БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РИСКА

Безопасность — это такое состояние (положение) объекта в течение его жизненного цикла, при котором не наступает опасных последствий (аварий, катастроф). Для технических систем целесообразно говорить об уровне техногенной безопасности, который характеризует результат столкновения двух противоположно направленных факторов опасностей и мер, противостоящих этим угрозам. Различают следующие уровни безопасности изделий:

  • реальный {фактическая безопасность) — это действительно существующая безопасность, которая показывает реальные возможности изделия противостоять возможным опасностям и угрозам;
  • достаточный {приемлемая безопасность) — такое состояние изделия, при котором наличие опасностей не влечет потерю реализации его целевой функции;
  • предельный {минимально допустимая безопасность) — такое пограничное состояние, при котором дальнейшее воздействие опасностей приводит к невозможности реализации целевой функции изделия;
  • запредельный уровень безопасности — нереализация целевой функции изделия.

Обеспечение безопасности технических систем — составная часть проблемы надежности. Под безопасностью можно понимать надежность изделия по отношению к жизни и здоровью людей, состоянию окружающей среды.

Безопасность функционирования технических систем обеспечивается совокупным свойством системы «оператор — техническая система — эксплуатационная среда», которое закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в эксплуатации. Поэтому для проведения оценки уровня безопасности необходимо создание для большинства видов сложных систем ситуационной модели их работы, используемой для воспроизведения на средствах хотя бы полунатурного моделирования поведения системы «оператор — техническая система — эксплуатационная среда» в различных нестандартных ситуациях и большого объема достоверной информации о надежности системы.бщеси- стемной характеристикой такой системы является вариабельность —

свойство технической системы, характеризующее изменение ее состояния (вариации) под действием возможных возмущений среды и управлений оператора. Вариабельность определяется средой, динамикой технической системы и психофизическими возможностями оператора. В моделях предусмотрена возможность вводить различные изменения и уточнения при разработке системы безопасности сложных технических систем.

Некоторые отказы изделий приводят к авариям. Эти наиболее значимые отказы учитываются и в расчетах надежности, если они возникли в заданных условиях эксплуатации. Независимо от условий внешней среды все отказы изделия, приводящие к авариям и катастрофам, учитываются в расчетах его безопасности. Для реализации опасности необходимо выполнение минимум трех условий: возникновение опасности; объект находится в зоне действия опасности; объект не имеет достаточных средств защиты. Например, отказы конструкции космического ЛА при возникновении нештатных условий полета могут привести к аварии и даже катастрофе. Но дефекты конструкции могут быть устранены в полете экипажем и наземными службами. Поэтому можно считать, что безопасность — это комплекс защитных мер, сбалансированных с затратами. Чем выше требования безопасности, тем больше требуемые для ее обеспечения затраты.

Для сложных технических систем одновременно проводятся исследования и расчеты надежности и безопасности с разделением отказов по значимости их последствий для систем. Поэтому формулируют отказы разного рода, приведенные в приложении П9.

На уровнях деталей и узлов расчеты надежности определяют одновременно эффективность применения, надежность и безопасность этих изделий. На уровнях механизмов, машин и комплексов основными для общества становятся показатели безопасности, а для потребителя и инвестора — показатели эффективности их применения. Но расчеты значений этих показателей основываются на использовании значений надежности элементов технических систем.

Для повышения техногенной безопасности разработчик технической системы разрабатывает меры по:

  • • снижению уязвимости системы путем повышения защищенности и стойкости;
  • • повышению эффективности систем безопасности, препятствующих перерастанию аварийных ситуаций в аварию;
  • • снижению ущерба от аварийной ситуации путем заблаговременной организации аварийно-спасательных и других работ. Основные понятия и определения безопасности различных технических систем приведены в табл. 4.1 [11].

Основные понятия безопасности технических систем

п/п

Понятия, термины, задачи

Фундаментальные науки

Прикладные науки

Практика

1

Ущерб

Принимается во внимание только ущерб большого масштаба, устанавливаемого заранее, как неприемлемый в любых обстоятельствах. Несмотря на субъективный характер этой нормы, она помогает оценить ее опасность

Величиной возможного ущерба заранее не интересуются, так как любой ущерб причиняет вред

Ущерб любого масштаба

2

Опасное состояние

Синоним чрезвычайного состояния или коллапса,характеризующегося ущербом большого масштаба

Нештатное состояние, приводящее к ущербу допустимого масштаба (ремонт, замена и др.)

Ожидание угрозы, предчувствие ее, т.е. опасение

3

Опасность

Способность системы переходить в опасное состояние

Антипод термину «безопасность»

Угроза чего-либо плохого, какого-то несчастья

4

Безопасное

состояние

Антипод опасному состоянию, т.е. состояние, характеризующееся функционированием системы без ущербов или с ущербами малого масштаба

Состояние системы без аварий, катастроф и чрезвычайных ситуаций

Состояние системы, не связанное с ожиданиями какого-либо ущерба

5

Безопасность

Способность системы функционировать, не переходя в опасное состояние

Способность системы сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций

Способность системы функционировать без всяких ущербов

п/п

Понятия, термины, задачи

Фундаментальные науки

Прикладные науки

Практика

6

Авария

Происшествие с техникой, наносящее вред допустимого масштаба

Непредвиденный выход из строя, нарушение или крушение системы

Происшествие, требующее внепланового ремонта, замены поврежденного оборудования

7

Безаварийность

Способность системы функционировать без аварий

Синоним термину «безопасность»

Способность системы функционировать без аварий

8

Катастрофа

Происшествие, сопровождающееся гибелью или пропажей людей

Авария с трагическими последствиями

Авария, сопровождающаяся жертвами

9

Отказ

По отношению к системе термин не используется, так как это синоним опасному состоянию

Рассматриваются опасные и неопасные отказы техники, которые устанавливаются субъективно

Неисправность техники, связанная с потерей работоспособности

10

Критерий

опасности

Измеряется величиной риска попадания системы в опасное состояние

Измеряется величиной того или иного объективного критерия,гарантирующего сохранение безопасности

Характеризуется величиной денежного или временного ущерба, а также потерей здоровья

11

Способы

определения

критерия

опасности

Расчеты на математической модели или обработкой статистического материала по аналогичным происшествиям

В основном экспериментально или путем моделирования на ЭВМ с полным перебором всех возможных ситуаций

Путем оценки ущерба

п/п

Понятия, термины, задачи

Фундаментальные науки

Прикладные науки

Практика

12

Роль субъективных факторов в проблеме безопасности

Субъективное назначение величины ущерба для конкретной системы позволяет объективно оценивать весь диапазон возможных ситуаций: от коллапса до рядовой аварии

В отличие от черно-белых ситуаций в математических моделях оценки риска, в переборных моделях оценки безопасности субъективно кодируется все

Субъективный фактор доминирует на всех стадиях оценки ущербов, определения виновников и др.

13

Нормирование критерия опасности

Пока не нормируется, но сравнивается расчетный риск с фоновым или с риском, достигнутым в прошлом

Существуют и постоянно уточняются физико-химические критерии опасности

Устанавливается путем сравнения нанесенного ущерба со стоимостью исследуемой системы

14

Ожидаемая польза от теории безопасности

Более глубокое изучение функционирования системы с учетом не только повседневных отказов, но и неблагоприятных внешних и внутренних воздействий. Объективное определение роли каждого инициирующего условия на безопасность системы или меры по ее защите

Установление объективных и измеримых критериев безопасности и мер защиты системы от отказов техники. Разработки рекомендаций по повышению безаварийности

Необоснованное и наивное ожидание от науки чуда, т.е. обеспечение абсолютной безопасности, а если этого не происходит, то полное разочарование в ней

15

Первоочередная задача

Научиться составлять сценарий перехода системы в опасное положение

Научно обосновать понятия опасных отказов техники

Правильно понимать, что можно и нужно требовать от теории безопасности, а что нельзя

Студентам рекомендуют начинать изучение проблемы безопасности разрабатываемых ими изделий с ознакомлением специальных технических регламентов об обеспечении безопасности этих изделий (морских судов, самолетов, автомобилей и др.) при их разработке, производстве, ремонте и испытаниях. В интернете существует специальная профессиональная справочная система «Техэксперт. Промышленная безопасность». В нашем случае ниже приводятся выдержки из технического регламента ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и (или) оборудования». В этом регламенте используются определения и показатели из вышеприведенных для надежности невосстанавливаемых изделий. Добавлены следующие показатели и определения для машины и (или) оборудования:

  • • «критический отказ» — отказ, возможными последствиями которого является причинение вреда жизни или здоровью человека, имуществу, окружающей среде;
  • • «допустимый риск» — значение риска исходя из технико-экономических возможностей изготовителя, соответствующего уровню безопасности, который должен обеспечиваться на всех стадиях жизненного цикла изделия;
  • • «обоснование безопасности» — документ, содержащий анализ риска, а также сведения из конструкторской, эксплуатационной и технологической документации о минимально необходимых мерах по обеспечению безопасности на всех стадиях жизненного цикла;
  • • «риск» — сочетание вероятности причиненного вреда и последствий этого вреда для жизни или здоровья человека, имущества, окружающей среды;
  • • «оборудование» — применяемое самостоятельно или устанавливаемое на машину техническое устройство, необходимое для выполнения ее функций, а также для объединения нескольких машин в единую систему.
  • 1. Для обеспечения безопасности машин и (или) оборудования при разработке должны:
    • • проводиться оценки риска расчетным, экспериментальным, экспертным методом или по данным эксплуатации аналогов для идентификации видов опасности;
    • • определяться или устанавливаться допустимые риски. При этом уровень безопасности, соответствующий устанавливаемому риску, обеспечивается полнотой НИОКР; верификацией проекта; выбором материалов и веществ в зависимости от условий эксплуатации; установлением критериев предельных состояний, назначенных сроков службы и ресурсов, сроков ТО, ремонтов и утилизации; выявлением всех опасностей, связанных с возможным предсказуемым неправильным использованием и соответствующим ограничением этого использования;
  • • устанавливаться уровни физических факторов (шума, инфразвука, ультразвука, вибрации, электромагнитных и радиационных полей), а также уровни выделения опасных и вредных веществ, обеспечивающие безопасность при эксплуатации;
  • • разрабатываться обоснования безопасности;
  • • разрабатываться руководства (инструкции) по эксплуатации, которые содержат в том числе и назначенные показатели (срок хранения, службы и (или) ресурс) в зависимости от конструктивных особенностей; перечень критических отказов и действия персонала при их возникновении; критерии предельных состояний и указания по выводу из эксплуатации; сведения о квалификации персонала; четкие и нестираемые надписи или знаки о видах опасности; уровень риска после капитального ремонта; рекомендации по безопасной утилизации;
  • • информировать потребителей о мерах защиты от опасности и указывать, требуется ли специальное обучение и технические меры защиты;
  • • использовать эргономические принципы проектирования для снижения влияния дискомфорта, усталости и психологического напряжения персонала до минимально возможного уровня;
  • • разрабатываться и изготавливаться так, чтобы используемые сырье, материалы и вещества не угрожали безопасности при их эксплуатации;
  • • связывать защитные устройства с системами управления так, чтобы отсутствие или отказ одного из компонентов средств защиты исключали возможность включения или остановки движущихся частей;
  • • разрабатываться так, чтобы отсутствовала опасность перегрева, пожара или взрыва, вызываемого производимыми или используемыми газами, жидкостью, пылью, парами или другими веществами;
  • • разрабатываться и изготавливаться так, чтобы защитить персонал от негативного влияния ионизирующих и неионизирующих излучений, статических и магнитных полей электромагнитных полей промышленной частоты и электромагнитных излучений радиочастотного и оптического диапазонов;
  • • обеспечивать возможность установки диагностического оборудования для обнаружения неисправности, быстрого доступа и замены при эксплуатации элементов, подверженных износу и старению, которые могут создавать опасность;
  • • оснастить устройствами, подающими акустический или световой сигнал персоналу, который может подвергаться опасности из-за сбоев в работе;
  • • обеспечивать в рабочих условиях и использование без опасности опрокидывания, падения или неожиданного перемещения.
  • 2. Для безопасности машин и (или) оборудования их системы

управления должны:

  • • исключать создание опасности при возможных логических ошибках или из-за нарушения персоналом управляющих действий;
  • • включать средства автоматического регулирования режимов работы или остановки;
  • • включать средства предупредительной сигнализации и обеспечивать достоверное и быстрое восприятие информации персоналом;
  • • обеспечивать приоритет управления остановкой над управлением пуском;
  • • обеспечивать персоналу возможность контроля отсутствия каких-либо лиц в опасных зонах;
  • • обеспечивать приоритет выбранному режиму управления относительно всех других режимов управления, кроме аварийной остановки;
  • • уменьшать усилия на рулевом колесе или рычагах управления возникающие от внешних воздействий.
  • 3. Дополнительные требования безопасности узлов и систем

машин и оборудования:

  • • предотвратить случайную блокировку движущихся частей;
  • • движущие части машин размещать так, чтобы не создавать опасную ситуацию;
  • • трубопроводы должны выдерживать предусмотренные нагрузки, быть надежно зафиксированы и защищены от внешних механических воздействий;
  • • гидрооборудование грузоподъемной машины должно соответствовать требованиям заданной безопасности и исключать падения груза в аварийной ситуации;
  • • защитные и предохранительные устройства должны иметь прочную и устойчивую конструкцию и надежно крепиться, чтобы доступ в ограждаемую зону был возможен только с использованием инструментов;
  • • прочность, жесткость и устойчивость расчетных элементов металлоконструкций и безопасность механизмов в заданных режимах работы должны подтверждаться расчетом;
  • • механизмы для обслуживания интенсивных технологических процессов должны быть оснащены регистраторами наработки;
  • • качество материалов должно подтверждаться сертификатами производителя;
  • • минимальный коэффициент запаса прочности для каждой отдельной ветви стропов должен быть не менее 6 — для стального каната, 4 — для цепи и 7 — для текстильного каната или ленты. Расчетная нагрузка для многоветвевых стропов принимается для каждой ветви из условия удержания груза не более чем тремя ветвями;
  • • грузоподъемные машины должны быть сконструированы или оснащены специальными устройствами так, чтобы ограничивать амплитуду всех движений в установленных пределах;
  • • для подтверждения работоспособности грузоподъемные машины периодически должны проходить грузовые испытания с нагрузкой 1,25 и 1,1 паспортной грузоподъемности соответственно для статических и динамических испытаний;
  • • коэффициент запаса торможения механизма подъема грузоподъемной машины назначают с учетом классификации механизма, но не ниже 1,5;
  • • внутренние размеры кабин управления грузоподъемной машиной должны соответствовать требованиям эргономики и безопасности, установленным для данного оборудования;
  • • материалы и поверхности оборудования, контактирующие с пищевой, косметической и фармацевтической продукцией, должны быть пригодными для применения по назначению (материалы) и не способствовать скоплению продукта (поверхности);
  • • оборудование должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы предотвратить попадание в него посторонних предметов или веществ, а также исключить контакт вспомогательных веществ (например, смазка) с пищевой, косметической и фармацевтической продукцией.

В области техногенной безопасности основной целью проектирования является недопущение аварий, но надежность технических систем всегда меньше 100%, кроме того, происходят природные катаклизмы с их запредельными нагрузками. Поэтому признается возможность возникновения аварийной ситуации и разрабатываются способы по повышению техногенной безопасности. Способы повышения безопасности следуют из формулы оценки техногенного риска при эксплуатации технических систем:

где W — последствия аварии; а(х) = Х(т)qaBq — математическое ожидание числа аварий за время т; X — частота аварий потенциально опасных систем за время т; qaB — вероятность перерастания аварийной ситуации в аварию; q — вероятность разрушения элементов системы (инициаторов аварийной ситуации); q = Р(А. Q > QJL — коэффициент ослабления аварийных нагрузок на систему; Q и — действующая и критическая нагрузки на инициаторов аварийной ситуации.

Предпринимаемые при проектировании изделий по прогнозам или частотам возникновения техногенных явлений меры по уменьшению риска аварий и смягчению их негативных последствий называются превентивными мерами защиты от чрезвычайных ситуаций. Типовые превентивные меры защиты по основным способам повышения безопасности приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Превентивные меры по повышению безопасности технических систем

Свойство

Параметры и способы

Меры

Угроза нормальной работе систем

X — снижение частоты инициирующих событий для аварии

Снижение аварийности на транспорте.

Снижение вероятности несанкционированных действий

Защищенность систем

Q, к — сни- жение действующих нагрузок на системы

Повышение защищенности (бронирование, демпфирование, экранирование, теплозащита и другое)

Прочность,

стойкость

систем

Q — повышение

кр

стойкости критически важных узлов систем

Отработка важных узлов на повышенный уровень стойкости и прочности

Эффективность подсистем безопасности систем

Q „ — снижение

^ав

вероятности перехода аварийной ситуации в аварию

Повышение надежности систем и их элементов.

Введение структурной и функциональной избыточности в системы. Введение специальных подсистем безопасности

Опасность

технических

систем

W — снижение негативных последствий аварии

Создание физических барьеров на пути выхода опасных факторов из системы при аварии.

Создание аварийно-спасательных формирований

В мире постоянно растет количество технических систем (транспорт, технологическое оборудование и др.), которые создают множество мелких аварий. Не так часто возникают природные катаклизмы (землетрясения, наводнения и др.), которые создают большие катастрофы. Но если исследовать вероятности гибели человека в час от различных негативных факторов, то окажется, что инженеры всего мира имеют огромный объем работы по повышению безопасности создаваемых технических систем и устройств. Данные по диапазонам риска смерти человека в час от различных факторов приведены в табл. 4.3 [11J.

Таблица 4.3

Масштабы риска смерти в земных условиях (на человека в час)

Порядок

риска

Диапазон

риска

Источник риска и причина смерти

XII

(1-2) • КГ12

Естественная среда обитания (незначительные события)

(2-5)- 1(Г12

Ураганы, торнадо

(5-10) • 10"12

Радиоактивное загрязнение среды атомными предприятиями (при дозе 1—5 Мбэр за год на границе зоны)

XI

(1-2) • 10-"

Радиоактивные вещества в товарах широкого потребления

(2-5)- 10-11

Глобальные выпадения радиоактивных веществ

(5-10) • 10-11

Грозы (поражения молнией)

X

(1-2) • Ю-10

Тайфуны, бури.

Укусы и уколы ядовитой фауны

(2-5) • Ю-10

Землетрясения, цунами. Выхлопные газы автомобилей. Излучения медицинской техники

(5-10) • Ю"10

Все виды естественных катастроф и искусственных источников излучений в среде обитания

IX

(1-2) • 10~9

Катастрофы в искусственной среде обитания (смог, выбросы и др.).

Выбросы ТЭЦ.

швейная и обувная промышленность. Огнестрельное оружие

(2-5) • 10~9

Текстильная и бумажная промышленность. Взрывы газа в многоквартирных домах. Пожары

о

о

  • 1
  • 40

Естественная частота лейкемии (все население)

VIII

(1-2) • 10~8

Болезни в возрастной группе 10—14 лет. Падения

(2-5) • 10~8

Болезни в возрастных группах 5-9 и 15-29 лет. Несчастные случаи в группах 5—14 лет. Типографии.

Общественный и железнодорожный транспорт. Машиностроение (в среднем)

Порядок

риска

Диапазон

риска

Источник риска и причина смерти

о

о

7

Болезни в группах 30-34 года. Несчастные случаи в группах 15—19 и 25-44 года и в среднем.

Рак легкого у мужчин.

Врачи и радиологи.

Вся промышленность в среднем

VII

(1-2) • 10-7

Болезни в группе 35—39 лет. Несчастные случаи в группах 20—24 и 45—74 года.

Заболевания органов дыхания

(2-5) • 10-7

Болезни в группах 40—49 дет.

Несчастные случаи в группах 75—84 года. Экипажи рыболовных траулеров. Шахтеры.

Железнодорожные рабочие.

Велосипед.

Бокс любителей

(5-10) • 10"7

Болезни в группе 50—54 года.

Несчастные случаи в группах 85 лет и старше. Самолеты гражданской авиации.

Охота.

Автомобили.

Лыжи.

Сердечно-сосудистые заболевания

VI

(1-2) • 10“6

Болезни в группе 55—60 лет. Болезни (все население). Курение.

Автомобили (США)

(2-5) • 10~6

Болезни в группах 60-69 лет.

Самолеты гражданской авиации (условия максимального риска).

Верхолазы.

Вулканизация.

Экипажи реактивных бомбардировщиков

(5-10) • 10“6

Болезни в группах 70-79 лет. Мотоспорт

V

(1-2) • 10-5

Болезни в группе 80—84 года. Гребля

(2-5) • 10“5

Болезни в группах 85 лет и старше. Альпинизм

Порядок

риска

Диапазон

риска

Источник риска и причина смерти

о

о

1

L/1

Бокс профессионалов; летчики-испытатели. Экипажи серийных реактивных истребителей

IV

(1-2) • КГ4

Экипажи военных вертолетов. Скачки

(2-5) • КГ4

Скачки с препятствиями

(5-10) • 10~4

Спортивные автогонки

Данные, приведенные в таблице 4.3, могут использоваться в качестве количественных значений риска при оценке уровня безопасности технических систем.

Технический риск — количественная оценка опасности использования технических систем.

Техногенный риск риск аварий на технических объектах с учетом ущерба от аварии.

Первыми обобщающими звеньями для создания методики оценки комплексной безопасности жизнедеятельности человечества являются идентификация опасностей, декомпозиционные схемы опасных и чрезвычайных ситуаций, классификация источников и факторов риска и их сравнительная оценка. Декомпозиция сложной системы — расчленение иерархии и организации системы на взаимосвязанные составные части, исследование их независимо друг от друга и координация локальных решений. Сначала определяются уровни надежности более простых составных частей (подсистем, узлов и элементов), а затем полученные результаты группируются для получения уровня надежности и безопасности всей технической системы.

Значение риска смерти человека зависит от опасной или чрезвычайной ситуации, в которую он попал. Такая ситуация возникает при нахождении человека в опасной зоне, т.е. в пространстве, где постоянно, периодически или эпизодически возникают опасности, обусловленные опасными или вредными факторами.

Опасные ситуации реализуются вследствие совокупности причин, обусловливающих воздействие опасных или (и) вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья. Декомпозиция опасной ситуации показана на рис. 4.1.

Чрезвычайная ситуация это совокупность событий и опасностей, внезапно нарушающих сложившиеся условия жизнедеятельности, создающих угрозу жизни и здоровью людей, среде их обитания, элементам технической системы.

Декомпозиция опасной ситуации

Рис. 4.1. Декомпозиция опасной ситуации

Каждую чрезвычайную ситуацию можно рассматривать как крупномасштабную опасную ситуацию в отношении объектов технической системы. Стадии зарождения и развития чрезвычайной ситуации протекают, как правило, скрытно и связаны с накоплением разрушительного потенциала. На кульминационной стадии образуется множество опасных и вредных факторов, объединяемых в один или несколько поражающих факторов. Декомпозиция чрезвычайной ситуации показана на рис. 4.2.

Формирование опасных и чрезвычайных ситуаций — результат совокупности факторов риска, создаваемых соответствующими источниками. Соотношение объектов риска и негативных событий создает индивидуальный, технический, экологический, социальный и экономический риски, которые приведены в табл. 4.4.

Декомпозиция чрезвычайной ситуации

Рис. 4.2. Декомпозиция чрезвычайной ситуации

Таблица 4.4

Виды риска и их отличия

Вид риска

Объект

риска

Источник риска

Нежелательное

событие

Индивидуальный

Человек

Условия жизнедеятельности человека

Заболевание, травма, инвалидность, смерть

Вид риска

Объект

риска

Источник риска

Нежелательное

событие

Технический

Технические системы и объекты

Техническое несовершенство, нарушение правил эксплуатации технических средств и объектов

Авария, взрыв, катастрофа, пожар, разрушение

Экологический

Экологические

системы

Антропогенное вмешательство в природную среду, техногенные чрезвычайные ситуации

Антропогенные экологические катастрофы, стихийные бедствия

Социальный

Социальные

группы

Чрезвычайная ситуация, снижение качества жизни

Групповые травмы, заболевания,гибель людей, рост смертности

Экономический

Материальные ресурсы

Повышенная опасность производства или природной среды

Увеличение затрат на безопасность, ущерб от недостаточной защищенности

Индивидуальный риск обусловлен вероятностью реализации потенциальных опасностей при возникновении опасностей для индивидуума. Источники и факторы индивидуального риска приведены в табл. 4.5.

Источники и факторы индивидуального риска

Таблица 4.5

Источник индивидуального риска

Наиболее распространенный фактор риска смерти

Внутренняя среда организма человека

Наследственно-генетические, психосоматические заболевания,старение

Виктимность (неспособность избежать опасность)

Совокупность личностных качеств человека как жертвы потенциальных опасностей

Привычки

Курение, употребление алкоголя, наркотиков, иррациональное питание

Социальная экология

Некачественные воздух, вода, продукты питания; вирусные инфекции; бытовые травмы; пожары

Источник индивидуального риска

Наиболее распространенный фактор риска смерти

Профессиональная деятельность

Опасные и вредные производственные факторы

Транспорт

Аварии и катастрофы транспортных средств с человеческими жертвами

Непрофессиональная деятельность

Опасности, обусловленные любительским спортом, туризмом, другими увлечениями

Социальная среда

Вооруженный конфликт, преступление, суицид,убийство

Окружающая природная среда

Землетрясение, извержение вулкана, наводнение, оползни, ураган и другие стихийные бедствия

Технический риск — комплексный показатель надежности технических систем, который определяется вероятностью аварии или катастрофы при эксплуатации механизмов, машин и комплексов, зданий и сооружений. Источники и факторы технического риска приведены в табл. 4.6 [1J.

Источники и факторы технического риска

Таблица 4.6

Источник технического риска

Наиболее распространенные факторы технического риска

Низкий уровень научно- исследовательских работ

Ошибочный выбор по критериям безопасности направлений развития техники и технологий

Низкий уровень ОКР

Выбор потенциально опасных конструктивных схем и принципов действия технических систем. Ошибки в определении эксплуатационных нагрузок. Неправильный выбор конструкционных материалов. Недостаточный запас прочности. Отсутствие в проектах технических средств безопасности

Опытное производство новой техники

Некачественная доводка конструкции, технологии, документации по критериям безопасности

Источник технического риска

Наиболее распространенные факторы технического риска

Серийный выпуск небезопасной техники

Отклонение от заданного химического состава конструкционных материалов. Недостаточная точность конструктивных раз-

меров. Нарушение режимов термической и химико-термической обработки деталей. Нарушение регламентов сборки и монтажа конструкций и машин

Нарушение правил безопасной эксплуатации технических систем

Использование техники не по назначению. Нарушение паспортных (проектных) режимов эксплуатации. Несвоевременные профилактические осмотры и ремонты. Нарушение требований транспортирования и хранения

Экологический риск определяется вероятностью экологического бедствия с катастрофическими последствиями в результате антропогенного вмешательства в природу или стихийного бедствия. Источники и факторы экологического риска приведены в табл. 4.7.

Источники и факторы экологического риска

Таблица 4.7

Источник экологического риска

Наиболее распространенный фактор экологического риска

Антропогенное вмешательство в природную среду

Разрушение ландшафтов при добыче полезных ископаемых; образование искусственных водоемов; интенсивная мелиорация; истребление лесных массивов

Техногенное влияние на окружающую природную среду

Загрязнение водоемов, атмосферного воздуха вредными веществами, почвы — отходами производства; изменение газового состава воздуха; энергетическое загрязнение биосферы

Природное явление

Землетрясение, извержение вулканов, наводнение, ураган, ландшафтный пожар, засуха

Социальный риск характеризует масштабы и тяжесть негативных последствий чрезвычайных ситуаций, а также различного рода явлений и преобразований, снижающих качество жизни людей. Источники и факторы социального риска приведены в табл. 4.8.

Приемлемый риск сочетает в себе технические, экологические, социальные аспекты и представляет некоторый компромисс между приемлемым уровнем безопасности и экономическими возможностями его достижения, т.е. можно говорить о снижении индивидуального, технического или экологического риска, но нельзя забывать о том, сколько за это придется заплатить и каким в результате окажется социальный риск.

Таблица 4.8

Источники и факторы социального риска

Источник социального риска

Наиболее распространенные факторы социального риска

Урбанизация экологически неустойчивых территорий

Поселение людей в зоне возможного затопления, образования оползней, селей, ландшафтных пожаров, извержения вулканов, повышенной сейсмичности региона

Промышленные технологии и объекты повышенной опасности

Аварии на АЭС, ТЭС, химических комбинатах, продуктопроводах и т.п. Транспортные катастрофы. Техногенное загрязнение окружающей среды

Социальные и военные конфликты

Боевые действия. Применение оружия массового поражения

Эпидемии

Распространение вирусных инфекций

Снижение качества жизни

Голод, нищета. Ухудшение медицинского обслуживания. Низкое качество продуктов питания. Неудовлетворительные жилищнобытовые условия

На рис. 4.3 показано примерное соотношение различных видов риска, позволяющее найти области их приемлемых значений. На вертикальной оси системы координат указаны значения индивидуального риска 7?и, а на горизонтальной — экономического риска Ry Эти два вида риска могут служить мерилом организационнотехнических решений обеспечения безопасной деятельности, они козволяют оценить динамику технического, экологического и социального рисков. Так, увеличение затрат на безопасность и возмещение ущерба повышает экономический риск, но снижает технический и экологический в соотношении с индивидуальным риском.

Чтобы сделать эту оценку количественной, в настоящее время вводят понятие техногенного риска, определяемого как произведение вероятности Q возникновения неблагоприятного события (аварии, катастрофы и др.) и ожидаемого ущерба У в результате этого события: R = QV или R = У,, если имеет место несколько (/)

J

неблагоприятных событий с различными вероятностями Р. и соответствующими им ущербами.

Соотношение различных видов риска

Рис. 4.3. Соотношение различных видов риска

Повышение надежности и безопасности обходится дорого, но оно окупается эффективным изделием, если учитывать ущерб от аварийных отказов, например в топливных компаниях (табл. 4.9).

Таблица 4.9

Средний ущерб по причинам возникновения аварийных отказов

Причина аварии

Процент

потерь

Средний ущерб, млн долл.

Механическое разрушение

41

39,0

Ошибка проекта

4

57,6

Нарушение регламента процесса

8

51,1

Ошибка эксплуатации

20

51,8

Неизвестная причина

18

38,6

Природные катастрофы

6

45,4

Саботаж

3

26,2

Из данных табл. 4.9 следует, что повышение надежности и безопасности изделий машиностроения позволяет уменьшить ущерб практически по всем вышеуказанным причинам аварийных отказов, что повышает конкурентоспособность этих изделий [9].

При анализе безопасности техногенной сферы при оценке ущербов следует учитывать серийность соответствующих потенциально опасных объектов. Наиболее тяжелые аварийные ситуации возникают на уникальных объектах — единичных и мелкосерийных. Число однотипных атомных энергетических реакторов составляет 1 — 10 при их общем числе в эксплуатации 450—500, число однотипных ракетно-космических систем обычно составляет 3—5 и до 50—100 в эксплуатации.

Среднесерийные потенциально опасные объекты исчисляются сотнями и тысячами (самолеты, поезда), а крупносерийные — десятками и сотнями тысяч (автомобили, станки). В связи с серийностью интегральные экономические риски оказываются сопоставимыми. Интегральные ущербы отличаются на 1—3 порядка (см. табл. 4.10).

Таблица 4.10

Вероятности крупных аварий за год

п/п

Типы объектов

Расчетные

Реальные

проектные

запроектные

1

Реак-

торы

Активная зона

10~6

10~6

2- 10~3

Первый контур

ю-5

10~6

го

1

О

^Г)

2

Системно-космические

объекты

10~3

10~4

гч

1

О

^Г)

3

Турбоагрегаты

10“3

10“4

3•10“2

4

Летательные аппараты

10~3

10~4

5•10~3

5

Трубопроводы (1000 км)

10“3

2- 10“3- -2- 10"4

10~2

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >