Развитие риска на промышленных объектах

На процесс зарождения и развития риска оказывает свое влияние многообразие

факторов и условий, характерных для промышленной системы Существует целый ряд первопричин риска: отказы в работе узлов и оборудования вследствие их конструктивных недостатков, плохого технического изготовления или нарушения правил технического обслуживания; отклонения от нормальных условий эксплуатации; ошибки персонала; внешние воздействия и пр.Вследствие возможности возникновения указанных причин опасные промышленные объекты постоянно находятся в неустойчивом состоянии, которое по отношению к безопасности производства становится особенно критичным при возникновении аварийных ситуаций на объектах.

Риск возникает при следующих необходимых и достаточных условиях:

— существование фактора риска (источника опасности);

— присутствие данного фактора риска в определенной, опасной

(или вредной) для объектов воздействия дозе;

— подверженность (чувствительность) объектов воздействия

к факторам опасностей. Между авариями в самых разных отраслях можно заметить явное сходство.

Обычно аварии предшествует накопление дефектов в оборудовании или отклонение от нормального хода процессов. Эта фаза может длиться минуты,

сутки или даже годы. Сами по себе дефекты или отклонения еще не приводят

к аварии, но готовят почву для нее. Операторы, как правило,не замечают этой фазы из-за невнимания к регламенту или недостатка информации о работе объекта, так что у них не возникает чувства опасности.На следующей фазе происходит неожиданное или редкое событие, которое существенно меняет ситуацию. Операторы пытаются восстановить нормальный ход технологического процесса, но, не обладая полной информацией, зачастую только усугубляют развитие аварии. Наконец, на последней фазе еще одно неожиданное событие — иногда совсем незначительное —играет роль толчка, после которого техническая система перестает подчиняться людям, и происходит катастрофа. Риск является неизбежным, сопутствующим фактором промышленной деятельности. Риск объективен, для него характерны неожиданность,внезапность наступления, что предполагает прогноз риска, его анализ, оценку и управление — ряд действий по недопущению факторов риска или ослаблению воздействия опасности.

 

6.4 Системно-динамический подход к оценке техногенного риска. Инженерные методы исследования безопасности технических систем.

Оценка риска — процесс, используемый для определения величины(меры) риска анализируемой опасности для здоровья человека,материальных ценностей, окружающей природной среды и других ситуаций, связанных с реализацией опасности. Оценка риска — обязательная часть анализа. Оценка риска включает анализ частоты, анализ последствий и их сочетаний. В англоязычной литературе употребляют термины «risk estimation», «risk assessment», «risk evaluation», зачастую имеющие разные значения, но переводимые как оценка риска. Оценка риска — этап, на котором идентифицированные опасности должны быть оценены на основе критериев приемлемого риска с целью выделения опасности с неприемлемым уровнем риска, этот шаг послужит основой для разработки рекомендаций и мер по уменьшению опасностей. При этом и критерии приемлемого риска и результаты оценки риска могут быть выражены как качественно, так и количественно. Согласно определению, оценка риска включает в себя анализ частоты и анализ последствий. Однако, когда последствия незначительны и частота крайне мала, достаточно оценить один параметр.Существуют четыре разных подхода к оценке риска.

Первый — инженерный. Он опирается на статистику поломок и аварий,на вероятностный анализ безопасности (ВАБ): построение и расчет так называемых деревьев событий и деревьев отказов — процесс основан на ориентированных графах. С помощью первых предсказывают, во что может

развиться тот или иной отказ техники, а деревья отказов, наоборот, помогают

проследить все причины, которые способны вызвать какое-то нежелательное

явление. Когда деревья построены, рассчитывается вероятность реализации

каждого из сценариев (каждой ветви), а затем — общая вероятность аварии на объекте. Второй подход, модельный, — построение моделей воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них. Первые два подхода основаны на расчетах, однако для таких расчетов далеко не всегда хватает надежных исходных данных. В этом случае приемлем третий подход — экспертный: вероятности различных событий, связи между ними и последствия аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов. Наконец, в рамках четвертого подхода — социологического — исследуется отношение населения к разным видам риска, например с помощью социологических опросов. То, что для определения риска используются четыре столь несхожих между собой метода, не должно удивлять. В разных задачах под риском следует понимать то вероятность какой-то аварии, то масштаб возможного ущерба от нее, а то и комбинацию двух этих величин. Описывая риск, нужно учитывать и выгоду, которую получает общество, когда на него идет (бесполезный риск недопустим, даже если он ничтожно мал). Иными словами, величина риска — это не какое-то одно число, а скорее вектор, состоящий из нескольких компонент. И поэтому мы имеем дело с так называемым многокритериальным выбором, процедура которого описывается теорией принятия решений.

Имеется много неопределенностей, связанных с оценкой риска. Анализ неопределенностей — необходимая составная часть оценки риска. Как правило,

основные источники неопределенностей — информация по надежно сти оборудования и человеческим ошибкам, а также допущения применяемых моделей аварийного процесса. Чтобы правильно интерпретировать величины риска, надо понимать неопределенности и их причины. Анализ неопределенности — это перевод неопределенности исходных параметров и предложений, использованных при оценке риска, в неопределенность результатов. Источники неопределенности должны по возможности идентифицироваться.Основные параметры, к которым анализ является чувствительным, должны быть представлены в результатах.Важно подчеркнуть, что сложные и дорогостоящие расчеты зачастую дают значение риска, точность которого очень невелика. Для сложных технических систем точность расчетов индивидуального риска, даже в случае наличия всей необходимой информации, не выше одного порядка. При этом проведение полной количественной оценки риска более полезно для сравнения различных вариантов (например, размещения оборудования),чем для заключения о степени безопасности объекта. Зарубежный опыт показывает, что наибольший объем рекомендаций по обеспечению безопасности вырабатывается с применением качественных (из числа инженерных) методов анализа риска, позволяющих достигать основных целей риск-анализа при использовании меньшего объема информации и затрат труда. Однако количественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях — и единственно допустимы, в частности, для сравнения опасностей различной природы или при экспертизе особо опасных, сложныхи дорогостоящих технических систем. (risk management) — это часть системного подхода к принятию решений, процедур и практических мер в решении задач предупреждения или уменьшения опасности промышленных аварий для жизни человека, заболеваний или травм,ущерба материальным ценностям и окружающей природной среде. Системно-динамический подход к оценке техногенного риска Установление уровня приемлемой безопасности и риска представляет

довольно сложную задачу. Для ее решения требуется выполнение научного

анализа экономических, экологических, демографических и других факторов,

определяющих развитие общества, с учетом множества взаимосвязей и взаимозависимостей. Для обоснования приемлемого риска может оказаться полезным подход, разработанный доктором физ.-мат. наук Кузьминым И. И. при создании методики оптимизации затрат на снижение техногенного риска. Целесообразноизложить этот метод (с некоторыми сокращениями и изменениями)в авторском варианте. При постановке вопроса об определении приемлемого риска в качестве цели управления выступает состояние здоровья общества, в качестве критерия— средняя продолжительность жизни (TL.E.), а в качестве целевой функции— риск смертности (Rs). Чтобы завершить с математической точки зрения постановку задачи об управлении риском (безопасностью), требуется определить управляющие переменные (управление) в целевой функции Rs, изменение которых позволяло бы обеспечивать оптимальность целевой функции. С этой целью напомним определение безопасности и рассмотрим эту проблему в историческом плане. Безопасность — защита человека от чрезмерной опасности, где опасность

— воздействие на человека неблагоприятных и несовместимых с жизнью факторов или снижающих качество жизни (под «качеством» в рамках данного определения следует понимать количество доступных для человека благ, необходимых для жизнедеятельности и удовлетворения духовных потребностей). Природа этих факторов может быть связана как с причинами социально-экономического характера (уровнем питания, образования, здравоохранения, с природными катастрофами и т. д.), так и с причинами техногенного характера (с уровнем загрязнения окружающей среды в результате производственной деятельности, с авариями на производстве и т. д.). В доисторический период люди, занимающиеся собирательством и охотой, находились во взаимодействии с экосистемами, являясь неотъемлемой ее частью. Риск смерти на этом этапе развития определялся чисто биотическими и абиотическими факторами.

Повышение безопасности, т. е. снижение уровня риска смертности RS,всегда было одним из ведущих мотивов деятельности людей. Это достигалось развитием экономики, использованием достижений науки и техники и, соответственно, повышением материального уровня жизни, качества питания, медицинского обслуживания, образования, санитарно-гигиенических условий и пр. Недостаток продуктов питания ликвидировался индустриализацией сельского хозяйства, созданием различных видов удобрений почвы. Необходимость в защите от неблагоприятных погодных воздействий обусловила становления строительства, определила потребность в новых видах строительных материалов и энергоисточниках, рост структуры потребления продукции промышленности повлек за собой бурное развитие энерго- и ресурсонасыщенных производств. Другими словами, человечество,развивая экономику, создавало социально-экономическую систему безопасности,т.е. систему защиты от опасностей. С развитием цивилизации риск смерти определяется уже не природными факторами, а уровнем развития экономики и социальными отношениями в обществе. Как показывают статистические данные, в наиболее промышленно развитых странах достигнут и наибольший уровень безопасности (т. е. наибольшая продолжительность жизни или наименьший риск смерти)на данном этапе развития общества. Такой вид риска — социально-экономический(RC.Э.): RS ≡ RС. Э. (CM, F, S,...), где: C — материальные ресурсы общества, характеризующие уровень жизни общества;

M — материальный уровень жизни; F — уровень питания; S — уровень медицинского обеспечения и другие показатели социально-экономического развития. Развитие науки и техники, обусловленное потребностью развития экономики, снижая социально-экономический риск, одновременно привело

к появлению новых видов опасности как для здоровья населения, так и для

окружающей его среды. Эти опасности техногенного происхождения были

вызваны поступлением в окружающую среду отходов промышленного про изводства, необходимостью участия человека в профессиональной деятельности, обладающей разнообразными источниками неблагоприятного

воздействия на его здоровье. Таким образом, развитие цивилизации привело

к возникновению особых условий существования, совокупность которых можно назвать искусственной средой обитания — техносферой. Созданная и развиваемая техносфера накопила в себе большие потенциальные опасности — техногенные факторы, и, соответственно, потребовала создания технических систем безопасности, обеспечивающих защиту от них человека.Необходимость в создании таких технических систем безопасности и одновременно совершенствование социально-экономической системы — это и есть новый элемент в обеспечении безопасности человека и окружающей среды. На их создание и эксплуатацию приходится использовать определенную долю материальных ресурсов общества, отвлекая средства из социально-экономической сферы. Таким образом, возникает важная задача распределения

имеющихся материальных ресурсов. В настоящее время техническая система безопасности не позволяет полностью исключить воздействие техногенных факторов. В таком случае уровень загрязнения окружающейсреды, вызванного недостаточной защищенностью от техногенныхфакторов, обозначим через Z. Под загрязненностью следует понимать техногеннообусловленное поступление вещества и энергии в среду, окружающую человека, приводящее к ухудшению ее состояния с точки зрения социально-экономических интересов общества. При этом считается, что поступление вещества и энергии может происходить не только в условиях нормальной эксплуатации оборудования и другой промышленной деятельности, но и в результате тех или иных аварийных ситуаций. Техногенный риск, связанный с хозяйственной деятельностью и определяемый уровнем опасности Z, обозначим через RT:

RT ≡ RT (DZlZ), где: Dz — экономические затраты на создание и эксплуатацию технических систем безопасности, DZ = IZC (см. рис. 2.8).Тогда общий риск может быть представлен в виде суммы: RS (ClM, F, S,... Z)= RС. Э. (C – IZClM, F, S,...)+ RT (IZClZ).Роль управляющей переменной в целевой функции должны принять на себя инвестиции Iz, т. е. доля материальных ресурсов общества, направляемых на создание и эксплуатацию технических систем безопасности.