Принципы обеспечения безопасности. Классификация. Определения. Примеры

Принципов обеспечения безопасности много. Их можно классифицировать по нескольким признакам. Например, ори­ентирующие, технические, организационные, управленческие. ₍

Принципыобеспечения безопасности труда Ориентирующие

1.Активности оператора;

2. Гуманизации деятельности;

3. Деструкции;

4. Замены оператора;

5. Классификации;

6. Ликвидации опасности;'

7. Системности;

8. Снижения опасности.

Технические

1. Блокировки;

2. Вакуумирования;

3. Герметизации;

4. Защиты расстоянием;

5. Компрессии;

6. Прочности;

7. Слабого звена;

8. Флегматнзации;

9. Экранирования.

Организационные

1. Защита временем;

2. Информации;

3. Резервирования;

4. Несовместимости;

5. Нормирования;

6. Подбора кадров;

7. Последовательности; ■

8. Резервирования;

9. Эргономичное™.

Управленческие

1. Адекватности;

2. Контроля;

• 3. Обратной связи;

4. Ответственности;

5. Плановости;

6. Стимулирования;

7. Управления;

8. Эффективности.

Рассмотрим детальнее некоторые принципы. Для этого дадим определение каждого рассматриваемого принципа иприведем примеры его реализации.

Принцип нормирования заключается в установле­нии таких параметров, соблюдение которых обеспечивает за­щиту человека от соответствующей опасности.

Например: ПДВ, ПДС, ПДК, ПДУ, нормы переноски иподъема тяжести, продолжительность трудовой деятельности и др. (Даются пояснения).

Принцип слабого звена состоит в том, что в рас­сматриваемую систему (объект) в целях обеспечения без­опасности вводится элемент, который устроен так, что вос­принимает или реагирует на изменение соответствующего па­раметра, предотвращая опасное явление.

Примеры реализации данного принципа: предохранитель­ные клапаны разрывные мембраны, защитное заземление, молниеотводы, предохранители и др. (Даются пояснения с ил­люстрациями).

Принцип информации заключается в передаче и усвоении персоналом сведений, выполнение которых обеспе­чивает соответствующий уровень безопасности.

Примеры реализации: обучение, инструктажи, цвета и зна­ки безопасности, предупредительные надписи, маркировка оборудования и др. (Пояснения с иллюстрациями).

Принцип классификации (к а т е г о р и р о ва-ния) состоит в делении объектов на классы и категории по признакам, связанным с опасностями.

Примеры: санитарно-защитные зоны (5 классов), катего­рии производств (помещений) по взрыво-пожарной опасности (А, Б, В, Г, Д) и др.

Методы обеспечения безопасности. Классификация. Опре­деления. Примеры

Введем следующие определения:

Гомосфера — пространство (рабочая зона), где находится человек в процессе рассматриваемой деятельности.

Ноксосфера — пространство, в котором постоянно суще­ствуют или периодически возникают опасности.

Совмещение гомосферы и ноксосферы' недопустимо с по­зиций безопасности.

Обеспечение безопасности достигается 3 основными мето­дами:

Метод А, состоит в пространственном и (или) временном разделении го.мосферы и ноксосферы. Это достигается сред-; ствами дистанционного управления, автоматизации, роботи­зации, организации и др.

Метод Б, состоит в нормализации ноксосферы, путем исключения опасностей. Это совокупность мероприятий, за­щищающих человека от шума, газ'а, пыли, опасности трав­мирования и др. средства коллективной защиты.

Метод В, включает гамму приемов и средств, направлен­ных на адаптацию человека к-соответствующей среде и повы-• шению его защищенности. Данный метод реализует возмож­ности профотбора, обучения, психологического воздействия, СИЗ.

В реальных условиях реализуется-комбинация названных методов. 24

Средства обеспечения безопасности. Классификация Пои
меры ' ^v

Средства обеспечения безопасности делятся на средства коллективной (СКЗ) и индивидуальной защиты (СИЗ).

В свою очередь СКЗ и СИЗ делятся на группы в зави­симости от характера опасностей, конструктивного исполне­ния, области применения и т. д.

Надежность технических средств безопасности *

Наиболее важную роль в повышении безопасности произ­водств играют автоматические средства. К ним относятся и системы контроля состояния среды. Очевидно, что средства безопасности должны обладать одним из главных свойств — надежностью. Под надежностью понимается свойство системы (устройства) выполнять заданные функции, сохраняя во вре-' мени значения установленных эксплуатационных Указателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ре­монта, хранения и транспортировки.

Средства безопасности обычно находятся в двух состоя­ниях— в режиме ожидания и в режиме исполнения. Наруше-лие функционирования системы в режиме ожидания следует называть функциональным отказом,,а надежность функцио­нальной. Нарушение работоспособности защитного устрой­ства в процессе устранения опасной ситуации следует назы­вать технологическим (параметрическим) отказом, а надеж­ность устройства — технологической (параметрической). Та­кой отказ может произойти по масштабному, силовому или временному факторам (параметрам) действия средств без­опасности. Из общей надежности следует выделить эксплуа­тационную (прочностную) надежность. Она связана с экс­плуатационными силовыми, износовыми и тепловыми воздей­ствиями на средства безопасности.

Для характеристики и оценки надежности используются показатели безопасности для невосстанавливаемых систем и показатели ремонтопригодности для восстанавливаемых си­стем:

К показателям безотказности относятся:

— вероятность безотказной работы Р (т) — вероятность того, что в заданном интервале времени t в системе (устрой­стве) не возникает отказа;

Раздел написал проф. В. В. Севриков. Севастоп. прнборостр. нн-т.

^Интенсивность отказов Я(т)—условная плотность рас-ппедечения времени безотказной, работы для момента вре­мени т при условии, что до момента времени % отказ устрой­ства не произошел;

— средняя наработка до отказа (среднее время безотказ­ной работы) 7" —математическое ожидание времени наработ­ки до первого отказа.

Показатели ремонтопригодности характеризуют способ­ность системы к устранению отказов путем проведения ремон­тов и технического обслуживания. Здесь используются те же вероятностные показатели: вероятность восстановления S(x), интенсивность восстановления ц(т), среднее время восстанов­ления 6. Комплексным показателем надежности восстанавли­ваемых систем является коэффициент оперативной готовности К_ог(г) —вероятность того, что система будет работоспособна в произвольный момент времени т и безотказно проработает время т. Применительно к средствам безопасности это веро­ятность того, что устройство будет работоспособно в дежур­ном режиме и безотказно ликвидирует опасную ситуацию в заданное время.

Анализ отказов средств безопасности свидетельствует о том, что в основном отказы являются внезапными и неза­висимыми между собой, .что обуславливает последовательную расчетную схему надежности. В потоке отказов и восстанов­лений отсутствуют последствия. Потоки являются ординар­ными, простейшими и стационарными. В этом случае веро­ятность безотказной работы описывается экспоненциальным распределением, являющимся частным случаем Пуассонов-ского распределения:

Р(т)=е-" (1)

где Р(т) —параметр экспоненциального распределения (ин­тенсивность отказов).

Принимая во внимание, что поток отказов является про­
стейшим и стационарным, функция . Тогда
среднее время безотказности

7=1Л, а Х=ЦТ, . (2)

Поскольку отмеченные выше свойства потоков отказов ха­рактерны и для потоков восстановлений, то аналогичным об­разом можно записать:

(3)

цЫ=ц = соп₅1; ц=1/е=1/ц. ₍₄₎

Зависимости (1)-(4) применимы до первого, отказа (вос­становления), т. е. для ^восстанавливаемых систем Д_1Я вог станавливаемых систем безопасности, функционирующих в dp жиме ожидания и исполнения, следует использовать ком­плексные показатели надежности, в частности, комшексный коэффициент оперативной готовности

or. к — Дг- (Т„), (5)

где Кт — коэффициент оперативной готовности, равный веро­ятности безотказности функционирования средств безопас­ности в режиме ожидания (/С_г = Р(тф); P(tJ—вероятность устранения опасной ситуации с учетом всех параметров — масштабного, силового, временного.

Принимая во внимание, что устройства эксплуатируются длительное время, то режим ожидания можно характеризо­вать временем т->оо. Поскольку потоки отказов и восстанов­лений стационарны, то и вероятности состояний устройства S, также стационарны. Устройство по функциональной на­дежности может находиться в состояниях, например, S_o, S_u •S₂, 5з — соответственно состояния нормального функциониро­вания, необходимости восстановления модулей ИН — индика­тора опасной ситуации, КПУ — контрольно-пускового устрой­ства, *ИУ — исполнительного устройства при интенсивности отказов модулей ль л₂, а₃ и интенсивности их восстановления Иь Ц2, Цз- Этим состояниям соответствуют вероятности Р_о, Pi, Р₂, Яз.

Выражение вероятности нормального функционирования средства безопасности в дежурном режиме имеет вид

Ро— (1 +Ai/(-M + ?.2/(*2 + Лз/цз)~'- (б)

Если система безопасности находится в режиме исполне­ния, т. е. устранения опасной ситуации, является восстанав­ливаемой с пнтенсивностями отказов }.\, >./, А₃' и восстанов­лений ц/, Ц2 , |л₃', соответственно, по масштабному силовому и временному параметрам, то выражение вероятности ликви­дации опасной ситуации имеет вид

Поскольку в настоящее время практически нет средств безопасности восстанавливаемых в процессе ликвидации

опасных ситуаций, то вероятность безотказности но каждому из параметров и в целом по всем параметрам целесообразно определять статистической оценкой по результатам, испыта­ний или по данным эксплуатации:

р _ N_ol - щ

(9)

Р,, =

где No/, N_o —соответственно общее число испытаний по от­дельному и всем параметрам; га_;, га — число отказов по от­дельному и всем параметрам.

Выражения комплексного показателя надежности средств безопасности (5) определяется с учетом выражений (6) и(9).

В общей массе отказов, кроме внезапных, имеются ипо­степенные отказы. Они проявляются в результате усталости, изнашивания, старения, коррозии деталей и других необра­тимых процессов. Время распределения безотказности устройств при постепенных отказах, чаще всего подчиняется нормальному закону.

На практике при конструировании устройств выделяют «слабое звено» (отдельный элемент) и для него в зависи­мости от характера нагрузки по основным критериям проч­ности определяют квантиль нормального распределения U_Py а по ней вероятность безотказной работы Р.

_ Расчетное условие для обеспечения вероятности 50%

У—Упт = 0, а для обеспечения большой вероятности

У~-7пт=ад (Ю>

где У, Уц_т — соответственно средние значения величин Y и Уши; •S = l/s_yn_lll.-|-S_y —среднее квадратическое отклонение двух случайных величин S_yu_m иS_y; 5_уИт, S_y —средние ква-дратические отклонения величин Уц_т, У; U_p — квантиль нор­мированного нормального распределения функции от Р.

Исходя из условия (10) квантиль определяется по выра­жению

U_p= Jl^zl₌ П1)

Представляет существенный интерес связь между кван-тилыо Up как характеристикой вероятностного расчета и ко-

и, введя коэффициенты вариации

^у Пт — 5_У Hm/i/llm И Оу = ^

и ^Т<~¹

(12)

" |/'/<W?_1|m + Uy

По вычисленному значению U_p определяется вероятность безотказной работы Р по таблицам нормального распреде­ления.

В качестве уц_т и у принимаются средние значения, на­пример, по критерию прочности, напряжения допустимые сгц_т и расчетные с (прочности, текучести, выносливости) идругие параметры по критериям изнашивания и теплостой­кости. Особенность расчетов эксплуатационной надежности по .основным критериям приводится в специальной литера­туре.