формализация ОЦЕНКИ РИСКА

¹Будылина Е.А., ²Гарькина И.А., ²Данилов А.М.

¹Московский государственный машиностроительный университет

²Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

К основным задачам теории безопасности объектов относятся задачи разработки методов расчета на безопасность и обоснования количественных требований к безопасности. При оценке безопасности рассматриваемых объектов используются как феноменологический (детерминированный), так и вероятностный и системный подходы.

При феноменологическом (причинно-следственном) подходе дается описание отказа и аварийной ситуации как детерминированного процесса; осуществляется анализ последовательности этапов развития отказа и аварии от исходного состояния до конечного установившегося состояния; делается прогноз хода аварийного процесса методами математического моделирования.

При вероятностном подходе анализируются разветвленные цепочки событий и отказов оборудования, а также действия персонала при развитии аварийных процессов. Количественный анализ надежности и безопасности на базе вероятностно-статистических исследований делает возможным: обоснованный выбор вариантов между конкурирующими техническими решениями; оценку вклада различных факторов и систем в показатели надежности и безопасности, учет этих вкладов при выборе путей повышения безопасности систем; выделение сценариев отказов, аварий и событий, в наибольшей степени влияющих на последствия отказов и аварий; обоснование границ приемлемого риска с оценкой конкретных вариантов проектных решений объекта. Преимущества такого подхода: получение количественных значений надежности и безопасности; возможность анализа практически неограниченного числа аварийных последовательностей. Недостатки: высокая неопределенность исходных данных по отказам оборудования; упрощенные расчетные модели отказов и аварийных процессов ограничивают необходимую достоверность получаемых оценок риска; сложности количественной оценки параметров надежности персонала; трудности интерпретации вероятностных оценок в диапазоне 10^-7…10^-8 и менее. Несмотря на указанные недостатки, вероятностное направление теории надежности и безопасности все же пока остается одним из основных инструментов проектирования сложных систем.

Системный подход фактически является сочетанием феноменологического и вероятностного направлений. Его преимущества: возможность выявления путей развития отказов и аварийных ситуаций с учетом закономерностей протекания процессов в оборудовании, взаимодействия отказов в подсистемах и возможных действий персонала; возможность детального рассмотрения различных цепочек развития отказов и аварийных процессов с отбрасыванием тех из них, вероятность которых признается пренебрежимо малой.

Подавляющее большинство требований к безопасности объекта можно назначить лишь исходя из качественного анализа пределов безопасности, так как количественные требования к ним невозможно определить эволюционно по мере накопления опыта проектирования и эксплуатации [1,2]. Назначение количественных требований к безопасности позволяет наряду с экспертными методами оценок использовать известную концепцию риска от тяжелых аварий Фармера-Расмуссена. С точки зрения составления вероятностной модели риска задача обеспечения безопасности объекта, таким образом, сводится к определению значения приемлемого (допустимого) риска (с учетом медико-биологических, экономико-экологических и глобально-социальных факторов). Во многих случаях основным последствием аварий считается количество пораженного населения. Приводимая методика оценки риска предполагает оценку индивидуального риска, а также учитывает вероятность совместной реализации факторов, приводящих к поражению населения. Так, для объектов хранения и уничтожения химического оружия в качестве основных факторов принимались направление и скорость ветра в месте нахождения объекта, количество пролитого отравляющего вещества (ОВ); ими, а также некоторыми другими характеристиками атмосферы и определялась зона заражения. Масштабом последствий для населения от возможных аварий при уничтожении химического оружия определялся коллективный риск.

Изложенное приводит к необходимости использования вероятностного подхода, позволяющего оценить коллективный риск с учетом сезонного распределения вероятностей направления и скорости ветра, заданного количества пролитого ОВ и распространения облака с учетом вероятностных характеристик метеоусловий.

Разработанное на основе приведенной методики программно-алгоритмическое обеспечение по оценке риска от деятельности объекта по уничтожению химического оружия позволило определить изменение вероятностей возникновения аварийных ситуаций для одного и заданного количества боеприпасов с отражением критической вероятности возникновения аварии; определить допустимые момент начала и продолжительность уничтожения химических боеприпасов с заданными характеристиками. Программа включала в себя методику оценки риска от деятельности объекта по 10 параметрам (оценка количества пораженного населения, ущерб флоре и фауне, включая необходимость рекультивации земель и т.д.). Дала возможность визуального представления результатов распространения отравляющих веществ при аварии на фоне топографической карты местности (можно рассматривать как оболочку вычислительного комплекса тренажера для подготовки персонала объектов с повышенной опасностью).

Литература

1. Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М. Моделирование с позиций управления в технических системах / Региональная архитектура и строительство, №2 , 2012. - С.138-142.

2. Плющ А.А., Голованов О.А., Данилов А.М., Гарькина И.А. Обобщенная математическая модель управления безопасностью арсеналов и баз хранения боеприпасов / Вiсник Хмельницького нацiонального унiверситету. Технiчнi науки. - №1. 2007. –С.241-246.