Нормальный закон распределения 9 страница

И. наконец. политика в области управления риском должна строиться в рамках строгих ограничений на воздействие на технические системы и природные экосистемы. состоящих из требований о не превышении величин воздействий предельно допустимых уровней. пре­дельно допустимых концентраций и предельно допустимых экологических нагрузок на эко­системы.

Схема процесса управления риском представлена на рис.10.11.

Для проведения анализа риска. установления его допустимых пределов в связи с требо­ваниями безопасности и принятия управляющих решений необходимы:

- наличие информационной системы. позволяющей оперативно контролировать суще­ствующие источники опасности и состояние объектов возможного поражения;

- сведения о предполагаемых направлениях хозяйственной деятельности. проектах и технических решениях. которые могут влиять на уровень техногенной и экологической безо­пасности. а также программы для вероятностной оценки связанного с ними риска;

- экспертиза безопасности и сопоставление альтернативных проектов и технологий. яв­ляющихся источниками риска;

- разработка технико-экономической стратегии увеличения безопасности и определе­ние оптимальной структуры затрат для управления величиной риска и ее снижения до при­емлемого уровня с экономической и экологической точек зрения;

- составление рискологических прогнозов и аналитическое определение уровня риска, при котором прекращается рост числа техногенных и экологических поражений;

- формирование организационных структур, экспертных систем и нормативных доку­ментов, предназначенных для выполнения указанных функций и процедуры принятия реше­ний;

- воздействие на общественное мнение и пропаганда научных данных об уровнях тех­ногенного и экологического рисков с целью ориентации на объективные оценки риска.

Рис.10.11. Схема управления риском Модель управления риском состоит из четырех частей и этапов.

Первый этап связан с характеристикой риска. На начальном этапе проводится сравни­тельная характеристика рисков с целью установления приоритетов. На завершающей фазе оценки риска устанавливается степень опасности (вредности).

Второй этап - определение приемлемости риска. Риск сопоставляется с рядом соци­ально-экономических факторов:

- выгоды от того или иного вида хозяйственной деятельности;

- потери, обусловленные использованием вида деятельности;

- наличие и возможности регулирующих мер с целью уменьшения негативного влияния на среду и здоровье человека.

Процесс сравнения опирается на метод "затраты - выгоды" (рис. 10.12).

Рис.2.3. Соотношение ущерба и затрат на безопасность: У-ущерб; 3б -затраты на безопасность; К.б.п. - критерий безопасности (заштрихованная площадь - область приемлемых значений У и 3б)

Рис. 10.12. Соотношение ущерба (У) и затрат на безопасность (ЗБ)

В сопоставлении "нерисковых" факторов с "рисковыми" проявляется суть процесса управления риском.

Возможны три варианта принимаемых решений:

- риск приемлем полностью;

- риск приемлем частично;

- риск неприемлем полностью.

В настоящее время уровень пренебрежимого предела риска обычно устанавливают как 1% от максимально допустимого.

В двух последних случаях необходимо установить пропорции контроля, что входит в задачу третьего этапа процедуры управления риском.

Третий этап - определение пропорции контроля - заключается в выборе одной из "ти­повых" мер, способствующей уменьшению (в первом и во втором случае) или устранению (в третьем случае) риска.

Четвертый этап - принятие регулирующего решения - определение нормативных ак­тов (законов, постановление, инструкций) и их положений, соответствующих реализации той "типовой" меры, которая была установлена на предшествующей стадии. Данный элемент, завершая процесс управления риском, одновременно увязывает все его стадии, а также ста­дии оценки риска в единый процесс принятия решений, в единую концепцию риска.

10.7. Применение теории риска в технических системах

Проектирование сложных технических систем и конструкций выполняется на основе численных методов (например. строительной механики) с использованием ЭВМ. Однако вы­численные на основе таких расчетов параметры и характеристики (например. усилия) следу­ет рассматривать как приближенные. которые отличаются от действительных. Отклонения расчетных параметров от действительных представляют собой случайные величины. кото­рые зависят от условий задачи.

Путем применения теории риска можно оценить неточности. возникающие при расчете и проектировании конструкций. Вероятностный метод вычисления риска позволяет получить новую информацию о том. какое влияние на величину риска оказывают разные источники неопределенности в процессе расчета и проектирования конструкции и как это отражается на окончательном проекте.

Однако при использовании численных методов возникают неточности расчета. оценка которых приобретает особое значение при определении вероятного риска.

В инженерных задачах исходные данные часто бывают далеко не полными. Так. на­пример. величина внешних сил изменяется во времени. свойства материала. из которого сде­лана конструкция. также определяются как средние и имеют разброс. коэффициент надежно­сти может быть определен вероятностным методом. Возникают термины "допустимый пре­дел". "инженерное решение". которые подтверждают отсутствие достаточной точности в ис­ходных данных. В результате для описания вероятности разрушения конструкции возникает понятие "риск". которым характеризуют полученное решение.

В состав крупных сооружений входят объекты. имеющие различную степень ответст­венности в обеспечении безопасности. например в гидротехническом узле наиболее ответст­венным объектом является плотина. менее ответственными - здания. трубопроводы и т.д. Однако желательно принимать для всех объектов одинаковую меру риска. Принцип сбалан­сированного риска требует. чтобы все объекты. входящие в состав сооружения. проектиро­вались на одинаковую степень риска.

При решении многих инженерных задач приходится определять риск. который возни­кает как результат облегчения той или иной конструкции. Риск определяется на основе обра­ботки статистическими методами большого числа наблюдений. Величина риска зависит от ожидаемой выгоды. Как правило. повышение величины риска приводит к снижению расхо­дов на создание конструкции и увеличению ожидаемой выгоды. Но вместе с тем это повы­шение может повлечь за собой разрушение конструкций в более короткий срок. Поэтому оп­ределение принимаемой величины риска является весьма ответственной задачей. которая может быть правильно решена только путем проведения глубокого статистического анализа.

Функциональная зависимость между величиной риска и ожидаемой выгодой выражает­ся нелинейным законом. как это показано на рис.10.13.

Построенная на этом рисунке кривая делит координатную плоскость на две части. Справа от кривой расположены значения. которые могут быть при известных условиях при­няты (эта область заштрихована). Точки. расположенные слева от кривой. относятся к не­приемлемым значениям.

Рассмотрим подробнее физический смысл числового выражения риска. Наиболее пол­ные статистические данные имеются для риска. которым характеризуются несчастные слу­чаи в разных областях производства. Так. например. риск. характеризуемый числом 10^-3 слу­чаев на одного человека в год. является совершенно неприемлемым. Уровень риска 10^-4 тре­бует принятия мер и может быть принят только в том случае. если другого выхода нет. По данным. приведенным в работах американских ученых. риск в автомобильных авариях дос­тигает уровня 2.8-10^-4. Уровень риска 10^-5 соответствует естественным случайным событиям. как. например. несчастным случаям при купании в море. для которых риск исчисляется 3.7-10^-5. Несчастные случаи. обусловленные риском 10^-6. относятся к такому уровню. на ко­торый имеется более спокойная реакция, так как считается, что избежать этого риска может каждый, соблюдая элементарные правила предосторожности.

Аналогичным образом величина риска может быть установлена и для каждой конст­рукции с учетом срока службы, ее значения для общей прочности всего сооружения, а также стоимости, срока восстановления и т. д.

Очень часто для оценки риска принимается частота возникновения аварийных ситуа­ций, например, число случаев разрушения плотин в год и их негативные последствия - число несчастных случаев, которые вызваны этой аварией.

При проектировании принимаются решения, которые могут увеличить или уменьшить величину риска в процессе эксплуатации конструкции. Для того чтобы оценить влияние не­точностей, допущенных при проектировании, следует для данной конструкции оценить ве­роятные пути, в результате которых может произойти разрушение. Для простейшей конст­рукции очень часто можно предвидеть единственный путь вероятного разрушения и тогда задача упрощается. Однако для сложных конструкций и сооружений разрушение может раз­виваться разными путями, имеющими присущую им вероятность.

Коэффициент надежности вычисляется для каждой намеченной схемы разрушения по формуле

(10.42)

где R_i - множитель, характеризующий коэффициент надежности для каждой схемы.

Зависимость между вероятностью Р разрушения, выраженной в процентах, и коэффи­циентом надежности F получается в виде: Р=10 % - F=3,5; Р=1 % - F=10; Р=0.1 %- F=20.

Рис.10.13. Зависимость величины риска от затрат

Вероятность того, что разрушение произойдет по выбранной последовательности со­бытий D, вычисляется по формуле

(10.43)

где mj - число участков для выбранной схемы разрушения.

Величина риска для механических систем, находящихся под воздействием внешних сил и температуры, существенно влияет на условия разрушения конструкций, поэтому необхо­димо изучить и эти условия. Для того чтобы установить критическое состояние, соответст­вующее катастрофическому разрушению конструкции, необходимо рассмотреть вызываю­щие его причины.

Обычно критерием разрушения считают предельную нагрузку или повторяющуюся на­грузку, в результате которой возникает эффект усталости или развитие пластических дефор­маций. Нередко оба эти критерия объединяются. Для определения вероятности разрушения конструкции в качестве основного показателя принимается ожидаемое число N повторений нагрузки в течение срока эксплуатации конструкции и вводятся две функции, а именно функция надежности L(N) и функция риска P(N)=[1-L(N)], которые выражают вероятность сохранности или разрушения конструкции в зависимости от условного "возраста" конструк­ции, характеризуемого числом N. Таким путем удается получить решение в указанных выше случаях.

Решая технические задачи, необходимо учитывать риск, возникающий в результате не­точностей при выборе исходных данных, принятых в расчетах. При определении допускае­мого риска необходимо учитывать вероятность благоприятного и неблагоприятного резуль­тата в эксплуатационных условиях проектируемого технического объекта. Такой подход по­зволит принять сознательное окончательное решение при выборе оптимального варианта с учетом риска. Величина риска определяется на основе общих математических методов: тео­рии вероятностей, математической статистики и теории игр. Как правило, риск существует объективно независимо от того, учитывается он в проектах или нет. Для измерения величи­ны риска, соответствующего данному варианту решения, проектировщик должен исследо­вать влияние отдельных факторов, от которых зависит окончательное решение. Определение риска особое значение приобретает при проектировании новых сооружений и сложных агре­гатов и обеспечивает общий технический прогресс. Правильное использование теории риска очень часто приводит к тому, что проектируемый объект может обойтись дешевле и принес­ти дополнительные выгоды.

Очень часто понятие риска связывают с оценкой возможного ущерба. Однако при этом не учитывается возможная выгода, получаемая в результате принятого риска. Поэтому для правильного понимания существа вопроса рекомендуют определять риск как возможность отклонения принятого решения от той величины, которая соответствует условиям эксплуа­тации объекта.

В специальной литературе рассматривается также очень подробно экономический риск, связанный с планированием промышленного производства. Этот вид риска называют хозяй­ственным, он включает в определенной степени указанные выше виды риска. Величина хо­зяйственного риска определяется обычно на основании опыта прошлого путем соответст­вующей обработки накопленных статистических данных, которые экстраполируются на про­ектируемый объект. Однако построение логических схем на основе теоретических положе­ний с использованием математических моделей очень часто помогает найти численное вы­ражение для ожидаемого риска.

Стоимость сооружения тесно связана с принятой при проектировании величиной риска. При большом риске снижается стоимость первоначальных затрат на строительство сооруже­ния, однако в дальнейшем при неблагоприятном стечении обстоятельств в сооружении могут возникнуть повреждения, ликвидация которых связана с дополнительными расходами. Ма­лая величина риска, принятая при проектировании, потребует усиления конструкций, а это повышает стоимость сооружения. Если в процессе дальнейшей эксплуатации сооружения не произойдет неблагоприятного стечения обстоятельств, с расчетом на которые при строитель­стве выполнялись усиления конструкций для того, чтобы предотвратить повреждение их от­дельных элементов, то первоначальное удорожание конструкций за счет их усиления оказы­вается не нужным. Таким образом, увеличение риска приводит к удешевлению конструкций, а снижение риска вызывает удорожание строительства.

10.8. Анализ и оценка риска при декларировании безопасности производственного объекта

Декларирование промышленной безопасности регламентируется Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ.

Декларирование безопасности промышленного объекта, деятельность которого связана с повышенной опасностью производства, осуществляется в целях обеспечения контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте.

Декларация безопасности - документ, в котором определены возможные характер и масштабы опасностей на промышленном объекте и выработанные меры по обеспечению промышленной безопасности и предупреждению техногенных чрезвычайных ситуаций.

Промышленный объект подлежит обязательному декларированию безопасности в слу­чаях:

- если он включен в список объектов, деятельность которых связана с повышенной опасностью;

- если на нем обращаются опасные вещества в количестве, равном или превышающем определенное пороговое значение (см. таблицу 10.3).

Перечень промышленных объектов, деятельность которых связана с повышенной опас­ностью, включает:

- гидротехнические сооружения, аварии которых связаны с риском чрезвычайных си­туаций;

- сливо-наливные пункты пожаровзрывоопасных и опасных химических веществ;

- магистральные трубопроводные системы по транспорту нефти, газа, газоконденсата;

- магистральные трубопроводные системы по транспорту аммиака, этилена, пропиле­на;

- скважины нефтяных, газоконденсатных и газовых месторождений с избыточным дав­лением 10 МПа и более на устье скважин;

- железнодорожные и сортировочные станции массовой погрузки-выгрузки опасных грузов.

Разработка декларации промышленной безопасности предполагает всестороннюю оценку риска аварии и связанной с нею угрозы; анализ достаточности принятых мер по пре­дупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объ­екте; разработку мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесенного в случае аварии на опасном производственном объекте.

Декларация безопасности имеет следующие разделы:

1. Общие сведения;

2. Месторасположение объекта;

3. Процессы и технологии;

4. Опасные вещества;

5. Анализ опасностей и риска;

6. Меры обеспечения безопасности;

7. Действия в случае аварии

8. Информирование общественности.

Раздел «Общие сведения» содержат: краткие сведения об объекте; характеристику объ­екта; обоснование идентификации объекта как подлежащего декларированию безопасности; страховые данные.

Раздел «Месторасположение объекта» содержит описание месторасположения объекта; данные о персонале и проживающем вблизи населении.

Раздел «Процессы и технологии» содержит описание технологии; характеристику ос­новного технологического оборудования; перечень технологических параметров, влияющих на безопасность процесса; характеристику пунктов управления.

Раздел «Опасные вещества» содержит: характеристики опасного вещества; технологи­ческие данные по нему.

Раздел «Анализ опасностей и риска» содержит: сведения об известных авариях; опре­деление источников опасностей; анализ условий возникновения и развития аварий и чрезвы­чайных ситуаций; выводы.

Раздел «Меры обеспечения безопасности» содержит: описание организационных мер обеспечения безопасности; описание технических решений, направленных на обеспечение безопасности; перечень планируемых мероприятий, направленных на повышение безопасно­сти.

Таблица 10.3

Категории опасных веществ

Виды опасных веществ	Предельное количество (в тоннах)
Воспламеняющиеся газы 200
Горючие жидкости, находящиеся на товарно-сырьевых складах и базах
Горючие жидкости, используемые в технологическом процессе или транспортируемые по магистральному трубопроводу
Токсичные вещества 200
Высокотоксичные вещества 20
Окисляющие вещества 200
Взрывчатые вещества 50
Вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды

Раздел «Действия в случае аварии» содержат: оперативную часть плана локализации аварий на объекте; схемы оповещения о возникновении аварий и чрезвычайных ситуаций; описание средств и мероприятий по защите людей; порядок организации медицинского обеспечения.

Раздел «Информирование общественности» содержит: порядок и периодичность взаи­модействия с населением и общественными организациями в регионе; порядок представле­ния информации, содержащейся в декларации безопасности.

В качестве приложений к декларации безопасности приводятся: ситуационный план объекта; принципиальная технологическая схема; план размещения основного оборудования; перечень основных нормативных документов, регламентирующих требования по безопасно­му ведению работ; информационный лист, который может представляться по запросам граж­дан и общественных организаций.

Декларация безопасности подлежит обновлению не реже одного раза в 5 лет, а также в случаях:

- изменения сведений, входящих в нее и влияющих на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение чрезвычайных ситуаций и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;

- изменения действующих требований (правил и норм) в области промышленной безо­пасности и предупреждения чрезвычайных ситуаций и защиты населения от чрезвычайных ситуаций;

- совместного решения органов МЧС России и Госгортехнадзора России.

10.9. Оценка риска аварий

Порядок разработки декларации безопасности опасных производственных объектов учитывает анализ условий возникновения и развития аварий, который включает:

- выявление возможных причин возникновения и развития аварийных ситуаций с уче­том отказов и неполадок оборудования, возможных ошибочных действий персонала, внеш­них воздействий природного и технического характера;

- определение сценариев возможных аварий;

- оценку количества опасных веществ, способных участвовать в аварии;

- обоснование применяемых для оценки опасностей моделей и методов расчета.

Приведенные данные причин пожаров (табл.10.4) способствуют проведению иденти­фикации опасных и вредных факторов на объектах хранения нефтепродуктов. Можно выде­лить следующие опасности: взрыв (В), пожар (П), отравление (О) персонала токсическими веществами, загрязнение (3) окружающей природной среды (ОПС). Все эти нежелательные события могут наступать в случае нарушения технологического регламента работ на объек­тах или отступления от инструкций.

Можно полагать, что в значительной мере указанные опасности будут проявляться со­вместно, т. е. взрыв будет сопровождаться пожаром, отравлением персонала и загрязнением ОПС (рис.10.14).

В свою очередь, пожар может привести к взрыву и последующему воздействию на пер­сонал и ОПС. Загрязнение среды СНП (бензином и керосином) - в ряде случае может сопро­вождаться взрывом и пожаром. В табл.10.5 приведены эти опасности в зависимости от ста­дии технологического процесса и оборудования.

Причины пожара	Количество пожаров	Процент от общего коли­чества пожа­ров	Число по­гибших людей	Процент от общего числа по­гибших людей
Установленные поджоги Неисправность оборудования НПУЭ: - электрооборудования - печей - теплогенерирующих установок - бытовых газовых устройств НШ1Б электрогазовых работ Взрывы Сомовозгорание веществ и материалов Неосторожное обращение с ог­нем Грозовые разряды Неустановленные Прочие	17 1 0 25 1 6 1 6 18	3,10 25,66 7,52 0,44 0 11,06 0,44 2,65 38,05 0,44 2,65 7,96	3 0 0 0 0 0 9 9 1 0	31,58 15,78 0 0 0 0 47,37 0 5,26 0

Примечание. НПУЭ - нарушение правил устройства и эксплуатации; НППБ - наруше­ние правил пожарной безопасности.

Таблица 10.4

Дата добавления: 2014-12-26