Методы оценки опасных ситуаций

Опыт взаимодействия человека с техническими системами позволяет идентифицировать травмиру­ющие и вредные факторы, а также выработать ме­тоды оценки вероятности появления опасных ситу­аций. Прежде всего, это накопление статистических данных об аварийности и травматизме, различные способы преобразования и обработки ста­тистических данных, повышающие их информатив­ность. Недостатком этого метода является его огра­ниченность, невозможность экспериментирования и неприменимость к оценке опасности новых тех­нических средств и технологий.

Вероятность индивидуального смертельного риска в различных сферах деятельности

Вид деятельности	Риск
Автомобильные катастрофы	0,001
Преступления	0,0004
Добыча угля	0,00088
Строительство	0,000092
Сельское хозяйство	0,000087
Молния	0,0000001

Значительное развитие и практическое примене­ние получила теория надежности. Надежность — это свойство объекта сохранять во времени в уста­новленных пределах значения всех параметров, по­зволяющих выполнять требуемые функции. Для ко­личественной оценки надежности применяют веро­ятностные величины.

Одно из основных понятий теории надежности — отказ. Отказ — это нарушение работоспособного со­стояния технического устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров. В теории надежности оценивается веро­ятность отказа, то есть вероятность того, что техни­ческое средство откажет в течение заданного време­ни работы. Для современных технических систем интенсивность отказов лежит в пределах 10-⁷-10-⁸ 1/час. Теория надежности позволяет оценить срок службы, по окончании которого техническое сред­ство вырабатывает свой ресурс и должно подверг­нуться капитальному ремонту, модернизации или замене. Техническим ресурсом называется продол­жительность непрерывной или суммарной периоди­ческой работы от начала эксплуатации до наступ­ления предельного состояния. Количественная ин­формация о надежности накапливается в процессе эксплуатации технических систем и используется в расчетах надежности. При этом выявляются не­надежные элементы и факторы, ускоряющие или вызывающие отказы, слабые места в конструкции; вырабатываются рекомендации по улучшению уст­ройств и оптимальным режимам их работы.

Возможности электронно-вычислительной тех­ники позволяют развивать метод моделирования опасных ситуаций. Моделирование оперирует фор­мализованными понятиями. Формализация — это упорядоченное и специальным образом организо­ванное представление исследуемых объектов с по­мощью различных физических и геометрических знаков. Формализации подвергаются статистичес­кие данные о происшествиях, структура и законо­мерности функционирования технических систем.

Для построения моделей используется ряд графи­ческих символов. Например, символы характеризуют состояние, свойство или событие. Символами обозначаются исходное или ко­нечное событие.

Знак «или» знак «и», имеет отношение -------- связь ------- влияние----- и т. п. Эти символы используются для построения диаграмм с узлами и взаимосвязью между ними. В качестве узлов под­разумеваются события, свойства и состояния эле­ментов системы «человек — машина», логические условия их реализации и преобразования. Взаимо­связь между узлами диаграммы изображают ребра­ми, с помощью которых образуются ветви. Широ­кое распространение, получила диаграмма ветвя­щейся структуры, называемая «дерево событий». Диаграмма включает одно нежелательное событие-происшествие, которое размещается вверху и соеди­няется с другими событиями-предпосылками с по­мощью соответствующих связей и логических усло­вий. Узлами дерева служат как события, так и условия. Для реализации происшествия необходи­мо одновременное выполнение трех условий: нали­чие источника опасности, присутствие человека в зоне действия источника опасности, отсутствие у человека защитных средств.

Рассмотрим процедуру построения дерева, его качественный и количественный анализ на приме­ре. Будем считать, что для гибели человека от элект­рического тока необходимо и достаточно включение его тела в цепь, обеспечивающую прохождение смертельного тока. Следовательно, чтобы произо­шел несчастный случай (событие А), необходимо од­новременное выполнение по крайней мере трех ус­ловий: наличие потенциала высокого напряжения на металлическом корпусе электроустановки (собы­тие Б), появление человека на заземленном прово­дящем основании (событие В), касание человека корпуса электроустановки (событие Г).

В свою очередь событие Б может быть следстви­ем любого из событий — предпосылок Д и Е, напри­мер, нарушение изоляции или смещение неизоли­рованного контакта и касание им корпуса. Событие В может появиться 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 событий состоит в выявлении ус­ловий, минимально необходимых и достаточных для возникновения или невозникновения головно­го события. Модель может давать несколько мини­мальных сочетаний исходных событий, приводя­щих в совокупности к данному происшествию. В данном 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 А = (Д + Е) (Ж + 3)(И + К + Л). Подставив вместо буквенных символов вероятности соответствующих предпосы­лок, можно получить оценку риска гибели челове­ка от электрического тока в конкретных условиях. Например, при равных вероятностях Р(Д) = Р(Е) = =...Р(Л) ==0,1 вероятность гибели человека от элек­трического тока в рассматриваемом случае

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

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

Практический интерес представляет построение дерева причин несчастного случая с подобным про­ведением анализа предшествующих событий, кото­рые привели к нему. При этом выделяются случай­ные предшествующие события, устанавливаются связи между ними, анализируются факторы, нося­щие постоянный характер. Логическая структура дерева такова, что при отсутствии хотя бы одного из предшествующих событий, несчастный случай произойти не может. При составлении дерева при­чин могут быть выявлены потенциально опасные факторы, не проявившие себя. Таким образом мож­но предотвратить повторение аналогичного несчас­тного случая.

Для сложных систем анализ может производить­ся методом дерева отказов, в котором диаграмма по­казывает события и условия как логические след­ствия других событий и условий.

Достоинством такого моделирования опасностей являются простота, наглядность и легкость матема­тической алгоритмизации исследуемых производ­ственных процессов и технических систем.

На практике разрабатываются и применяются различные методы моделирования опасных ситуа­ций.

Оценка вероятности опасных ситуаций в систе­ме «человек — техническая система» на стадии про­ектирования производства, технологий и техничес­ких систем позволяет повысить из безопасность.

Для этой цели разрабатываются программы ис­следований факторов риска, испытания техничес­ких средств на соответствие требованиям безопас­ности.

В случае невозможности надежного теоретичес­кого анализа применяются экспертные оценки. Методы экспертного оценивания используются при исследовании достаточно сложных объектов, ког­да имеются трудности в создании достоверных мо­делей функционирования больших систем. Эти трудности могут возникнуть из-за сложности и тру­доемкости решения задач оптимизации, а также, как это часто бывает, из-за совмещения в техничес­ких решениях принципов различных областей на­уки. Эксперты являются специалистами в конкрет­ных областях знания и могут указать более предпоч­тительные варианты решений. Для обеспечения объективности оценки разработаны способы полу­чения экспертной информации: парные и множе­ственные сравнения, ранжирование, классифика­ции. Экспертам предъявляются пары или множество объектов и предлагается указать более предпоч­тительные их них, при ранжировании предлагает­ся упорядочить по предпочтениям множество объек­тов. Эксперт может дать 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 эксплуатации как целого предпри­ятия, так и отдельной технической единицы.

Проверка качества проектируемых технических средств проводится испытанием опытных образ­цов, а затем, в процессе эксплуатации, периодичес­кими испытаниями серийных образцов в услови­ях, приближенных к реальным условиям макси­мальных негативных воздействий (механических, климатических и др.). Эти условия создаются с по­мощью вибростендов, климатических камер и т.д. Выявление, анализ и устранение дефектов повыша­ет надежность технологий и технических систем. Классификации отказов на этапе проектирования и производства позволяют определить факторы, име­ющие преобладающее значение в формировании причин опасных ситуаций.

Дата добавления: 2014-01-07