Теоретические и практические основы безопасности в системе "человек - среда обитания - машины - чрезвычайные ситуации"

     А. Общие (интегральные) критерии, дающие наиболее полную оценку совершенствования системы (общее число возможных аварий и случаев травматизма, сумма затрат на создание системы безопасности).

     Б. Условные (косвенные) критерии, отражающие одно из свойств системы путем отнесения его к некоторому показателю (стоимость получения единицы конечной продукции, вероятность безотказной работы определенного комплекса защитных мер, вероятность возникновения аварийной ситуации в определенном промежутке времени).

     В. Относительные (нормированные) критерии, характеризующие безопасность системы в отношении оснащенности и эффективности средств защиты (отношение времени воздействия опасного фактора к общему времени работы, сопоставление экономической эффективности внедрения различных средств защиты, изменение уровня безопасности по сравнению с внедрением).

     Количественный  анализ возможен на основе методов  объективного измерения и прогнозирования  последствий опасности. Если же последствия опасности неизвестны, то количественно они могут быть оценены как вероятность наступления определенного сочетания нежелательных событий, т.е оценивается риск возникновения опасности.

     Основными задачами оценки риска являются:

     1) определение частот возникновения  инициирующих и всех нежелательных  событий;

     2) оценка последствий возникновения  нежелательных событий;

     3) обобщение оценок риска.

     Для определения частоты нежелательных  событий обычно используют:

     - статистические данные по аварийности и надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности;

     - логические методы анализа «деревьев  событий», «деревьев отказов», имитационные модели возникновения аварий в системе «Человек-Машина-Среда»;

     - экспертные оценки путем учета  мнения специалистов в данной  области.

     Оценка  последствий опасных происшествий, как правило, заключается в анализе  возможных воздействий на людей, имущество и / или окружающую природную  среду. Для оценки последствий необходимо оценить физические эффекты нежелательных событий (отказы, разрушение технических устройств, зданий, сооружений, пожары, взрывы, выбросы токсичных веществ и т.д.), уточнить объекты, которые могут быть подвергнуты опасности. При анализе последствий аварий используются модели аварийных процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей, учитывается или выявляется связь масштабов последствий с частотой их возникновения.

     Риск  — это степень опасности испытать негативные воздействия или неудачи в предпринимаемых действиях. Другими словами, риск — это измеренная возможность того, что ход событий, действия и результаты деятельности приведут к последствиям, отрицательно воздействующим на человеческие ценности. Существующие риски разнообразны и могут быть разделены на множество категорий, т. е. классифицированы по различным признакам: степени влияния, объекту, местоположению относительно объекта, субъекту (источнику), причине возникновения, возможности страхования и другим (рис. 1.9).

      Оценка  риска – этап, на котором идентифицированные опасности должны быть оценены на основе критериев приемлемого риска с целью выявить опасности с неприемлемым уровнем риска, и этот шаг послужит основой для разработки рекомендаций и мер по уменьшению опасностей. Существует четыре разных подхода к оценке риска. Их краткая характеристика приведена в таблице 1.2.

 

      

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 1.9 – Классификация рисков 
 
 

 

     Таблица 1.2 – Характеристика подходов к оценке риска

№	Название	Суть подхода
1	Инженерный	Его основой  является статистические данные о количестве поломок и аварий, вероятностный  анализ безопасности на основе которого строятся деревья событий и деревья  отказов
2	Модельный	Модели воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Модели могут описывать как последствия обычной работы предприятия, так и  ущерб от аварий на них
3	Экспертный	Различных событий, связи между ними и последствия  аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов
4	Социологический	Исследуется отношение  населения к разным видам риска, например с помощью социологических  опросов

 

При использовании  статистических данных величину риска  определяют по формуле:

R=(Nчс/Nо),

1.6

где R − риск;

    N_чс − число чрезвычайных событий в год;

     N_о − общее число событий в год.

     В БЖД чаще всего риск реализации чрезвычайно  опасных негативных воздействий  оценивают, используя следующие виды риска:

• индивидуальный, когда объектом защиты является человек;
• коллективный (социальный), когда объектом защиты является группа или сообщество людей.

     Индивидуальный  риск, определяемый как вероятность смертельного исхода или потери здоровья населения за год при стихийном бедствии или в процессе аварии, рассчитывается по формуле

1.7

     где R_ei – индивидуальный риск при i-ой чрезвычайной ситуации;

      H — вероятность наступления чрезвычайных  ситуаций за год;

       P — вероятность наступления неблагоприятного  события при условии, что случилась чрезвычайная ситуация. Размерность риска, учитывая безразмерность параметра P, имеет вид: 1/год.

     Коллективный  риск, определяемый как математическое ожидание пораженных со смертельным исходом или потерей здоровья за год при стихийных бедствиях или в процессе аварии, определяется из выражения:

1.8

где Ri –  коллективный риск при i-ой чрезвычайной ситуации;

       H — вероятность наступления чрезвычайной  ситуации (частота аварий, катастроф)  за год;

       M(N) —   математическое ожидание  потерь населения.

     Коллективный риск в зоне расположения опасного объекта зависит от величины техногенного риска объекта и показателей количественного распределения людей, находящихся в зоне риска.  В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 21 мая 2007 г. № 304 «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», тяжесть последствий ЧС оценивается как локальная, если пострадало не более 10 человек, муниципальная – не более 50 человек, региональная 50-500 человек и т.д.

     К источникам и факторам социального риска, прежде всего, относят:

• промышленные технологии, особо опасные объекты, технические средства, склонные к возникновению аварий;
• урбанизированные территории с неустойчивой ситуацией;
• эпидемии;
• стихийные бедствия.

     Индивидуальный (Re) и коллективный (R) комплексный риск с учетом возможного поражения людей при всех чрезвычайных ситуациях определяются по формулам:

	1.9
	1.10

где n —  число рассматриваемых чрезвычайных ситуаций;

        Rei — индивидуальный риск при i-й чрезвычайной ситуации.

        Ri — коллективный риск при  i-й чрезвычайной ситуации.

     После выявления на каждом из принятых к  рассмотрению производственном объекте всех видов аварий, специфики их возникновения и развития, расчета полей потенциальной опасности этих аварий и определения вероятности реализации их негативного потенциала (Hi), оценка индивидуального риска проводится по формуле:

1.11

            где N(x,y) — численность людей  на площадке с координатами (x,y);

     R(x,y) — индивидуальный риск  в точке  с координатами (x,y).

1.12

     Где H_i — вероятность выброса за год по сценарию i (в качестве сценариев аварии могут рассматриваться: нарушение герметичности замкнутых объемов за счет коррозии, нарушения за счет технологического режима);

     E_ij(x,y) — вероятность реализации механизма воздействия j в точке (x,y)  для сценария выброса i (в качестве сценариев механизма воздействия могут рассматриваться: тепловые поражения людей, поражения ударной волной, поражение обломками и т.п.);

     P_j —вероятность летального исхода при реализации механизма воздействия j.

     Как правило, индивидуальный риск рассчитывают для гипотетического человека, постоянно  находящегося в данном месте. Следовательно, индивидуальный риск отражает характеристику опасности технической установки вне зависимости от действий персонала. Поэтому, по мере удаления от источника опасности индивидуальный риск снижается. Для удобства дальнейшего использования результатов анализа риска, зависимости изменения риска в пространстве отображаются графически в виде изолиний – кривых изорисков. Пространство внутри этих линий принято называть полями изорисков.

     На  основе проводимых расчетов и их графической  интерпретации возникает совокупность мер под общим названием «управление риском». Управление риском (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.  Процесс управления риском – обеспечение промышленной безопасности – совокупность мероприятий, направленных на снижение уровня технологического риска, уменьшение потенциальных материальных потерь и других негативных последствий аварий.

     Концепция приемлемого риска. Стремление человечества в прошлом создать безопасную среду обитания оказалось не адекватным законам техносферы. Современный мир отверг концепцию «абсолютной безопасности» и пришел к концепции «приемлемого допустимого риска». При реализации этой концепции важнейшей задачей является установление верхней границы допустимого риска. На практике ее рационально находить на основе статистических данных. Ключевым значением при установлении допустимого риска явилась идея, предложенная Фармером в 1967 г. Смысл идеи заключался в установлении величины допустимого риска, равным риску выхода радиоактивной утечки в атмосферу из ядерного реактора в год. Современные представления об уровнях приемлемого индивидуального риска следующие (рис. 1.10):

• нижнюю зону, где значение вероятности смерти находится в пределах менее  10^-6, представляют маловероятные события. Эту зону принято называть зоной приемлемого риска. По принятой в настоящее время концепции допустимое для населения значение индивидуального риска от любой формы деятельности не должно превышать величину  10^-6 смертей на 1 чел./год. Эта величина в основном связана со стихийными природными явлениями, избавиться от которых мы не можем и вынуждены принимать как условия своего существования на Земле;

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 1.10 – Разбиение диапазона значений индивидуального риска на области 

     

• в верхней  зоне при вероятности более 10^-3 сосредоточены наиболее вероятные причины, по которым погибает подавляющее большинство людей. Поэтому добавление в нашу жизнь факторов опасности с вероятностью более 10^-3 существенно увеличивает вероятность смерти людей от внешних причин. Эта зона рассматривается как зона неприемлемого риска;
• в зону индивидуального риска смерти человека от 10^-3 до 10^-6 входят многочисленные, весьма распространенные виды деятельности и события. Ее называют зоной оптимизации от неприемлемого риска ( > 10^-3) к зоне приемлемого риска (< 10^-6).