Методика вивчення ризику

Тема № 3

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ НЕБЕЗПЕЧНИХ СИТУАЦІЙ

План

1. Методика вивчення ризику.

2. Методологічні основи визначення надійності роботи апаратури в сучасних технологічних процесах.

3. Якісний аналіз небезпек.

Методика вивчення ризику

Будь-яка потенційна небезпека має свій логічний процес розвитку і реалізується за певних умов. Сукупність умов, за яких виникає можливість виливу на людину й довкілля шкідливих та небезпечних чинників, зумовлюють небезпечну подію. Ці умови часто називають причинами небезпечних ситуацій. Небезпечна подія може мати як сприятливі, так і несприятливі (небажані) наслідки.

Імовірність несприятливих наслідків різко зростає, якщо кількість небезпечних подій збільшується. Небезпечні події, як і причини їх виникнення, мають випадковий характер, і для визна­чення імовірного настання небажаних наслідків використовують теорію ймовірності.

Моделювання і прогнозування небезпек на практиці прохо­дить три стадії. Перша стадія: попередній аналіз небезпеки: визначають матеріальні носії небезпек, тобто небезпечні та шкідливі чинники і умови, за яких во­ни можуть призвести до небажаних наслідків.

Ризик частіше за все пов'язаний з безконтрольним звільненням енергії або витоками токсичних речовин (чинники миттєвої дії). Зви­чайно одні відходи підприємства більш небезпечні, ніж інші, тому на самому початку аналізу слід поділити підприємство, щоб виявити такі дільниці виробництва або його компоненти, котрі є ймовірними джерелами безконтрольних витоків. Тому першим кроком буде:

1) виявлення джерел небезпеки (наприклад, чи можливі витоки отруйних речовин, вибухи, пожежі тощо);

2) визначення частин системи (підсистем), що можуть викликати ці небезпечні стани (хімічні реактори, ємності та сховища, енергетич­ні установки тощо).

Засобами досягнення розуміння небезпек у системі є інженерний аналіз і детальний розгляд навколишнього середовища, процесу ро­боти та обладнання. При цьому дуже важливо знання ступеня ток­сичності, правил безпеки, вибухонебезпечних умов, проходження ре­акцій, корозійних процесів, умов займистості тощо.

Перелік можливих небезпек є основним інструментом у їхньому виявленні.

Звичайно, необхідні певні обмеження на аналіз технічних систем і навколишнього середовища (наприклад, нераціонально в деталях вивчати параметри ризику, пов'язаного з руйнуванням механізму або пристрою в результаті авіакатастрофи, оскільки це рідкісне яви­ще, однак потрібно передбачати захист від таких рідкісних явищ при аналізі ядерних електростанцій, бо це спричиняє велику кількість жертв).

Тому є необхідним наступний крок:

3) уведення обмежень на аналіз ризику (наприклад, потрібно ви­рішити, чи буде він включати детальне вивчення ризику в результаті диверсій, війни, помилок людей, ураження блискавкою, землетрусів тощо).

Таким чином, метою першої стадії аналізу ризику є визначення системи й виявлення загалом потенційних небезпек.

Небезпеки після їхнього виявлення характеризуються відповідно до наслідків, які вони викликають.

Характеристика відповідає категорії критичності:

1 клас — ефекти, що зневажаються;

2 клас — граничні ефекти;

3 клас — критичні ситуації;

4 клас — катастрофічні наслідки.

Надалі необхідно намітити запобіжні заходи (якщо таке можливо) для виключення небезпек 4-го класу (3-го, 2-го) або зниження класу небезпеки. Можливі рішення, які слід розглянути, зображені у ви­гляді алгоритму, який називають деревом рішень для аналізу небез­пек, на рис. 1.

Рис.1. Дерево рішень для аналізу небезпек

Після цього можна прийняти необхідні рішення зі внесення змін у проект у цілому або змін у конструкцію устаткування, змін мети і функцій внесення позаштатних дій з використанням запобіжних і попереджувальних пристроїв.

Типова форма, яку заповнюють при проведенні попереднього ана­лізу ризику, наведена в табл. 1.

Таблиця 1

Типова форма для проведення попереднього аналізу

1. Відповідна фаза роботи системи або операції.

2. Елемент апаратури або операція, що аналізуються, які за своєю природою є небезпечними.

3. Стан, небажана подія або помилка, які можуть бути причиною того, що небезпечний елемент викликає певний небезпечний стан.

4. Небезпечний стан, що може бути утворений у результаті взаємодії елементів у системі або системи в цілому.

5. Небажані події або дефекти, що можуть викликати небезпечний стан, кияй призведе до певного типу можливої аварії.

6. Будь-яка можлива аварія, що виникає в результаті певного небез­печного стану.

7. Можливі наслідки потенційної аварії у випадку її виникнення.

• Якісна оцінка потенційних наслідків для кожного небезпечного стану відповідно до наступних критеріїв:

• клас 1 — безпечний (стан, пов'язаний із помилками персоналу, хибами конструкції або її невідповідністю проекту, а також не­правильною роботою), не призводить до істотних порушень та не викликає ушкодження устаткування і нещасних випадків із людьми;

• клас 2 — граничний (стан, пов'язаний із помилками персоналу, вадами конструкції або її невідповідністю проекту, а також не­правильною роботою), призводить до порушень у роботі, може бути компенсований або взятий під контроль без ушкоджень устаткування або нещасних випадків з персоналом;

• клас 3 — критичний (стан, пов'язаний із помилками персоналу, дефектами конструкції або її невідповідністю проекту, а також неправильною роботою), призводить до істотних порушень у ро­боті, ушкодження устаткування і створює небезпечну ситуацію, яка потребує негайних заходів для порятунку персоналу й устат­кування;

• клас 4 — катастрофічний (стан, пов'язаний із помилками персо­налу, хибами конструкції або її невідповідністю проекту, а та­кож неправильною роботою), призводить до втрати устаткуван­ня і (або) загибелі чи масового травмування персоналу.

9. Захисні та превентивні заходи, що рекомендуються для виклю­чення або обмеження виявлених небезпечних станів і (або) потен­ційних аварій, мають включати вимоги до елементів конструкції, введення захисних пристосувань, зміну конструкцій, уведення спеціальних процедур і інструкцій для персоналу.

10. Слід реєструвати введені превентивні заходи і стежити за іншими діючими превентивними заходами.

Таким чином, попередній аналіз небезпеки є першою спробою ви­явити, які устаткування технічної системи, а також окремі події мо­жуть призвести до виникнення небезпек, і здійснюється на початко­вому етапі розробки системи.

Друга стадія: виявлення послідовності небезпечних ситуацій.

Друга стадія починається після того, як визначено конфігурацію системи і закінчено попередній аналіз небезпек. На цій стадії будується логічна схема розвитку небезпеки у вигляді дерева небезпечних подій та причин. Для побудови таких схем використовують певні позначення, показані на рис. 2.

Небезпечні події можуть відбу­ватися послідовно одна за одною, паралельно (одночасно) одна одній, а найчастіше - за змішаною послідовно-паралельною схе­мою. Для відображення схем реалізації небезпечних подій вико­ристовують логічні оператори "Г та ^иАБО". Логічний оператор "Г показує, що подія А відбудеться, якщо одночасно відбудуться всі події, які їй передують, тобто і Б і В. Імовірність настання такої події встановлюють згідно з теорією ймовірності за формулою:

де Р_А, Р_Б і Р_в - імовірності настання подій А, Б і В відповідно. Логічний оператор "АБО" показує, що подія А відбудеться, якщо відбудеться одна із подій, яка їй передує, тобто або Б, або В. Імовірність настання цієї події встановлюють згідно з теорією ймовірності за формулою:

Шляхом послідовного визначення імовірностей небезпеч­них подій за логічною схемою визначають імовірність виникнен­ня головної небезпечної події.

Подальше дослі­дження здійснюють за допомогою двох основних аналітичних мето­дів:

1) побудови дерева подій;

2) побудови дерева відмов.

На основі аналізу можливих подій будується дерево відмов. При цьому виконується правило: верхня область відпові­дає бажаній події («успіх»), нижня — небажаній («відмова»).

На практиці дерево відмов аналізують за допомогою звичайної ін­женерної логіки і спрощують, відкидаючи «непотрібні» події.

Таким чином, друга стадія закінчується визначенням усіх можли­вих варіантів відмов у системі й знаходженням значень імовірності для цих варіантів.

Третя стадія: аналіз наслідків.

На третій стадії аналізують можливі небажані наслідки і визначають можливі шляхи зменшення їхнього негативного впливу.

При аналізі наслідків використовуються дані, отримані на стадії попередньої оцінки небезпеки і на стадії виявлення послідовності не­безпечних ситуацій.

За даними дерева подій (відмов) і отриманих значень імовірності можливих відмов будується гістограма частот аварійних ситуацій. Якщо за даними гістограми побудувати криву, то одержимо граничну криву частоти аварійних ситуацій (крива Фармера). Вважа­ється, що крива відокремлює верхню частину недопустимо великого ризику від частини прийнятного ризику, розташованої нижче і ліво­руч від кривої (рис. 3).

Рис. 2. Крива Фармера

Поиск по сайту: