авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Теоретические основы менеджмента техногенного риска

-- [ Страница 2 ] --

Правомерность ЭЭК обусловлена эмпирическим характером и непротиворечивостью ее утверждений законам природы, в частности – объективному стремлению энтропии систем к самопроизвольному росту, что следует из II начала термодинамики. Это касается не только производственной деятельности, связанной с противодействием такому росту, но и интеллектуальной, направленной на уменьшение энтропии (на сей раз – не в термодинамическом, а в информационном смысле), а потому и способной ухудшить состояние здоровья людей.

Основой для деления объективно существующих опасностей выбрана неадекватность свойств/параметров движущейся материи потребностям материального объекта, что позволило выявить следующие три базовых класса: 1) антропогенно-социальные, обусловленные случайным или умышленным искажением информации людьми; 2) природно-экологические, вызванные нарушением естественных циклов миграции вещества, в том числе и в результате стихийных бедствий; 2) техногенно-производственные, связанные с возможностью нежелательных выбросов энергии, накопленной в созданных людьми технологических объектах.

2.1.3. Базовые категории и принципы МТР. В соответствии с принятой концепцией, осуществление МТР предполагает а) субъект – администрацию ОПО, представляющую собой организацию (организационную систему), предназначенную для идентификации источников техногенного риска с целью прогнозирования и регулирования его параметров, б) объект – ХТУ, имеющиеся в составе ОПО и представляющие собой основные источники риска.

В общем случае и объект, и субъект МТР могут интерпретироваться системами "человек-машина-среда" (ЧМС), что обусловлено следующим: а) каждая такая система включает в себя источник опасности и потенциальную жертву; б) функционирование ЧМС есть эксплуатация персоналом администрации или ХТУ технологического оборудования ОПО в определенной рабочей среде (безлюдные и не использующие технику процессы – частный случай); в) в ЧМС содержатся носители всех типов предпосылок к происшествиям: человек – ошибок, машина – отказов, рабочая среда – неблагоприятных для них внешних воздействий.

Модель ЧМС (рис. 2.1) включает человека (Ч), машину (М), рабочую среду (С), взаимодействующих между собой по установленной технологии (Т). Их связи изображены стрелками: I(t) – входные воздействия, E(t) – выходные; а граница ЧМС – квадратом. Под "человеком" подразумевается персонал администрации или ХТУ; "машиной" – их технологическое оборудование; "рабочей средой" – пространство ОПО, в котором они функционируют; "технологией" – совокупность приемов, используемых для изменения предмета труда и включающих мероприятия по обеспечению его безопасности; внешней среды – то, что не входит в ЧМС, но может влиять на ее функционирование или изменяться из-за него.

В последующем используются также следующие рабочие определения: опасность –возможность (свойство) причинения ущерба; ущерб – мера, характеризующая нарушение целостности или утраты других полезных свойств объекта; риск – мера опасности, указывающая и на возможность причинения ущерба, и на его размеры; происшествие – событие, повлекшее за собой ущерб в результате резкого ухудшения свойств объекта.

Производственно-экологическая безопасность (ПЭБ) интерпретируется здесь свойством ОПО сохранять при функционировании состояния с высокой вероятностью исключения происшествий и приемлемым ущербом от непрерывных энергетических (тепло, шум...) и вредных материальных (сажа, шлаки...) выбросов. Менеджмент техногенного риска – осуществление совокупности действий по прогнозированию и регулированию его количественных параметров с целью удержания их значений в приемлемой для администрации ОПО области.

Следуя ЭЭК, можно утверждать о двух кардинальных принципах МТР на ОПО: 1) максимально возможное сокращение энергоемкости и токсичности всех ХТУ, 2) недопущение при их функционировании аварийных и иных нежелательных выбросов большого количества энергии и ВВ. Последнее достигается 3) исключением соответствующих предпосылок – а) отказов и неисправностей технологического оборудования ОПО, б) ошибочных и несанкционированных действий эксплуатирующего его персонала, в) нерасчетных для них внешних воздействий – и 4) недопущением образования ПЦП из отдельно взятых предпосылок. Тогда как снижение ущерба в случае появления таких выбросов требует еще одного принципа – 5) заблаговременной подготовки к ним с целью своевременной локализации опасных зон, проведения аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ. Приоритетность принципов совпадает с нумерацией, а объекты мероприятий МТР – с компонентами ЧМС (см. рис. 2.1): (а,б,в) – с изображенными на периферии модели, а 4 и 5 – с центральным.

2.1.4. Основные методы и модели МТР. Основным методом прогнозирования техногенного риска администрацией ОПО выбран системный анализ, а аппаратом – моделирование опасных процессов в используемых там ХТУ. Применение данного инструментария предполагает проблемно-ориентированное описание соответствующих объекта и цели, эмпирический системный анализ уже накопленных данных и теоретический – созданных моделей.

Основным методом регулирования техногенного риска администрацией ОПО принято программно-целевое планирование и управление соответствующим процессом, а аппаратом – математическая теория организации и исследование операций. Такой выбор аргументирован тем, что МТР требует не разовых мероприятий, а длительной, планомерной и целенаправленной работы; следовательно ПЦРТР – есть осуществление совокупности мероприятий по обоснованию, обеспечению, контролю и поддержанию приемлемого уровня ПЭБ на всех этапах жизненного цикла ХТУ, начиная с проектирования и кончая утилизацией оборудования. Практическая же реализация ПЦРТР предполагает: а) стратегическое планирование (обоснование приемлемых для администрации ОПО параметров техногенного риска и разработку целевых программ его обеспечения) и б) оперативное управление выполнением таких программ (своевременный контроль и поддержание приемлемых параметров техногенного риска).

2.1.5. Цель, задачи и показатели системы МТР. Принятая ЭЭК, а также выбранные методы прогнозирования и регулирования техногенного риска указали на необходимость в системе МТР, представляющей совокупность тех взаимосвязанных нормативных актов, организационно-технических мероприятий, а также соответствующих им (актам и мероприятиям) сил и средств, которые предназначены для снижения издержек от реально существующих на ОПО техногенно-производственных опасностей. Ее стратегической целью целесообразно принять а) минимизацию обусловленного ими ущерба людским, материальным и природным ресурсам, либо б) удержание величины подобного техногенного ущерба в заданных пределах.

Главными задачами системы МТР приняты: а) исключение гибели и других несчастных случаев с людьми; б) предупреждение аварий с выводом из строя ХТУ и другим материальным ущербом; в) недопущение загрязнения ВВ природной среды и уничтожения ими биоты; г) заблаговременная подготовка и эффективное ведение аварийно-спасательных работ на ОПО. Базовым показателем системы МТР выбрано математическое ожидание M[Y] величины социально-экономического ущерба от возможных в течение времени аварийных и иных вредных выбросов. Показателями безопасности эксплуатации конкретных ОПО служат Q() – вероятность возникновения там хотя бы одного происшествия (катастрофа, авария, несчастный случай с людьми) за это время, а также M[Z] и M[S] – ожидаемые там средние задержки времени приостановки технологического процесса вследствие возможных происшествий и средние затраты на предупреждение и снижение их тяжести. В работе также используются среднее время ср "наработки" на происшествие и параметр пр потока таких событий.

При оценке эффективности мероприятий ПЦРТР на ОПО исходили из того, что самыми предпочтительными из них будут те, которые соответствуют: а) наибольшему (при выделенных затратах S) снижению величины ущерба – M[Y] или вероятности Q(), либо б) наименьшим затратам S, требуемым для снижения M[Y] или Q() до приемлемого уровня.

2.2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Общая идея прогнозирования техногенного риска на ОПО проиллюстрирована на рис. 2.2.

 2. Логика и последовательность-0

Рис. 2.2. Логика и последовательность прогнозирования техногеннорго риска

Она включает а) идентификацию источников опасности и сценариев ее проявления (блоки 1-7), б) оценку частоты возможных происшествий – аварийных выбросов (блоки 8-11), оценку ожидаемого от них и иных вредных выбросов среднего ущерба R=M[Y] (блоки 12-17). При этом величина M[Y] в работе оценивалась двумя способами:

1. С точки зрения источника угроз, т.е. исследуемой конкретной ХТУ или ОПО в целом:

, ( 2.1)

где: a=1...m число типов возможных там техногенных происшествий: авария (a=1), несчастный случай (a=2), катастрофа (a=3) или форм причинения прямого (I) и косвенного (II) ущерба людским, материальным и природным ресурсам; b=1…k – количество наиболее вероятных сценариев его проявления; и – вероятности появления каждого из них за время и размеры соответствующего прямого (I) и косвенного (II) ущерба; v=1...n число видов систематически выбрасываемых энергии и вредного вещества; вероятности появления каждого такого выброса и размеры вызванного ими прямого и косвенного ущерба.

2. С точки зрения «потенциальных жертв», т.е. тех объектов из состава людских, материальных и природных ресурсов, которые не защищены от подобных вредных выбросов ОПО:

, (2.2)

где – вероятности причинения людским (l=1), материальным (l=2) и природным (l=3) ресурсам конкретного прямого (I) ущерба за время ; – соответственно площади зон их вероятного и достоверного поражения случайными и иными вредными выбросами ОПО; Sl, Fl – средние стоимость и плотность единицы ресурса в каждой зоне; – вероятность случайного выброса и ожидаемый от него косвенный (II) ущерб.

2.2.1. Принципы прогнозирования вероятностей Qab и QII с помощью ДПСС. Выбор этих моделей для графического, а затем аналитического представления условий возникновения техногенных происшествий обусловлен возможностью учета всех существенных факторов, наглядностью, удобством обработки современными математическими и машинными методами. Наиболее часто применяемые в ДПСС символы показаны в таблице.

Формализация ДПСС достигается введением подмножеств: а) U={1,2,...,j,...u} – коды узлов; = ={1, 2,...,u} – соответствующие им переменные; j={1, 2,...} – принимаемые ими значения; F = {f1, f2,...,fu} – плотности вероятности случайных величин или = {1, 2,...,u} – функции принадлежности лингвистических переменных – для узлов, изображенных в строках 1-7; б) Di={d1, d2,...} – наименования дуг; Aj – дуги-предецессоры (входящие в узел j); Bj – дуги-саксессеры (выходящие из него); Pij – вероятности или меры возможности переходов из i в j; Tij – необходимые для этого затраты – для строк 8, 9.

С учетом изложенного, все узлы ДПСС и отношения между ними могут быть представлены кортежами <U, , , F, > и <D, A, B, P, T>, а заданный ими процесс – металингвистической формулой:

<ДПСС> :: = <UF|DABPT>. (2.3)

Ниже приводятся оригинальные ДПСС вместе с аналитическими аналогами типа (2.3) и частью результатов их качественного и количественного анализа – выявленными закономерностями появления и предупреждения моделируемых происшествий, оценками их вероятности, вклада отдельных предпосылок и эффективности мероприятий по их предупреждению.

2.2.1а. Прогнозирование вероятностей Qab и QII с помощью графа. Процесс возникновения происшествий на ОПО представлен на рис. 2.3 в форме ДПСС типа «потоковый граф». На его вход поступают требования на выполнение k-х технологических операций, а с выхода – случайные события (возможные выбросы обращающихся там энергии и ВВ), появление каждого из которых может быть вызвано лишь ошибками людей и отказами техники (нерасчетные воздействия на них извне в модели не рассматриваются).

Принятые допущения позволили ограничиться пятью состояниями графа: U={1 – отсутствие упомянутых предпосылок; 2 и 3 – появление соответственно ошибок и отказов; 4 – опасное, связанное с их неустранением; 5 – критическое, т.е. появление в опасной зоне незащищенных объектов} и 13-ю дугами: D={01, 12, 13, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 45, 50}, где 0 – внешняя среда. С помощью ДПСС удалось выразить вероятность Q() появления аварийности и травматизма на интервале =t2-t1 через параметр соответствующего потока пр и вероятности Pij(t) просеивания входных событий при переходе из состояний i в состояния j графа и за его пределы:

Q()=1 - exp -[пр(t)]; пр(t) =kпр(t)Qk(t), (2.4)

где kпр – проектная частота требований на проведение k-х технологических операций, а

(2.5)

Анализ подтвердил адекватность (2.4-2.5): рост интенсивности kпр и числа т типов операций, вероятностей возникновения отказов - P13(t) и ошибок - P12(t), снижение эффективности мер безопасности {рост P50(t), P45(t)} увеличивают частоту происшествий, а безошибочность персонала и безотказность оборудования ХТУ (P(t)12,Р(t)13=0), устранение всех возникших предпосылок (P(t)21, P(t)31=1) полностью исключают их появление. Значения Qk(t) и Q() становятся также равными нулю и единице при соответствующих значениях Pij(t) и при нулевых или бесконечно больших значениях и m соответственно. Это позволило разработать методику прогнозирования Qa=Q(), которая включает: 1) сбор исходных данных (интенсивность технологических операций, их число и длительность выполнения; количество персонала, безошибочность, своевременность, длительность выполнения им заданных алгоритмов действий и продолжительность его пребывания в опасной зоне; структурные схемы надежности, интенсивность отказов технологического оборудования) – изучением проектно-технологической и эксплуатационной документации, научно-технической литературы и статистических данных; 2) расчет безотказности оборудования – стандартными методами теории надежности в технике; 3) оценка своевременности и безошибочности персонала – обобщенным структурным или другими методами теории эрготехнических систем; 4) определение условных вероятностей P45(t) и P50(t) – с учетом конкретных обстоятельств и имеющихся исходных данных; 6) вычисление вероятностей Qk(t) и Q() – по формулам (2.4-25).

Работоспособность методики проверена априорной оценкой безопасности работ по перегрузке АХОВ с помощью автокрана, а точность полученного при этом прогноза Q(t) – расчетом дисперсии оценки этой вероятности и сравнением ее с известной статистикой.

2.2.1б. Прогнозирование вероятностей QIab,QII и ущерба YIab с помощью "деревьев". Для прогнозирования риска тяжелых аварий на ОПО, следует применять дерево происшествия (ДП) и дерево событий (ДС), понимая, что любая из них является 1) следствием ПЦП к выбросу накопленных там запасов энергии либо ВВ и 2) результатом неконтролируемого истечения, распространения, трансформации и разрушительного воздействия их потоков на оказавшиеся вблизи объекты. Рекомендовано также использовать ДП и ДС совместно, а их построение – сводить к определению а) головного и центрального события – конкретного выброса, б) необходимых для этого ошибок, отказов, нерасчетных внешних воздействий, в) наиболее вероятных исходов нежелательного истечения, распространения, трансформации и воздействия выброса, в) всех логических условий ДП (см. строки 3,4 таблицы) и связей между событиями ДП и ДС, которые способны привести к моделируемой аварии и ее нежелательным исходам.

Конструктивность такого подхода проиллюстрирована с помощью ряда оригинальных моделей, одна из которых показана на рис. 2.4 – применительно к аварийному проливу (Х) криогенного АХОВ, возникшему в результате переполнения заправляемой им емкости, несмотря на предотвращающие это технические средства и организационные мероприятия.

Предпосылки ДП распределены по четырем уровням: 1-й – неотключение насоса из-за невыдачи команды (И) или ее неисполнения (Л); 2-й – отказ автоматики (Д) и ошибка оператора (Е); 3-й – отказы средств передачи (А) и выдачи (Б) команды; ошибки оператора: не среагировал на отказ автоматики (В) и не отключил (Г) насос вручную; 4-й – отказы: цепи датчика дозы (1), усилителей-преобразователей сигнала ее выдачи (4), расходомера (5), датчика уровня АХОВ в емкости (6), хронометра (11), выключателя насоса (12) и цепи управления им (13); ошибки оператора при включении автоматики (3), приеме светового (7) и звукового (8) сигнала о неисправности, снятии показаний хронометра (10) и отключении насоса в заданное время (9); ослабление сигнала датчика дозы вредным внешним воздействием (2).

ДС имеет три возможных (по объему пролива) исхода: Б,С,М – большая, средняя и малая утечки АХОВ – вследствие потери структурной устойчивости емкости, образования трещины в ее обечайке, срабатывания дренажно-предохранительного клапана. При этом большой пролив мог завершиться взрывом (В), пожаром (П) или только испарением (И) с различным ущербом (1-3, 4,5 и 6-8). Другие последствия аварийного выброса учтены ветвями ДС с конечными исходами: (9,10) – для средней и (11-13) – для малой утечек криогенного АХОВ.

При качественном анализе ДП выявлены 27 минимальных пропускных сочетаний исходных событий, появление которых приводит к возникновению головного: 2 синглета – 12 и 13; 20 дуплетов – 1,7;...4,11; 5 триплетов – 5,6,7;...5,6,11 и 3 – минимальных отсечных (гарантирующих обратное при их непоявлении): 1,2,3,4,5,12,13; 1,2,3,4,6,12,13 и 7,8,9,11,12,13. При этом наиболее значимыми для аварийного пролива оказались исходные предпосылки 12 и 13, наименее – 5 и 6, а все остальные – качественно равнозначными.

Количественный анализ ДП с целью прогноза риска (вероятности) выброса АХОВ был проведен тремя способами: а) с помощью полученной на его основе структурной функции:

X=ИЛ=(ВЕ)Л=[(A14Б)(ГД)]Л=[3(12)4(56)][(78)(9Д)]Л=

= [3(12)4(56)][(78)9(1011)](1213), (2.6)

– после ее свертывания по правилам булевой алгебры, замены операторов "" и "" на арифметические действия "+" и "", а кодов исходных предпосылок – на оценки вероятностей Pi их появления; б) путем сведения ДП к одному (головному) событию – последовательной (снизу вверх) заменой его ветвей, образуемых узлами и , на события с эквивалентной вероятностью появления; в) построением двух ДП, тождественных оригинальному и состоящих только из его минимальных сочетаний одного типа, которые объединены единственным логическим условием: – для пропускных и – отсечных. После подобных преобразований для оценки Q(X)=QIab=QII использовались расчетные многочлены следующего типа:

P=P1P2...Pm=Pi; P=1-(1-P1)(1-P2)...(1-Pn)=1-(1-Pi) (2.7)

где P, P – вероятности появления сложных событий модифицированного ДП, которые получены логическим перемножением и сложением n и т простых событий оригинального ДП.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.