Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-экономический институт

Кафедра промышленной экологии

Дипломное проектирование:

раздел «Безопасность жизнедеятельности»

Анализ риска опасных производственных объектов

Череповец

2009

Содержание

Введение

Общие положения

Порядок проведения анализа риска

Методы проведения анализа риска

Требования к оформлению результатов анализа риска

Характеристика методов анализа риска

Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска

Литература

Введение

Высокий уровень угрозы чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера и тенденция роста количества и масштабов последствий чрезвычайных ситуаций требуют предвидеть будущие угрозы, риски и опасности, применять методы их прогноза и предупреждения.

Методическое пособие предназначено для студентов дипломников всех специальностей и всех форм обучения.

В первой части методического пособия изложены методы анализа опасностей и риска аварий на опасных производственных объектах, приведены примеры применения методов анализа опасностей и оценки риска.

В приложении 1 даны основные определения, которые применяются в целях настоящего пособия.

В приложении 2 даны краткие характеристики основных количественных показателей риска.

Общие положения

Вероятность возникновения аварии существует практически для любого технического объекта, обладающего запасом энергии. Основная опасность, связанная с эксплуатацией опасного производственного объекта, реализуется при аварии в виде поражающих факторов (воздушная ударная волна, тепловое излучение, химическое заражение, осколки, обвалы, обрушение зданий и сооружений и т. д.).

В зависимости от отраслей промышленности и видов надзора различают различные типы аварий. Ниже представлен примерный перечень аварий, который приведен в Положении о порядке технического расследования причин аварий на опасных производственных объектах, учитывающий отраслевую специфику.

По металлургической промышленности: взрывы газа в воздухонагревателях и межконусном пространстве доменных печей, аппаратах газоочистки, газгольдерах, газодувках, на генераторных станциях, газораспределительных и газоповысительных установках, на водородных станциях, в агрегатах и установках улавливания и переработки коксового газа, в аппаратах производства хлора, карбонила, никеля, трихлорарсина, тетрахлорида титана; взрывы металлических порошков в пылеосадительных камерах и печах восстановления, пожары в галереях шихтоподачи, складах угля и легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ); пожары от загорания металлических порошков; пожары от выбросов, расплавленных и раскаленных материалов из металлургических агрегатов; пожары на кислородных станциях и установках; обрушение трубопроводов с ЛВЖ, горючими и ядовитыми газами; уходы расплавленных и раскаленных материалов из металлургических агрегатов; прогары горна, фурменных и ленточных холодильников доменных печей; обрушение шихтовых бункеров, транспортных галерей, силосных башен, производственных зданий и сооружений, шламохранилищ и другие аварии, требующие остановки основных агрегатов для проведения ремонтов.

По химической промышленности: взрывы, загорания и (или) выбросы опасных веществ; разрушения сооружений, технических устройств или их элементов.

По подъёмным сооружениям: разрушение или излом металлоконструкций грузоподъёмной машины (моста, портала, рамы, платформы, башни, стрелы, опоры, гуська), вызвавшие необходимость в ремонте металлоконструкций или замене их отдельных секций, а также падение грузоподъёмной машины, вызвавшее указанные разрушения; падение кабины лифта, его противовеса; разрушение ответственных металлоконструкций, обрыв цепей эскалатора, разрушение ответственных металлоконструкций кабины (вагонетки) вагона, обрыв канатов канатной дороги, фуникулера; разрушение металлоконструкций стрелы и ходовой рамы подъёмника (вышки), разрушение или падения крана - манипуляторной установки крана-манипулятора, разрушение или падение выносной консоли или самого крана-трубоукладчика; повреждение металлоконструкций (изгиб, деформация) подъемных сооружений (или их элементов), приведшее к травмированию людей.

По объектам котлонадзора: разрушения и повреждения (разрывы) котлов, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов пара и горячей воды (их элементов).

По объектам газоснабжения: разрушения газопроводов, выход из строя газового оборудования газораспределительных пунктов и газораспределительных установок, повлекших за собой взрывы газа в жилых домах, общественных зданиях, инженерных сооружениях, а также остановку (перерыв) газоснабжения города, населенного пункта, микрорайона, предприятия (промышленного, коммунального, сельскохозяйственного); взрывы и пожары, связанные с эксплуатацией газового хозяйства, газонаполнительных и автозаправочных станций сжиженных газов, ГРЭС, ТЭЦ и районных отопительных котельных; взрывы газа в газифицированных печей, топках и газоходах котлов, агрегатах, вызвавших их местные разрушения или отключения; повреждения подземных газопроводов (механические, коррозионные и др.).

По объектам магистрального трубопроводного транспорта: Авария на объекте магистрального трубопроводного транспорта газов - неконтролируемый выброс транспортируемого газа в атмосферу или в помещение компрессорной станции, газораспределительной станции или автомобильной газораспределительной станции в результате полного разрушения или частичного повреждения трубопроводов, их элементов и устройств, сопровождаемого одним из следующих событий или их сочетанием: взрывом или воспламенением газа; повреждением или разрушением других объектов; потерей 10 000 м³ газа и более. Авария на объекте магистрального трубопроводного транспорта опасных жидкостей - внезапный вылив или истечение опасной жидкости в результате полного или частичного разрушения трубопровода, его элементов, резервуаров, оборудования и устройств, сопровождаемые одним или несколькими из следующих событий: воспламенением жидкости или взрывом её паров; загрязнением любого водостока, реки, озера, водохранилища или любого водоема сверх пределов, установленных стандартом на качество воды, вызвавшим изменение окраски поверхностной воды или берегов или приведшим к образованию эмульсии, находящейся ниже уровня воды, или к выпадению отложений на дне или берега; объём утечки составил 10м³ и более, а для легкоиспаряющихся жидкостей объём утечки превысил 1м³ в сутки.

Анализ риска аварий на опасных производственных объектах (далее - анализ риска) является составной частью управления промышленной безопасностью. Анализ риска заключается в систематическом использовании всей доступной информации для идентификации опасностей и оценки риска возможных нежелательных событий.

Основные задачи анализа риска аварий на опасных производственных объектах заключаются в представлении лицам, принимающим решение: объективной информации о состоянии промышленной безопасности объекта; сведений о наиболее опасных, «слабых» местах с точки зрения безопасности; обоснованных рекомендаций по уменьшению риска.

Порядок проведения анализа риска

Процесс проведения анализа риска включает следующие основные этапы: Планирование и организацию работ; Идентификацию опасностей; Оценку риска; Разработку рекомендаций по уменьшению риска. Каждый этап анализа риска следует оформлять в соответствии с требованиями к оформлению результатов анализа риска.

Планирование и организация работ. На этапе планирования работ следует: определить анализируемый опасный производственный объект и дать его общее описание; описать причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа риска; определить и описать источники информации об опасном производственном объекте; указать ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и другие обстоятельства, определяющие глубину, полноту и детальность проводимого анализа риска; четко определить цели и задачи проводимого анализа риска; обосновать используемые методы анализа риска; определить критерии приемлемого риска.

Для обеспечения качества анализа риска следует использовать знание закономерностей возникновения и развития аварий на опасных производственных объектах. Если существуют результаты анализа риска для подобного опасного производственного объекта или аналогичных технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, то их можно применять в качестве исходной информации. Однако при этом следует показать, что объекты и процессы подобны, а имеющиеся отличия не будут вносить значительных изменений в результаты анализа.

Цели и задачи анализа риска могут различаться и конкретизироваться на разных этапах жизненного цикла опасного производственного объекта.

На этапе эксплуатации или реконструкции опасного производственного объекта целью анализа риска может быть: проверка соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности; уточнение информации об основных опасностях и риска (в том числе при декларировании промышленной безопасности); совершенствование инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию, планов ликвидации (локализации) аварийных ситуаций на опасном производственном объекте; оценка эффекта изменения в организационных структурах, приемах практической работы и технического обслуживания в отношении совершенствования системы управления промышленной безопасностью.

При выборе методов анализа риска следует учитывать цели, задачи анализа, сложность рассматриваемых объектов, наличие необходимых данных. Приоритетными в использовании являются методические материалы согласованные или утвержденные Госгортехнадзором России или иными федеральными органами исполнительной власти.

Основным требованием к выбору или определению критерия приемлемого риска является его обоснованность и определенность. При этом критерии приемлемого риска могут задаваться нормативной документацией, определяться на этапе планирования анализа риска и (или) в процессе получения результатов анализа. Критерии приемлемого риска следует определять исходя из совокупности условий, включающих определенные требования безопасности и количественные показатели опасности. Условие приемлемости риска может выражаться в виде условий выполнения определенных требований безопасности, в том числе количественных критериев. Основой для определения критериев приемлемого риска являются: нормы и правила промышленной безопасности или иные документы по безопасности в анализируемой области; сведения о происшедших авариях, инцидентах и их последствиях; опыт практической деятельности; социально-экономическая выгода от эксплуатации опасного производственного объекта.

Идентификация опасностей. Основные задачи этапа идентификации опасностей - выявление и четкое описание всех источников опасностей и путей (сценариев) их реализации. Это ответственный этап анализа, так как не выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения. При идентификации следует определить, какие элементы, технические устройства, технологические блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности. Для идентификации опасностей рекомендуется применять методы, изложенные ниже. Результатом идентификации опасностей являются: перечень нежелательных событий; описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения и развития нежелательных событий (например, сценариев возможных аварий); предварительные оценки опасности и риска.

Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего направления деятельности. В качестве вариантов дальнейших действий может быть: решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей или достаточности полученных предварительных оценок; решение о проведении более детального анализа опасностей и оценки риска; выработка предварительных рекомендаций по уменьшению опасностей.

Оценка риска. Основные задачи этапа оценки риска: определение частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий; оценка последствий возникновения нежелательных событий; обобщение оценок риска.

Для определения частоты нежелательных событий рекомендуется использовать: статистические данные по аварийности надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности; логические методы анализа «деревьев событий», «деревьев отказов», имитационные модели возникновения аварий в человеко-машинной системе; экспертные оценки путем учета мнения специалистов в данной области.

Оценка последствий включает анализ 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 необходимо использовать модели аварийных процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей. Следует также учитывать и, по возможности, выявлять связь масштабов последствий с частотой их возникновения.

Обобщенная оценка риска (или степень риска) аварий должна отражать состояние промышленной безопасности с учетом показателей риска от всех нежелательных событий, которые могут произойти на опасном производственном объекте, и основываться на результатах: интегрирования показателей рисков всех нежелательных событий (сценариев аварий) с учетом их взаимного влияния; анализа неопределенности и точности полученных результатов; анализа соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности и критериям приемлемого риска.

При обобщении оценок риска следует, по возможности, проанализировать неопределенность и точность полученных результатов. Имеется много неопределенностей, связанных с оценкой риска. Как правило, основными источниками неопределенностей являются неполнота информации по надежности оборудования и человеческим ошибкам, принимаемые предложения и допущения используемых моделей аварийного процесса. Чтобы правильно интерпретировать результаты оценки риска, необходимо понимать характер неопределенностей и их причины. Источники неопределенности следует идентифицировать (например, «человеческий фактор»), оценить и представить в результатах.

Разработка рекомендаций по уменьшению риска. Разработка рекомендаций по уменьшению риска является заключительным этапом анализа риска. В рекомендациях представляются обоснованные меры по уменьшению риска, основанные на результатах оценок риска. Меры по уменьшению риска могут носить технический и (или) организационный характер. При выборе мер решающее значение имеет общая оценка действенности и надежности мер, оказывающих влияние на риск, а также размер затрат на их реализацию. На стадии эксплуатации опасного производственного объекта организационные меры могут компенсировать ограниченные возможности для принятия крупных технических мер по уменьшению риска. При разработке мер по уменьшению риска необходимо учитывать, что вследствие возможной ограниченности ресурсов в первую очередь должны разрабатываться простейшие и связанные с наименьшими затратами рекомендации, а также меры на перспективу. В большинстве случаев первоочередными мерами обеспечения безопасности, как правило, являются меры предупреждения аварии. Выбор планируемых для внедрения мер безопасности имеет следующие приоритеты:

- меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации, включающие:

- меры по уменьшению вероятности возникновения инцидента;

- меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию;

- меры по уменьшению тяжести последствий аварии, которые, в свою очередь, имеют следующие приоритеты:

- меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, запорной арматуры);

- меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов);

- меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.

При необходимости обоснования и оценки эффективности предлагаемых мер по уменьшению риска рекомендуется придерживаться двух альтернативных целей их оптимизации: при заданных средствах обеспечить максимальное снижение риска эксплуатации опасного производственного объекта; при минимальных затратах обеспечить снижение риска до приемлемого уровня.

Для определения приоритетности выполнения мер по уменьшению риска в условиях заданных средств или ограниченности ресурсов следует: определить совокупность мер, которые могут быть реализованы при заданных объемах финансирования; ранжировать эти меры по показателю «эффективность - затраты»; обосновать и оценить эффективность предлагаемых мер.

Методы проведения анализа риска

При выборе методов проведения анализа риска необходимо учитывать этапы функционирования объекта (проектирование, эксплуатация и т.д.), цели анализа, критерии приемлемого риска, тип анализируемого опасного производственного объекта и характер опасности, наличие ресурсов для проведения анализа, опыт и квалификацию исполнителей, наличие необходимой информации и другие факторы.

Так, на стадии идентификации опасностей и предварительных оценок риска (стадия анализа опасностей) рекомендуется применять методы качественного анализа и оценки риска, опирающиеся на продуманную процедуру, специальные вспомогательные средства (анкеты, бланки, опросные листы, инструкции) и практический опыт исполнителей.

Практика показывает, что использование сложных количественных методов анализа риска зачастую дает значения показателей риска, точность которых для сложных технических систем невелика. В связи с этим проведение полной количественной оценки риска более эффективно для сравнения источников опасностей или различных вариантов мер безопасности (например, при размещении объекта), чем для составления заключения о степени безопасности объекта. Однако количественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях и единственно допустимы. В частности, для сравнения опасностей различной природы, оценки последствий крупных аварий или для иллюстрации результатов.

Обеспечение необходимой информацией является важным условием проведения оценки риска. Вследствие недостатка статистических данных на практике рекомендуется использовать экспертные оценки и методы ранжирования риска, основанные на упрощенных методах количественного анализа риска. В этих подходах рассматриваемые события или элементы обычно разбиваются по величине вероятности, тяжести последствий и риска на несколько групп (или категорий, рангов), например, с высоким, промежуточным, низким или незначительным уровнем риска. При таком подходе высокий уровень риска может считаться (в зависимости от специфики объекта) неприемлемым (или требующим особого рассмотрения), промежуточный уровень риска требует выполнение программы работ по уменьшению уровня риска, низкий уровень считается приемлемым, а незначительный вообще может не рассматриваться.

При выборе и применении методов анализа риска рекомендуется придерживаться следующих требований: метод должен быть научно обоснован, и соответствовать рассматриваемым опасностям; метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понять формы реализации опасностей и наметить пути снижения риска; метод должен быть повторяемым и проверяемым. На стадии идентификации опасностей рекомендуется использовать один или несколько из перечисленных ниже методов анализа риска: «Что будет, если…?». Проверочный лист. Анализ опасности и работоспособности. Анализ «дерева отказов». Анализ «дерева событий». Соответствующие эквивалентные методы.

Требования к оформлению результатов анализа риска

Результаты анализа риска должны быть обоснованы и оформлены в дипломном проекте в разделе «Безопасность жизнедеятельности». Объём и форма подраздела «Анализ и оценка возможных чрезвычайных (аварийных) ситуаций» с результатами анализа зависит от целей проведенного анализа риска. В раздел рекомендуется включить: задачи и цели проведенного анализа риска; описание анализируемого опасного производственного объекта; методологию анализа, исходные предположения и ограничения, определяющие пределы анализа риска; описание используемых методов анализа, моделей аварийных процессов и обоснование их применения; исходные данные и их источники, в том числе данные по аварийности и надежности оборудования; результаты идентификации опасности; результаты оценки риска; анализ неопределенностей результатов оценки риска; обобщение оценок риска, в том числе с указанием наиболее «слабых» мест; рекомендации по уменьшению риска; перечень используемых источников информации.

Для представления результатов анализа последствий возможных чрезвычайных (аварийных) ситуаций можно использовать как форму табл. 1.

Таблица 1

Вариант представления результатов анализа последствий аварии

Источник опасности	Объект И1	Объект И2
Потенциальная авария (инициатор) Возможные причины Возможные последствия Контролирующие действия Шкала ущерба Основной ущерб Сопутствующий ущерб Суммарный ущерб U Вероятность аварии Р Риск R = P · U Метод снижения риска Другие данные	Пожар Возгорания Авария Возможны Минимальный размер оплаты труда (МРОТ) 3 тыс. 1 тыс. 4 тыс. 0.001 0.050 Установка автоматизированной системы пожаротушения Нет	Выброс токсичного вещества Разгерметизации системы Несчастный случай Маловероятны Минимальный размер оплаты труда (МРОТ) 0.4 тыс. 0.6 тыс. 1 тыс. 0.01 0.16 Планирование спасательных действий Нет

Характеристика методов анализа риска

Ниже представлена краткая характеристика основных методов, рекомендуемых для проведения анализа риска.

1. Методы проверочного листа и «Что будет, если…?» или их комбинация относятся к группе методов качественных оценок опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта требованиям промышленной безопасности.

Результатом проверочного листа является перечень вопросов и ответов о соответствии опасного производственного объекта требованиям промышленной безопасности и указания их обеспечению. Метод проверочного листа отличается от «Что будет, если…?» более обширным представлением исходной информации и представлением результатов о последствиях нарушений безопасности.

Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление результатов), нетрудоемкие (результаты могут быть получены одним специалистом в течение одного дня) и наиболее эффективны при исследовании безопасности объектов с известной технологией.

2. Анализ видов и последствий отказов (АВПО) применяется для качественного анализа опасности рассматриваемой технической системы. Под технической системой в зависимости от целей анализа могут пониматься как совокупность технических устройств, так и отдельные технические устройства или их элементы. Существенной чертой этого метода является рассмотрение каждого аппарата (установки, блока, изделия) или составной части системы (элемента) на предмет того, как он стал неисправным (вид и причины отказа) и какое было бы воздействие отказа на техническую систему.

Анализ видов и последствий отказа можно расширить до количественного анализа вида, последствий и критичности отказов (АВПКО). В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности - вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа. Определение параметров критичности необходимо для выработки рекомендаций и приоритетности мер безопасности.

Результаты анализа представляются в виде таблиц с перечнем оборудования видов и причин возможных отказов, с частотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы, приборы контроля и т. п.) и рекомендациями по уменьшению опасности.

Систему классификации отказов по критериям вероятности-тяжести последствий следует конкретизировать для каждого объекта или технического устройства с учетом его специфики.

Ниже (табл.2) в качестве примера приведены показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, сооружения здания, продукция и т. п.), окружающая среда.

В табл.2 применены следующие варианты критериев:

I. Критерии отказов по тяжести последствий:

- катастрофический отказ - приводит к смерти людей, существенному ущербу имущества, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде;

-критический (некритический) отказ - угрожает (не угрожает) жизни людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имущества, окружающей среде;

-отказ с пренебрежимо малыми последствиями - отказ, не относящийся по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий.

II. Категории (критичность) отказов:

А - обязателен количественный анализ риска или требуются особые меры обеспечения безопасности;

В - желателен количественный анализ риска или требуется принятие определенных мер безопасности;

С - рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер безопасности;

D - анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуются.

Таблица 2

Матрица «вероятности - тяжесть последствий»

Отказ	Частота возникновения отказа в год	Тяжесть последствий отказа
		катастро- фический	критического	некритического	с малыми последствиями
Частый	>1	А	А	А	С С С
Вероятный	- 10-2	А	А	В В
Возможный	10-2 - 10-4	А	В В
Редкий	10-4 - 10-6	А		С С	D D
Практически невероятный	<10-6	В	С

Методы АВПО, АВПКО применяются, как правило, для анализа проектов сложных технических систем или технических решений. Выполняются группой специалистов различного профиля (например, специалистами по технологии, химическим процессам, инженером- механиком) из 3-7 человек в течении нескольких дней, недель.

3. Методом анализа опасности и работоспособности (АОР) исследуются опасности отклонений технологических параметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов. АОР по сложности и качеству результатов соответствует уровню АВПО, АВПКО.

В процессе анализа для каждой составляющей опасного производственного объекта или технологического блока определяются возможные отклонения, причины и указания по их недопущению. При характеристике отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше», «так же, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т. п.

Применение ключевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения. Конкретные сочетание этих слов с технологическими параметрами определяется спецификой производства.

Примерное содержание ключевых слов следующее:

«нет» - отсутствие прямой подачи вещества, когда она должна быть;

«больше (меньше)» - увеличение (уменьшение) значений режимных переменных по сравнению с заданными параметрами (температуры, давления, расхода);

«так же, как» - появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси и т. п.);

«другой» - состояние, отличающееся от обычной работы (пуск, остановка, повышение производительности и т. д.);

«иначе, чем» - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизации оборудования;

«обратный» - логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества.

Результаты анализа представляются на специально технологических листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть определена количественно путем оценки вероятности и тяжести последствий рассматриваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВПКО (см. табл.1).

Отметим, что метод АОР, так же как АВПКО, кроме идентификации опасностей и их ранжирования позволяет выявить неясности и неточности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейшему совершенствованию. Недостатки методов связаны с затрудненностью их применения для анализа комбинаций событий, приводящих к аварии.

4. Практика показывает, что крупные аварии, как правило, характеризуются комбинацией случайных событий, возникающих с различной частотой на разных стадиях возникновения и развития аварии (отказы оборудования, ошибки человека, нерасчетные внешние воздействия, разрушение, выброс, пролив вещества, рассеяние веществ, воспламенение, взрыв, интоксикация и т. д.). Для выявления причинно-следственных связей между этими событиями используют логико- графические методы анализа «деревьев отказов» и «деревьев событий».

При анализе «деревьев отказов» (АДО) выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибки персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящие к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета её частоты (на основе знания частот исходных событий). При анализе «дерева отказа» (аварии) рекомендуется определять минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии (минимальное пропускное и отсечное сочетания, соответственно, см. пример 2).

Анализ «дерева событий» (АДС) - алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества).

5. Методы количественного анализа риска, как правило, характеризуются расчетом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объёма информации по аварийности, надежности оборудования, выполнения экспертных работ, учета особенностей окружающей местности, метеоусловий, времени пребывания людей в опасных зонах и других факторов.

Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям, он наиболее эффективен:

- на стадии проектирования и размещения опасного производственного объекта;

- при обосновании и оптимизации мер безопасности;

- при оценке опасности крупных аварий на опасных производственных объектах имеющих однотипные технические устройства (например, магистральные трубопроводы);

- при комплексной оценке опасностей аварии для людей, имущества и окружающей природной среды.

6. Рекомендации по выбору методов анализа риска для различных видов деятельности и этапов функционирования опасного производственного объекта представлены ниже (табл..3).

В табл.3 приняты следующие обозначения: «0» -наименее подходящий метод анализа;

«+» - рекомендуемый метод; «++» - наиболее подходящий метод.

Методы могут применяться изолировано или в дополнение друг другу, причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска (в основном, по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность-тяжесть последствий»ранжирования опасности). По возможности полный количественный анализ риска должен использовать результаты качественного анализа опасностей.

Таблица 3

Рекомендации по выбору методов анализа

Метод	Вид деятельности
	Размещение (предпроектные работы)	Проектирование	Ввод или вывод из эксплуатации	Эксплуатация	Реконструкция
Анализ «Что будет, если…?»	0	+	++	++	+
Метод Проверочного листа	0	+	+	++	+
Анализ опасности и работоспособности	0	++	+	+	++
Анализ видов и последствий отказов	0	++	+	+	++
Анализ «деревьев отказов и событий	0	++	+	+	++
Количественный анализ риска	++	++	0	+	++

Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска

Пример 1. Применение метода качественного анализа опасности

В табл. 4 представлен фрагмент результатов анализа опасности и работоспособности участка цеха производства аммиака. В процессе анализа для каждой установки, производственной линии или блока определяются возможные отклонения, причины и рекомендации по обеспечению безопасности. При характеристике каждого возможного отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше», «так же, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т.п. В табл.4 приведены также экспертные бальные оценки вероятности возникновения рассматриваемого отклонения В, тяжести последствий Т и показателя критичности К = В + Т. Показатели В и Т определялись по 4 - балльной шкале (балл, равный 4, соответствует максимальной опасности).

Таблица 4

Перечень отклонений при применении метода изучения опасности и работоспособности компрессорного узла участка цеха производства аммиака (фрагмент результатов)

Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рассматривались более детально, в том числе при построении сценариев аварийны ситуаций и количественной оценки риска.

Пример 2. Анализ «дерева отказа»

Пример «дерева отказа», используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке емкости, приведен на рис. 1. Структура «дерева отказа» включает одно головное событие (аварию, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов, неблагоприятных внешних воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в узлах (деревьев) используются знаки «И» и «ИЛИ». Логический знак «И» означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события). Знак «ИЛИ» означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий.

Рис. 1. «Дерево отказа» заправочной станции

Так, «дерево», представленное на рис. 1. имеет промежуточные события (прямоугольники), тогда как в нижней части «дерева» кругами с цифрами показаны постулируемые исходные события-предпосылки, наименование и нумерация которых приведены в табл. 5.

Таблица 5

Исходные события «дерева отказа» (согласно рис. 1)

№	Событие или состояние модели	Вероятность
1.	Система автоматической выдачи дозы (САВД) оказалась отключенной (ошиб	0,0005
	ка контроля исходного положения)
2.	Обрыв цепей передачи сигнала от датчиков объема дозы	0,00001
3.	Ослабление сигнала выдачи дозы помехами (нерасчетное внешнее воздей	0,0001
	ствие)
4.	Отказ усилителя-преобразователя сигнала выдачи дозы	0,0002
5.	Отказ расходомера	0.0003
6.	Отказ датчика уровня	0.0002
7.	Оператор не заметил световой индикации о неисправности САВД (ошибка оператора)	0.005
8.	Оператор не услышал звуковой сигнализации об отказе САВД (ошибка	0,001
	оператора)
9.	Оператор не знал о необходимости отключения насоса по истечении задан	0,001
	ного времени
10.	Оператор не заметил индикации хронометра об истечении установленного	0,004
	времени заправки
11.	Отказ хронометра	0,00001
12.	Отказ автоматического выключателя электропривода насоса	0,00001
13.	Обрыв цепей управления приводом насоса	0,00001

Анализ «дерева отказа» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию (в нашем случае на рис. 2 их три), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания, минимальные отсечные сочетания.

Минимальные пропускные сочетания - это набор исходных событий предпосылок (отмечены цифрами), обязательное (одновременное) возникновение которых достаточно для появления головного события (аварии). Для «дерева», отображенного на рис. 2, такими событиями и (или) сочетаниями являются: {12}, {13}, {1-7}, {1-8}, {1-9}, {1-10}, {1-11}, {2-7}, {2-8}, {2-9}. {2-10}, {2-11}, {3-7}, {3-8}. {3-9}, {3-10}. {3-11}, {4-7}, {4-8}, {4-9}, {4-10}, {4-11}, {5-6-7}, {5-6-8}, {5-6-9}, {5-6-10}, {5-6-11}. Используются главным образом для выявления «слабых» мест.

Минимальные отсечные сочетания - набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события при условии не возникновения ни одного из составляющих этот набор событий: {1-2-3-4-5-12-13}, {1-2-3-4-6-12-13}, {7-8-9-10-11-12-13}.

Используются главным образом для определения наиболее эффективных мер предупреждения аварии.

Пример 3. Анализ ошибок персонала

Анализ ошибок персонала включает следующие этапы: выбор системы и вида работы; определение цели; идентификацию вида потенциальной ошибки; идентификацию последствий; идентификацию возможности исправления ошибки; идентификацию причины ошибки; выбор метода предотвращения ошибки; оценку вероятности ошибки; оценку вероятности исправления ошибки; расчет риска; выбор путей снижения риска.

В табл. 6 приведены возможные виды потенциальных ошибок, совершаемых операторами. Каждому виду ошибки присвоен гипотетический номер по классификатору.

Таблица 6

Виды потенциальных ошибок и гипотетические номера по классификатору

Вид потенциальной ошибки	Номер по классификатору
Пропуск действия Неправильное действие Действие в неправильном направлении Много действий Мало действий Неправильные действия на правильную цель Правильные действия на неправильную цель Преждевременное действие Запоздалое действие Слишком длительное действие Слишком короткое действие Неправильный порядок действий Вредное дополнительное действие	Д1 Д2 Д3 Д4 Д5 Д6 Д7 Д8 Д9 Д10 Д11 Д12 Д13

В результате ошибок персонала возможны аварии (пожары, взрывы, механические повреждения, выбросы токсичных химических веществ, проливы и т.д.), несчастные случаи (летальные исходы, травмы и т. д.), катастрофы (разные степени повреждения организма и собственности), которые также могут быть классифицированы. Причины ошибок, вероятности ошибок, возможности исправления ошибок с гипотетической их классификацией даны в табл. 7 - 9. Следует иметь в виду, что в основу классификации причин ошибок положены внешние и внутренние факторы, так как факторы стресса могут носить и тот и другой характер. Вероятность ошибки оператора зависит от стажа работы и наличия стрессовых условий на рабочем месте. Опыт показывает, что оператор со стажем может совершать ошибки (рис. 2, а) и что вероятность ошибки оператора в зависимости от величины стресса также имеет оптимум (рис. 2,б).

Стаж работы Величина стресса

а) б)

Рис. 2. Характер изменения вероятности ошибки оператора в зависимости от: а) стажа работы (1 - начальный период; 2 - оптимальная работа; 3 - работа с большим стажем); б) величины стресса (1 - малый стресс; 2 - оптимальный стресс; 3 - большой стресс

Таблица 7

Гипотетическая классификация причин ошибок

Действующие факторы	Причины ошибок	Номер по классификатору
Внешние факторы Внутренние факторы Факторы стресса	Инструкция Информация Организация Эргономика Условия работы Постановка цели Опыт Умение Знания Мотивация Психологическое напряжение Физиологическое напряжение	П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П8 П9 П10 П11 П12

Выбрав величину U, измеряющую последствия ошибки (например, число летальных исходов, денежный эквивалент и т. д.), и установив подходящую шкалу для измерений (например, U = 1…10; 1….100 и т. д.), можно для сравнительной оценки рассчитать значения рисков

R = P_оп (1 - Р_ис) U

где Р_ОП и Р_ИС - вероятность ошибки оператора и вероятность ее исправления.

Таблица 8

Гипотетический классификатор ориентировочных значений вероятности ошибки оператора

Номер по клас- сификатору	Рутинная работа	Наличие инструкций	Наличие стресса	Новая ситуация	Ориентировочное значение вероятности ошибки оператора РОП
В1 В2 В3 В4 В5 В6	Да Да Да Нет Нет Нет	Да В неполном объёме В неполном Объёме Нет Нет Нет	Нет Небольшой Некоторый Некоторый Да Да	Нет Нет Нет Нет Нет Да	0.0001…0.001 0.001…0.005 0.005…0.01 0.01…0.05 0.05…0.5 0.5…1.0

Таблица 9

Гипотетический классификатор ориентировочных значений вероятности исправления ошибки оператора

Исправление ошибки (характеристики)	Ориентировочное значение вероятности исправления ошибки РИС	Ноер по классификатору
Весьма вероятное Вероятное Возможное Невероятное Весьма невероятное Невозможное С помощью системы защиты Невозможное из-за отсутствия времени	0.5 0.2 0.1 0.01 0.001 0 0.95…1.0 0	И1 И2 И3 И4 И5 И6 И7 И8

На рис. 3 и в табл. 10 даны возможные варианты представления результатов выполнения анализа ошибок персонала



Рис. 3. Вариант представления результатов анализа ошибок оператора

Таблица 10

Вариант представления результатов анализа ошибок персонала

Форма анализа	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Система и вид работы Цель работы Вид потенциальной ошибки Потенциальные последствия Исправления ошибки Причины ошибки Метод предотвращения ошибки Вероятность ошибки Вероятность исправления ошибки Шкала последствий Величина последствий U Расчет риска:R = PОП(1-РИС)U Метод снижения риска Другие данные	Объект X1 ПроцессY1 Вид работы Z1 Задача по Z1 D12 А И2 П3 П38 (пересмотр правил) О.02 (В4) 0.2 1…100 40 0.64 Управление Нет	Объект X2 Процесс Y2 Вид работы Z2 Задача по Z2 D2 N И7 П5 П54 (снижение шума) 0.3 (В5) 0.99 1…10 4 0.012 Обучение персонала Нет	ОбъектХ3 ПроцессY3 Вид работыZ3 Задачи по Z3 D3 К И4 П6 П61 (изменения объекта) 0.1 (в5) 0.01 1…10 8 0.792 Технические меры, обучение персонала Нет

Литература

1. ГОСТ Р 22.0.05-94 «БЧС. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения»;

2. Комментарий к ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ/Колл. авт.; Под общ. ред. В.М. Кульечева. - М.: Государственное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2001. - 152 с

3. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов (РД 03-418-01).

4. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. - М.: Высш. Шк., 1999. - 448с.

5. Кукин П.П., Лапин В.А., Подгорных Е.А. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (охрана труда). Учебник для вузов. - М.: В.шк., 1999. - 317 с.

Приложения

Приложение 1

риск опасный производственный

Основные определения

В целях настоящего пособия применяются следующие определения:

Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрывы и (или) выброс опасных веществ.

Анализ риска аварии - процесс идентификации (выявления и признания) опасностей и оценки риска аварии на опасном производственном объекте для отдельных лиц или групп людей, имущества или окружающей природной среды.

Опасность аварии - угроза, возможность причинения ущерба человеку, имуществу и (или) окружающей среде вследствие аварии на опасном производственном объекте. Опасности аварий на опасных производственных объектах связаны с возможностью разрушения сооружений и (или) технических устройств, взрывом и (или) выбросом опасных веществ с последующим причинением ущерба человеку, имуществу и (или) нанесением вреда окружающей природной среде.

Опасные вещества - воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные вещества и вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды, перечисленные в приложении 1 к Федеральному закону «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ.

Опасные производственные объекты - предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых:

получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества; используется оборудование, работающее под давлением более 0.07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 ?С; используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры; получаются расплавы черных металлов и сплавы на основе этих расплавов; ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях.

Оценка риска аварии - процесс, используемый для определения вероятности (или частоты) и степени тяжести последствий реализации опасностей аварий для здоровья человека, имущества и (или) окружающей природной среды. Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), и анализ последствий и их сочетания.

Приемлемый риск аварии - риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических соображений. Риск эксплуатации объекта является приемлемым, если ради выгоды, получаемой от эксплуатации объекта, общество готово пойти на риск.

Риск аварии - мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть её последствий.

Сценарий аварии - последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим событием, приводящих к аварии с конкретными опасными последствиями.

Требования промышленной безопасности - условия, запреты, ограничения и другие обязательные требования, содержащиеся в Федеральных законах и иных нормативных правовых актах Российской Федерации.

Ущерб от аварии - потери (убытки) в производственной и непроизводственной сфере жизнедеятельности человека, вред окружающей природной среде, причиненные в результате аварии на опасном производственном объекте и исчисляемые в денежном эквиваленте.

Приложение 2

Показатели риска

Всесторонняя оценка риска аварий основывается на анализе причин (отказа технических устройств, ошибки персонала, внешнее воздействия) возникновение и условий развития аварий, поражения производственного персонала, населения, причинения ущерба имуществу эксплуатирующей организации или третьим лицам вреда окружающей природной среде. Чтобы подчеркнуть, что речь идет об «измеряемой» величине, используется понятие «степень риска» или «уровень риска». Степень риска аварий на опасном производственном объекте, эксплуатация которого связана со множеством опасностей, определяется на основе учета соответствующих показателей риска. В общем случае показатели риска выражаются в виде сочетания (комбинации) вероятности (или частоты) и тяжести последствий рассматриваемых нежелательных событий.

Ниже даны краткие характеристики основных количественных показателей риска.

1. При анализе опасностей, связанных с отказами технических устройств, выделяют технический риск, показатели которого определяются соответствующими методами теории надежности.

2. Одной из наиболее часто употребляющихся характеристик опасности является индивидуальный риск - частота поражения отдельного индивидуума (человека) в результате воздействия исследуемых факторов опасности. В общем случае количественно (численно) индивидуальный риск выражается отношением числа пострадавших людей к общему числу рискующих за определенный период времени. При расчете распределения риска по территории вокруг объекта (картирование риска) индивидуальный риск определяется потенциальным территориальным риском (см. ниже) и вероятностью нахождения человека в районе возможного действия опасных факторов. Индивидуальный риск во многом определяется квалификацией и готовностью индивидуума к действиям в опасной ситуации, его защищенностью. Индивидуальный риск во многом определяется квалификацией и готовностью индивидуума к действиям в опасной ситуации, его защищенностью. Индивидуальный риск, как правило, следует определять не для каждого человека, а для групп людей характеризующихся примерно одинаковым временем пребывания в различных опасных зонах и использующих одинаковые средства защиты. Рекомендуется оценивать индивидуальный риск отдельно для персонала объекта и для населения прилегающей территории или, при необходимости для более узких групп, например, для рабочих различных специальностей.

3. Другим комплексным показателем риска, характеризующим пространственное распределение опасности по объекту и близлежащей территории, является потенциальный территориальный риск - частота реализации поражающих факторов в рассматриваемой точке территории. Потенциальный территориальный, или потенциальный, риск не зависит от факта нахождения объекта воздействия (например, человека в данном месте пространства. Предполагается, что условная вероятность нахождения объекта воздействия равна 1 (т.е. человек находится в данной точке пространства в течение всего рассматриваемого промежутка времени). Потенциальный риск не зависит от того, находится ли опасный объект в многолюдном или пустынном месте и может меняться в широком интервале. Потенциальный риск, в соответствии с названием, выражает собой потенциал максимально возможной опасности для конкретных объектов воздействия (реципиентов), находящихся в данной точке пространства. Как правило, потенциальный риск оказывается промежуточной мерой опасности, используемой для оценки социального и индивидуального риска при крупных авариях. Распределения потенциального риска и населения в исследуемом районе позволяют получить количественную оценку социального риска для населения. Для этого нужно рассчитать количество пораженных при каждом сценарии от каждого источника опасности и затем определить частоту событий F, при которой может пострадать на том или ином уровне N и более человек.

4. Социальный риск характеризует масштаб и вероятность (частоту) аварий и определяется функцией распределения потерь (ущерба), у которой есть установившееся название - F/N- кривая (в зарубежных работах - кривая Фармера). В общем случае в зависимости от задач анализа под N можно понимать и общее число пострадавших, и число смертельно травмированных или другой показатель тяжести последствий. Соответственно критерий приемлемого риска будет определятся уже не числом для отдельного события, а кривой, построенной для различных сценариев аварии с учетом их вероятности. В настоящее время общераспространенным подходом для определения приемлемости риска является использование двух кривых, когда, например, в логарифмических координатах определены F/N-кривые приемлемого и неприемлемого риска смертельного травмирования. Область между этими кривыми определяет промежуточную степень риска, вопрос о снижении которой следует решать исходя из специфики производства и региональных условий.