Системы безопасности башенных кранов в аспекте решения проблемы аварийности и производственного травматизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Системы безопасности башенных кранов в аспекте решения проблемы аварийности и производственного травматизма

Короткий Анатолий Аркадьевич, доктор технических наук

Павленко Андрей Николаевич, кандидат технических наук

Кинжибалов Александр Александрович, аспирант

Кинжибалов Александр Владимирович, кандидат технических наук

г. Пятигорск

Аннотация

Технический прогресс и современное законодательство предъявляют к системам безопасности башенных кранов новые требования. Тем не менее, аварийность башенных кранов остается на высоком уровне и в 90% случаев связана с человеческим фактором. Целью исследования авторы ставят совершенствование современных систем безопасности башенных кранов на основе цифровых технологий в условиях риск-ориентированного надзора. Перед авторами поставлены такие задачи, как анализ аварийности башенных кранов, изучение и совершенствование основных современных систем безопасности башенных кранов. При теоретических исследованиях использовались методы статистической обработки информации и основные положения теории риска. Предлагается уникальная система независимого дистанционного мониторинга за безопасностью башенных кранов на основе цифровых технологий с использованием лингвистической оценки основных параметров работы крана. В статье выдвигается и доказывается гипотеза о снижении риска аварии при повышении качества осуществления производственного контроля на предприятии. Система апробирована на демонстрационной модели и в производственных условиях. Использование предлагаемой системы в условиях риск-ориентированного надзора влечет за собой снижение нагрузки на бизнес и повышение эффективности работы производственного контроля.

Ключевые слова: промышленная безопасность, аварийность, башенные краны, производственный контроль, риск-ориентированный надзор, человеческий фактор, опасный производственный объект, дистанционный контроль, приборы безопасности, индикаторы риска

Technical progress and modern legislation impose new requirements on the security systems of tower cranes. Nevertheless, the accident rate of tower cranes remains at a high level and in 90% of cases associated with the human factor. The aim of the study is to improve modern security systems for tower cranes based on digital technologies in terms of risk-based supervision. The authors set such tasks as analyzing the accident rate of tower cranes and studying and improving the main modern security systems of tower cranes. They apply the methods of statistical information processing and the main provisions of the theory of risk. A unique system of independent remote monitoring of the safety of tower cranes on the basis of digital technologies using a linguistic assessment of the main parameters of the crane. The authors of the article put forward and prove a hypothesis about reducing the risk of an accident while improving the quality of the implementation of production control at the enterprise. The system was tested on a demonstration model and in production conditions. The use of the proposed system under risk-based supervision entails a reduction in the burden on the business and an increase in the efficiency of production control.

Keywords: remote control, hazardous production facility, human factor, risk-oriented supervision, production control, tower cranes, accident rate, industrial safety, safety devices, risk indicators

В настоящие время башенные краны, являясь ключевым звеном строительных технологий, массово используют в гражданском, промышленном, энергетическом и гидротехническом строительстве и при выполнении монтажных работ. Кроме того, башенные краны широко применяют на складах и полигонах предприятий строительной индустрии.

При проектировании, изготовлении и эксплуатации башенного крана одним из приоритетов является его безопасность. Однако, в настоящие момент, на основе анализа статистических данных ^[1], определено, что на башенные краны, при их доле 7,87% от всех грузоподъемных кранов, пришлось 32,1% аварий (см. рис. 1) и 25,8% эпизодов смертельного травматизма (см. рис. 2), случившихся при эксплуатации кранов в 2017 г., что больше чем у любого другого типа грузоподъемных кранов. В 2017 г. коэффициента смертельного травматизма на 1000 грузоподъемных кранов составил - 0,16 (см. табл. 1), однако, отдельно для башенных кранов этот показатель более чем в три раза выше - 0,51.

Высокие показатели аварийности и смертельного травматизма при эксплуатации башенных кранов устойчиво сохраняются ^[2] на протяжении значительного периода наблюдений, что вводит башенные краны, на сегодняшний день, в категорию наиболее опасными из всех типов грузоподъемных кранов.

Рис. 1. Аварийность на башенных кранах в процентах от аварийности на грузоподъемных кранах в целом в 2010 - 2017 г.

Рис. 2. Смертельный травматизм на башенных кранах в процентах от смертельного травматизма на грузоподъемных кранах в целом в 2010 - 2017 г.

Таблица 1. Значение коэффициента смертельного травматизма в 2015 - 2017 г. на разных типах грузоподъемных кранах

Помимо организации, эксплуатирующей башенный кран, цель предотвращения и минимизации последствий аварий, инцидентов, с учетом индивидуального риска потери жизни и здоровья людей, участвующих в процессах монтажа (демонтажа), наладки, эксплуатации, в том числе ремонта, реконструкции, модернизации и ликвидации подъемного сооружения ставит перед собой и государство. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (далее - Ростехнадзор) является уполномоченным органом федерального государственного надзора в области промышленной безопасности, в том числе за эксплуатацией грузоподъемных механизмов. При осуществлении Ростехнадзором государственного надзора в сфере промышленной безопасности используется статический метод оценки риска, предусматривающий анализ отдельных физических характеристик подконтрольного объекта.

Основными критериями классификации объектов служат тип опасного фактора (тип объекта) и количественные значения, характеризующие опасность данного фактора. Критерии отнесения объекта к классу опасности закреплены в приложении 2 к Федеральному закону от 21.07.1997 № 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственные объектов" ^[3]. Например, классификация опасных производственных объектов (ОПО), в составе которых эксплуатируют подъемные механизмы, зависит исключительно от типа объекта: для подвесных канатных дорог установлен III класс опасности, а для стационарно установленных грузоподъемных механизмов (за исключением лифтов, подъемных платформ для инвалидов), эскалаторов в метрополитенах и фуникулеров - IV класс опасности.

Организации, эксплуатирующие объекты IV класса опасности, освобождены от плановых проверок федерального государственного надзора, и вся ответственность за безопасную эксплуатацию ОПО лежит на плечах собственника. Предприятие, эксплуатирующие башенные краны, обязано организовывать и осуществлять производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности ^[3].

По результатам анализа аварийности при эксплуатации грузоподъемных кранов на предприятиях РФ, установлено ^[4], что высокий уровень происшествий обусловлен не только отсутствием у Ростехнадзора полномочий по проведению плановых проверок объектов IV класса опасности, на которых эксплуатируются подъемные сооружения, вследствие изменений в законодательстве о промышленной безопасности, - разделения ОПО на классы опасности. Наиболее распространенная организационная причина аварий - неудовлетворительная работа производственного контроля предприятия. аварийность башенный кран травматизм

Из складывающейся ситуации по низкому уровню работы производственного контроля на предприятиях, низкой выявляемости нарушений специалистами производственного контроля предприятий, учитывая огромную роль человеческого фактора при авариях и следуя заданной логике по внедрению риск-ориентированного подхода в надзорной деятельности в части перехода от статической оценки риска на динамическую, представляет интерес один из инструментов управления риском - дистанционный контроль за системой безопасности по предупреждению аварийных ситуаций (ДКСБПАС) при эксплуатации башенных кранов, не требующих больших финансовых затрат, понятный для руководителя предприятия и легко читаемый специалистами в области промышленной безопасности (см. рис. 3). Данный метод анализа риска опасности дает результаты в форме, обеспечивающей понимание природы риска и способы его контроля, обладает свойствами, обеспечивающими возможность прослеживаемости, повторяемости и контролируется; он уместен и пригоден на сегодняшний день. Уникальность этого метода оценки риска в том, что он отслеживает все ошибки машиниста крана, которые привели к срабатыванию блокировок, концевых выключателей при выходе из рабочих (заданных) параметров (система безопасности первого уровня) не приведшие к аварии, но позволяет делать выводы об уровне риска аварий по человеческому фактору.

Информация о срабатывании систем безопасности по предупреждению аварийных ситуаций (концевиков, блокировок), при ошибках машиниста крана в результате потери контроля над процессом в виде отчета - в форме простой таблицы один раз в месяц (в квартал) ложится на стол руководителю. При этом периодичность осмотра крана ответственным лицом за исправное состояние крана может увеличиться до одного раза в месяц, но ежедневный осмотр крана машинистом не отменяется. Лицом ответственным за осуществление производственного контроля, по распечатке информации о работе крана, проводится анализ ситуации, сравнение предыдущих распечаток, вырабатываются предложения по проведению необходимых корректирующих предупреждающих мероприятий и работ, дается оценка эффективности предупреждающих мероприятий и работ, предложенных в ходе предшествующих проверок. Сокрытие срабатываний системы защиты становится невозможным. Система не мешает работе крана, не блокирует приборы, а является индикатором риска нарушений обязательных требований - параметров, соответствие которым или отклонение от которых само по себе не является доказательством нарушения обязательных требований, но свидетельствует о высокой вероятности такого нарушения и может являться основанием для проведения внеплановой проверки или иных форм контроля

В случае срабатывания системы ДКСБПАС рассматривается вопрос человеческого фактора - ошибки машиниста и проводятся мероприятия по выявлению причин их допустивших: неудовлетворительное здоровье машиниста (недостаточное зрение, невнимательность, незнание правил безопасности, инструкции по эксплуатации крана и т.д.). В зависимости от ситуации принимается решение о направлении машиниста на внеочередную аттестацию, на медкомиссию и т.д. При отсутствии нарушений Правил эксплуатации могут применяться меры поощрения. Не могут рассматриваться как ошибки машиниста параметры работы крана близкие к предельным, до срабатывания концевиков, но для анализа работы в целом оборудования такая информация является весьма полезной. Внедрение ДКСБПАС при работе крана (нескольких башенных кранов) на опасном производственном объекте позволит повысить выявляемость нарушений требований промышленной безопасности, значительно повысит эффективность работы производственного контроля предприятия. Сокрытие нарушений в данном случае будет иметь умышленный характер.

При этом информация через логин пароль становится доступной инспектору Ростехнадзора, который в свою очередь в совокупности с другими показателями работы предприятия (с учетом анализа и проверки (сравнения) показателей отчетов по производственному контролю предприятия с реальными доступными ему по информационным системам КСИ (по аттестация руководителей и специалистов организаций, эксплуатирующих ОПО, наличию страхового полиса, своевременному проведение экспертизы промышленной безопасности технических устройств, отработавших нормативный срок эксплуатации) оценивает риск возможной аварии. Вышеперечисленные признаки нарушений требований промышленной безопасности принимаются за основу карты опасностей (можно применять бальную систему оценки риска) для своевременного реагирования. При отсутствии критериев до планки допустимого риска посещение такой организации не проводится. Итогом такой работы производственного контроля предприятия является формирование у Ростехнадзора специализированного банка данных с результатами самопроверок, анализа работы ОПО, на основании которого принимаются решения о снижении надзорной нагрузки законопослушных руководителей организаций. Для инспекторов наличие результатов таких проверок являются своего рода сигналами о выполнении предприятиями требований законодательства РФ о промышленной безопасности и отнесения их в определенные категории. Таким образом, традиционные механизмы инспекционного контроля дополняются и модернизируются риск-ориентированными подходами обеспечения безопасности ^[5].

Рис. 3. Информационная модель (блок-схема) дистанционного контроля за системой безопасности по предупреждению аварийных ситуаций (ДКСБПАС) на предприятии.

Данный метод дистанционного контроля за системой предупреждения аварийных ситуаций (ДКСБПАС) как инструмент риск-ориентрованного надзора Кавказским управлением Ростехнадзора с помощью специалистов ООО "НПО "ЭГО" был воплощен в жизнь. Создана аппаратура нового поколения (см. рис. 4) - многофункциональный блок согласования (БСМ) - для регистрации параметров работы крана, реализующая динамическую модель оценки риска возникновения неблагоприятных ситуаций при эксплуатации крана и которую можно рассматривать в качестве устройства предупреждения аварий ^[6].

Рис. 4. Внешний вид многофункционального блока согласования БСМ.

Дистанционный контроль за системой безопасности по предупреждению аварийных ситуаций (ДКСБПАС) по инициативе Кавказского управления Ростехнадзора внедрен в Ставропольском крае на объекте - многоэтажный жилой дом по адресу г. Ставрополь, ул. Ленина, 284 на башенном кране КБ-408.21 в строительной компании ООО "Эвелин-сервис" г. Ставрополь. Отделом государственного строительного надзора и по надзору за грузоподъемными механизмами по Ставропольскому краю Кавказского управления Ростехнадзора за этим объектом осуществляется дистанционный риск-ориентированный надзор с ноября 2016 года.

При внедрении дистанционного контроля за системой безопасности по предупреждению аварийных ситуаций на ОПО - IV класса опасности в состав которого входит башенный кран КБ-408.21 строительной компанией ООО "Эвилин-Сервис" отмечено:

- положительное влияние следящей системы на действия машиниста при управлении башенным краном в строгом соответствии с руководством по эксплуатации крана и его производственной инструкцией (психологический фактор);

- активизировалась работа специалистов производственного контроля на предприятии по выявлению нарушений правил эксплуатации и принятию мер направленных на предотвращение аварийности;

- ДКСБПАС позволила инспектору отслеживать уровень опасности объекта по основным индикаторам риска - человеческому фактору.

На сегодняшний день система безопасности совершенствуется: унифицируется таблица отчета показателей срабатывания индикаторов безопасности не только для приборов ОНК-160, но и для ОГМ-240; разрабатывается система оповещения с выводом на монитор (сотовый телефон) руководителя экстренного сигнала (красный пульсирующий свет с координатами местонахождения ОПО) при невыполнении ответственными лицами своих обязанностей (в случае грубых нарушений требований промышленной безопасности: при эксплуатации ОПО): без страхового полиса, без проведения полного технического освидетельствования, без экспертизы промышленной безопасности, отсутствия результатов ежедневного осмотра крана, крановых путей и т.д. В отдельных случаях сигнал о критической опасности в режиме он-лайн через интернет может также поступать инспектору на мобильный телефон.

Таким образом, создается независимая система выявления рисков опасности, например с использованием лингвистической модели теории нечеткой логики, - системы, охватывающей риски опасности не только по человеческому фактору машиниста крана во время эксплуатации (первая степень опасности), но и фиксирующей невыполнение своих обязанностей специалистами по направлениям: ответственных за исправное состояние крана, крановых путей, за проведение регламентных работ, освидетельствование, инструктажи, наличие страховки, и т.д., то есть само состояние опасного объекта, степень его готовности к безопасной эксплуатации (комплексную оценку безопасности при помощи блокчейн технологии) до нажатия кнопки "пуск", причем в автоматизированном режиме.

Реализация такой системы предлагается при помощи способа дистанционного контроля в области безопасности при эксплуатации объектов на базе цифровых информационно-технологических систем, в котором идентификация объекта, его местоположение в пространстве и времени, и сформированная база данных, размещены на Центральном сервере в облачном пространстве сети Интернет. Доступ к базе данных осуществляется через веб-сайт, размещенный на Центральном сервере в облачном пространстве сети Интернет, с неограниченным числом пользователей с учетом администрирования по степени и уровню конфиденциальности решается. Технический результат достигается тем, что базу данных формируют и актуализируют из перечня законодательных актов, обрабатывают по ключевым словам, составляют в виде электронных документов должностных и производственных инструкций для руководящих, инженерно-технических работников и обслуживающего персонала. Доставляют их по сети Интернет в виде программного Web-приложения на персональные мобильные устройства обслуживающего персонала. Контроль работы обслуживающего персонала осуществляется путем учета выполнения ими операций по лингвистической оценке технического состояния объекта, последующей ежесменной функциональной проверкой работы локальной системы безопасности объекта и передачей полученной информации в базу данных облачного пространства сети Интернет. Одновременно, по сети Интернет доставляют должностные инструкции руководителям и инженерно-техническим работникам в виде программного Web-приложения на их персональные мобильные устройства с возможностью контроля запланированных мероприятий, затем результаты лингвистической оценки технического состояния объекта, ежесменной функциональной проверки работы локальной системы безопасности объекта, контроля запланированных мероприятий руководителя, инженерно-технических работников обрабатывают с возможностью получения оценки риска при эксплуатации объекта в цветовой гамме, которая алгоритмически связанна с электронным ключом пуска в эксплуатацию объекта, при этом, цветовую гамму одновременно передают на оснащенные программным Web-приложением персональные мобильные устройства, с учетом администрирования по степени и уровню конфиденциальности, содержащее идентификацию объекта, его местоположение на электронной карте и статистические сведения по нарушениям безопасности, возникшим при эксплуатации.

Дистанционный контроль за безопасной эксплуатацией объекта осуществляется камерами видеонаблюдения, сигналы с которых передаются по сети Интернет в базу данных, в которой храниться видеоинформация с заданной длительностью наблюдения, а доступ к базе данных, расположенной на Центральном сервере в облачном пространстве сети Интернет, осуществляется через веб-сайт, размещенный на Центральном сервере, из мобильного устройства через программное Web-приложение, позволяющее управлять камерой видеонаблюдения в реальном режиме времени, либо осуществить просмотр видеоинформации в ретроспективе.

Результаты оценки риска в цветовой гамме по безопасной эксплуатации объекта отображаются на информационном табло, расположенном на самом объекте. Местоположение объекта привязывают к геоданным, определяемым через функцию USB-модем, установленный в локальной системе безопасности объекта ^[7].

В итоге, решением задачи повышения эффективности государственного надзора за опасными производственными объектами является применение новой концепции надзора - риск-ориентированного подхода, основанному на результатах определения динамической опасности в режиме "онлайн" независимым методом, при этом степень опасности понятна руководителю предприятия и органам надзора. Внедрение данного подхода позволит снизить количество проверок и уменьшить надзорную нагрузку со стороны органов контроля на бизнес. В настоящее время, для осуществления качественного перехода от статистической к динамической модели риск-ориентированного надзора Ростехнадзор проводит мероприятия по созданию системы дистанционного мониторинга технологических процессов на опасных производственных объектах с применением современных информационных технологий. Ставится цель совместить информационные системы, созданные в эксплуатирующих организациях, с информационными ресурсами Ростехнадзора. На этой базе будет возможность не только прогнозировать возникновение аварий, но и давать рекомендации эксплуатирующим организациям, а также "распределять" проверки по объектам с учетом изменяющихся рисков эксплуатации.

Назрела необходимость внесения дополнения в Приказ Ростехнадзора от 23.01.2014 № 25 "Об утверждении Требований к форме представления организацией, эксплуатирующей опасный производственный объект, сведений об организации производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности в Федеральную службу по экологическому, технологическому и атомному надзору" по изменению формы отчетности о работе производственного контроля, добавить в графу сведения об объекте дату технического освидетельствования крана, сведения о функциональной диагностике.

Для реализации данных концепций моделей систем безопасности на практике необходимо дополнить ст. 25 ФНП следующим требованием, - "организация, эксплуатирующая опасный объект обязана выявлять нарушения требований безопасности путем применения инновационных методов определения динамической опасности объекта", а так же предложить форму сведений о всех показателях опасности объекта в виде таблицы, удобной для анализа руководителем предприятия (таблица опасностей первого уровня).

Внедряемые методы риск-ориентированного надзора соответствует вектору направления порядку проведения проверок заданному в п. 2 ст. 10 ФЗ № 294 (с изм. на 2017 г.) "Об основах государственного контроля (надзора) и муниципального контроля в Российской Федерации", в части фиксирования индикаторов риска нарушений обязательных требований - параметрах, соответствие которым или отклонение от которых само по себе не является доказательством нарушения обязательных требований, но свидетельствует о высокой вероятности такого нарушения и может являться основанием для проведения внеплановой проверки или иных форм контроля, а также планированию деятельности по проведению государственного контроля (надзора) осуществлять его, в том числе, в форме мониторинга: целенаправленного, постоянного (систематического, регулярного, непрерывного), опосредованного получения сведений, содержащихся в информации (отчетности), предоставляемой организациями, с целью своевременного предупреждения, выявления и пресечения нарушений обязательных требований, оценки и прогноза этих нарушений.

Внедрение современных систем дистанционного контроля собственником может стать альтернативой переводу башенных кранов в III класс опасности.

Только совместными усилиями государства, бизнеса и науки возможно решение задачи по снижению аварийности при эксплуатации ОПО в составе которых эксплуатируются башенные краны. При этом бизнесу не стоит забывать, с учетом уроков происшедших аварий, что снижение административных барьеров, сокращение проверочных мероприятий принято государством для осуществления инновационной деятельности предприятий, в том числе и направленной на обеспечение промышленной безопасности.

Библиография

1. Ежегодные отчеты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [Электрон. ресурс]: офиц. сайт. - РОСТЕХНАДЗОР, 2013-2018. - Режим доступа: http://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/

2. Жуков В.Г., Короткий А.А., Павленко А.Н. Аварийность и травматизм на башенных кранах. // Известия ТулГУ. Серия. Подъем-но транспортные машины и оборудование. Выпуск 4 - Тула: ТулГУ, 2003. - C. 200 202.

3. О промышленной безопасности опасных производственных объектов: федер. Закон Рос. Федерации от 21.07.1997 № 116-ФЗ: принят Гос. Думой. Федер. Собр. Рос. Федерации 20.06.1997

4. Короткий А.А. Мониторинг производственного контроля, аварийно-сти и опасности ОПО IV класса при эксплуатации башенных кранов / А.А. Короткий, А.В. Кинжибалов, А.А. Кинжибалов // Мониторинг. Наука и технологии - 2017. №4(33). - C. 80-85.

5. Кинжибалов А.А. Метод риск-ориентированного надзора в области промышленной безопасности за опасными производственными объектами IV класса // Наука и бизнес: пути развития. - 2016. - №5. - C. 27-30.

6. Каминский Л.С. Применение системы дистанционного контроля за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов в качестве индикатора риска нарушения обязательных требований при осуществлении государственного надзора / Л.С. Каминский, Ф.Л. Каминский, А.В. Кинжибалов, И.А. Пятницкий, И.Г. Федоров // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2016. - № 12(95). - Ч.1. - C. 74-83.

7. Описание способа дистанционного контроля безопасности при эксплуатации объектов на базе цифровых информационно-технологических систем: Уведомление о приеме и регистрации заявления о выдаче патента Российской Федерации на изобретение от 22.02.2018, рег. № 2018106776.

Размещено на Allbest.ru