов этих опасностей и их возможных последствий называется оценкойриска.

Опасности, обусловленные климатическими и природными явлениями, называются естественными.

Под идентификацией (лат. indentifico) понимается процесс обнаружения и установления количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных мероприятий, направленных на обеспечение нормального функционирования технических систем и качества жизни. В процессе идентификации выявляются номенклатура опасностей, вероятность их проявления, пространственная локализация (координаты), возможный ущерб и др. параметры, необходимые для решения конкретной задачи.

Методы обнаружения опасностей (анализа рисков) делятся на:

• инженерный. Определяют опасности, которые имеют вероятностную природу происхождения.
• экспертный. Он направлен на поиск отказов и их причин. При этом создается специальная экспертная группа, в состав которой входят разные специалисты, дающие заключение.
• социологический метод. Применяется при определении опасностей путем исследования мнения населения (социальной группы). Формируется путем опросов.
• регистрационный. Заключается в использовании информации о подсчете конкретных событий, затрат каких-либо ресурсов, количестве жертв.
• органолептический. При органолептическом методе используют информацию, получаемую органами чувств человека (зрением, осязанием, обонянием, вкусом и др.). Примеры применения — внешний визуальный контроль техники, изделия, определение на слух (по монотонности звука) четкости работы двигателя и пр.
• эвристические методыанализа представляют собой особую группу приемов сбора и обработки информации, опирающуюся на профессиональное суждение группы специалистов.
• модельный
• инженерный.

Квантификация (лат. quatum — сколько) — количественное выражение, измерение, вводимое для оценки сложных, качественно определяемых понятий.

Опасности характеризуются потенциалом, качеством, временем существования или воздействия на человека, вероятностью появления, размерами зоны действия. Потенциал проявляется с количественной стороны, например уровень шума, запыленность воздуха, напряжение электрического тока. Качество отражает его специфические особенности, влияющие на организм человека, например частотный состав шума, дисперсность пыли, род электрического тока. Применяются численные, балльные и другие приемы квантификации. Мерой опасности может выступать и число пострадавших. Другой мерой опасности может быть и приносимый ее реализацией ущерб для окружающей среды, который только частично может быть измерен экономически (в основном через затраты на ликвидацию последствий).

Любая деятельность человека потенциально опасна. Потенциальную опасность можно оценить с помощью риска. Риск - это вероятность реализации опасности.

Различают индивидуальный и социальный риск. Индивидуаьный риск характеризует опасность определенного вида для отдельного индивидуума. Социальный или групповой - это риск для группы людей. Социальный риск может быть определен как зависимость между частотой событий и числом пораженных при этом людей.

Аналитический риск выражает частоту реализации опасностей по отношению к их возможному числу:

Виды рисков

• Технический риск — вероятность отказа технических устройств с последствиями определённого уровня (класса) за определённый период функционирования опасного производственного объекта.

• Индивидуальный риск — частота поражения отдельного человека в результате воздействия исследуемых факторов опасности аварий.

• Потенциальный территориальный риск (или потенциальный риск) — частота реализации поражающих факторов аварии в рассматриваемой точке территории. Частным случаем территориального риска является экологический риск, который выражает вероятность экологического бедствия, катастрофы, нарушения дальнейшего нормального функционирования и существования экологических систем и объектов в результате антропогенного вмешательства в природную среду или стихийного бедствия.

• Коллективный риск (групповой, социальный) — это риск проявления опасности того или иного вида для коллектива, группы людей, для определённой социальной или профессиональной группы людей. Частным случаем социального риска является экономический риск, который определяется соотношением пользы и вреда получаемого обществом от рассматриваемого вида деятельности.
• Приемлемый (допустимый) риск аварии — риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических соображений. Приемлемый риск включает технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения.

• Профессиональный риск — это риск, связанный с профессиональной деятельностью человека.

Численной мерой опасности или возможности нанесения ущерба человеку принят риск. Смысл риска может быть различным:

1) для каждой опасной связи в эргатической системе, т. е. системе, одним из элементов которой является человек, индивидуальный риск для i — го человека от j — й опасности есть годовая частота доли реализации опасности:

rij = n_j / (Nj * ∆τ), год ^{— 1}

где n_j — количество пострадавших от j-го вида опасности, чел.;

Nj — количество подвергшихся j -му виду опасности, чел.;

∆τ — время, за которое произошли события, год;

Приемлемый (или допустимый) риск — это условно безопасная величина риска, устанавливаемая государством и определяемая уровнем его развития. Она может быть договорная, нормируемая или узаконенная. По международной договоренности принято считать, что технический риск должен быть пределах 10^-7…10^-6 год^-1, приемлемый 10^-6 год^-1 и менее, неприемлемый 10^-3год^-1 и более.

Фоновый риск— это риск в ноксосфере на большой относительно безопасной территории.

Изолинии риска (изориски) — это линии одинаковых рисков на местности.

1 — очаг повышенного риска;

2— линия риска r = 10 r _доп;

3 — линия допустимого риска r _доп;

4— линия фонового риска r _фон.

Изолинии риска на местности

Методы анализа риска

Cовокупность приемов и способов анализа рисков, которая включает: феноменологический, детерминистский и вероятностный методы. Феноменологический метод базируется на определении возможности протекания аварийных процессов, исходя из результатов анализа необходимых и достаточных условий, связанных с проявлением тех или иных законов природы; детерминистский метод предусматривает анализ последовательности этапов развития аварий, начиная от исходного события через последовательность предполагаемых стадий отказов, деформаций и разрушения компонентов до установившегося конечного состояния системы; вероятностный метод предполагает как оценку вероятности возникновения аварии, так и расчет относительных вероятностей вариантов развития процессов.

Метод определения риска, заключающийся в изучении источников энергии, источников опасности и наличия инициирующих событий, при которых высвобождаемая энергия приводит к выходу из-под контроля опасных материалов, называется методом предварительного анализа угроз.

Метод определения риска, заключающийся в изучении последствий (прямых или косвенных) выхода из строя отдельных агрегатов, систем, устройств, называется методом анализа отказов оборудования.

Метод определения риска, заключающийся в ознакомлении с особенностями работы сооружения, характерными для него опасностями, в собеседовании с различными специалистами с целью выработки обобщенного представления о безопасности объекта, называется методом обзора безопасности

Метод определения риска, заключающийся в проверке наличия принятых в проекте решений по предотвращению характерных для данного производства аварий, представленных в виде требований нормативных документов, называется методом анализа «по списку» аварийных ситуаций

Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев и пр.) лежит в основе логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями); анализ возникновения отказа состоит из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей, и таким образом он представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения. Структура дерева отказа включает одно головное событие (авария, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов, неблагоприятных внешних воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в «узлах» деревьев используются знаки «И» и «ИЛИ». Логический знак «И» означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события). Знак «ИЛИ» означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий.

Деревья событий (Event Tree) являются графическими моделями, которые упорядочивают и отображают события протекания аварии (выполнение функций безопасности или работу систем) согласно требованиям по ослаблению исходных событий. Они показывают, как среагируют системы АС на рассматриваемое исходное событие, будут ли выполнены при этом функции безопасности, условия безопасной эксплуатации и что произойдет в итоге, как отразится исходное событие на ядерно-опасном объекте. Пример дерева событий для количественного анализа различных сценариев аварий на установке переработки нефти представлен на рис.2. Цифры рядом с наименованием события показывают условную вероятность возникновения этого события. При этом вероятность возникновения инициирующего события (выброс нефти из резервуара) принята равной 1. Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.

При анализе «деревьев отказов» (АДО) выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее частоты (на основе знания частот исходных событий). При анализе дерева отказа (аварии) рекомендуется определять минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии.

Анализ «дерева событий» (АДС) – алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества).

Метод определения риска, заключающийся в совместном построении «дерева событий» и «дерева отказов», называется методом причинно-следственного анализа

Методы «Проверочного листа»и «Что будет, если...?» или их комбинация относятся к группе методов качественных оценок опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта требованиям промышленной безопасности.

Результатом проверочного листа является перечень вопросов и ответов о соответствии опасного производственного объекта требованиям промышленной безопасности и указания по их обеспечению. Метод проверочного листа отличается от «Что будет, если...?» более обширным представлением исходной информации и представлением результатов о последствиях нарушений безопасности. Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление результатов), нетрудоемки (результаты могут быть получены одним специалистом в течение одного дня) и наиболее эффективны при исследовании безопасности объектов с известной технологией.

Метод определения риска, заключающийся в делении изучаемого объекта на независимые участки и установлении их относительной иерархии по степени опасности работ, называется методом относительного ранжирования опасностей.

Основные понятия теории надежности

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Безотказность- свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта

Ремонтопригодность- свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта

Дефект - каждое отдельной несоответствие продукции установленным требованиям Несоответствие требованиям технического задания или установленным правилам разработки (модернизации) продукции относится к конструктивным дефектам. Несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление или поставку продукции относится к производственным дефектам. Примерами дефектов могут быть выход размера детали за пределы допуска, неправильная сборка или регулировка (настройка) аппарата (прибора), (царапина на защитном покрытии изделия, недопустимо высокое содержание вредных примесей в продукте, наличие заусенцев на резьбе и т. д. Термин «дефект» связан с термином «неисправность» но не является его синонимом. Неисправность представляет собой определенное состояние изделия. Находясь в неисправном состоянии, изделие имеет один или несколько дефектов.

Отказ- событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Сбой- самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора.