- •Предисловие
- •Глава 1. Концепция инженерной экологии
- •Глава 2. Антропогенное воздействие на атмосферу
- •2.1. Структура и состав атмосферы
- •2.2. Классификация загрязнителей атмосферы
- •2.3. Источники загрязнения атмосферы
- •2.4. Последствия загрязнения атмосферы
- •2.5. Управление качеством атмосферного воздуха
- •2.11. Ограничение выбросов
- •Литература
- •Глава 3. Антропогенное воздействие на гидросферу
- •3.2. Самоочищение в гидросфере
- •3.3. Основные источники загрязнения гидросферы
- •3.4. Оценка качества водной среды
- •Литература
- •Глава 4. Антропогенное воздействие на литосферу
- •4.2. Нормирование загрязняющих веществ в почве
- •4.5. Рекультивация земель
- •Литература
- •Глава 5. Шум (звук) и вибрации в окружающей среде
- •5.1. Основные понятия
- •5.4. Методы оценки и измерения шумового загрязнения
- •5.5. Источники шума и их шумовые характеристики
- •5.8. Причины и источники вибрации
- •5.9. Нормирование шума
- •Литература
- •6.1. Электрический ток и человек
- •6.2. Природное и статическое электричество. Защита от его воздействия
- •7.3. Электромагнитные поля ВЧ- и СВЧ-диапазонов
- •7.4. Защитные средства
- •Литература
- •8.2. Краткая характеристика различных типов лазеров
- •8.3. Применение лазеров
- •8.4. Действие лазерного излучения на организм человека
- •8.7. Нормирование лазерного излучения
- •8.9. Средства контроля уровня лазерного излучения
- •8.11.Лазеры в химическом анализе
- •Литература
- •9.1. Общие сведения об ионизирующих излучениях
- •9.2. Строение и свойства атомов
- •9.3. Радиоактивность
- •9.4. Дозиметрические величины и их единицы
- •9.5. Фоновое облучение человека
- •9.6. Радиационные эффекты облучения людей
- •9.7. Нормирование радиационного облучения
- •9.8. Методы и средства контроля радиационной обстановки
- •9.10. Защита населения от ионизирующих излучений
- •Литература
- •Глава 10. Горение и взрыв в окружающей среде
- •10.2. Критерии крупных пожаров и их последствий
- •10.6. Классы взрывоопасных зон в соответствии с ПУЭ
- •10.7. Установление категорий пожароопасных помещений
- •10.8. Средства и способы огнетушения
- •Литература
- •11.2. Мониторинг гидросферы
- •11.3. Мониторинг урбанизированных территорий
- •Глава 12. Система экологического мониторинга
- •Глава 13. Информационное обеспечение систем экологического мониторинга
- •13.2. Особенности организации данных в ГИС
- •13.3. Основные функциональные возможности ГИС
- •Литература
- •Глава 14. Экологическая экспертиза, аудит
- •14.3. Оценка воздействия на окружающую среду
- •14.4. Экологический аудит
- •Литература
- •Глава 15. Место сертификации в инженерной экологии
- •15.1. Цели и задачи сертификации
- •15.3. Экологическая сертификация
- •Литература
- •Глава 16. Анализ риска
- •16.4. Классические критерии принятия решений
- •16.5. Производные критерии принятия решений
- •16.8. Пример построения дерева отказов
- •16.9. Количественные аспекты анализа систем
- •Литература
- •Глава 17. Технические средства и методы защиты атмосферы
- •Классификация пылеулавливающего оборудования
- •17.4. Особенности применения мокрых пылеуловителей
- •17.6. Термическая нейтрализация вредных примесей
- •17.7. Биохимические методы
- •Литература
- •Глава 18. Защита водных объектов от загрязнений
- •18.1. Способы очистки нефтесодержащих стоков
- •18.2. Обработка сточных вод озоном
- •18.3. Биохимическая очистка сточных вод
- •Литература
- •Приложение
- •19.1. Накопление отходов производства и потребления
- •19.2. Классификация отходов
- •Литература
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
Г л а в а 16 Анализ риска |
521 |
(3). Все эти отказы могут иметь различные причины, приведенные
в наружном кольце рисунка.
На начальной стадии анализа должны рассматриваться только главные, наиболее вероятные или критичные события. Для опреде
ления этих событий можно использовать анализ критичности. По
мере продвижения аналитической работы можно включать все более
редкие или менее вероятные события или предпочесть не принимать
их в расчет.
В принципе, о~;<ружающие условия - это весь мир, в котором
находится данная система. Таким образом, чтобы не отклоняться от
намеченной цели, необходимо установить разумнь1е пределы влия ния окружающей среды при проведении. исследования с помощью
дерева событий или дерева отказов (анализа последствий), посколь
ку эти два подхода предусматривают детальную разработку разви тия начальных аварийных событий в системе и окружающей ее
среде.
При анализе системы требуется тщательно установить началь ное состояние элементов. Все элементы, которые имеют более одно го рабочего состояния, создают различные начальные условия Не обходимо также точно установить рабочий отрезок времени: напри
мер, условия при пуске и остановке могут создавать опасные усло
вия, отличающиеся от опасных условий при установившихся режи мах работы.
Когда достат-очное количество информации о системе собрано,
можно составить описания вариантов развития процесса (сценари ев) и определить конечные события. Затем устанавливают причин
ные взаимосвязи, ведущие к каждому конечному событию, при по
мощи дерева отказов.
16.8.Пример построения дерева отказов
Вкауестве примера построения дерева отказов рассматривается
конечное событие <<отказ запуска электродвигателя•> для системы,
представленной на рис. 16.19. Четкое определение конечного собы
тия необходимо, даже если событие описано на дереве отказов в
сокращенной форме. В данном случае полным конечным событием
является <<отказ запуска электродвигателя при включении переклю
чателя в заданный момент времени t•>
Классификация отказов элементов полезна при построении де рева отказов, показанного на рис. 16.20 Конечное событие <<отказ
запуска электродвигателя•> может быть вызвано тремя причинами.
522 |
Час т ь 11. Мониторинг и защита окружающей среды |
2
3
5
Рис. 16.19. Электрическая схема системы
1 - генератор; 2 - переключатель; 3 - электродвигатель; 4 - кабель; 5 -
предохранитель
первичным отказом электродвигателя; вторичным отказом; ошибоч ной командой.
Первичные отказы - это отказы самого электродвигателя, ко
торый соответствует техническим условиям, возникающие в резуль тате естественного старения. Вторичные отказы - отказы, возни
кающие из-за причин, которые лежат за пределами, заданными тех
ническими условиями, таких, как: а) переработка (например, пере
ключатель остался включенным после предыдущей работы, что вы звало перегрев обмоток электродвигателя, приведший в свою оче
редь к короткому замыканию или обрыву цепи); б) изменение усло
вий работы (вибрации, термические нагрузки и т.д.); в) неправиль
ное обслуживание (например, некондиционная смазка подшипников
электродвигателя). Ошибочные команды вызываются самопроиз
вольными управляющими сигналами или помехами. В нашем случае
этот отказ заключается в <<отсутствии напряжения на электродви
гателе•>.
Первичные и вторичные отказы вызываются причинами, приве-. денными в наружном кольце на рис. 16.18. Элемент может быть в нерабочем состоянии в момент t, если предыдущие возмущения вы
вели элемент из строя и он не был отремонтирован. Возмущения
могли возникнуть в любое время до момента t. Однако процесс во
времени не рассматривается. Таким образом, первичный или вто
ричный отказы в момент t являются конечными событиями, и более
детальный анализ не проводится. Другими словами, дерево отказов
является мгновенным <<снимком•> системы в момент времени t.
Возмущения являются факторами, управляющими переходом из исправного состояния элемента в нарушенное. Точнее говоря, эти
возмущения определяют вероятность перехода элементов из одного
Г л а в а 16. Анализ риска |
523 |
Рис. 16.20. Дерево отказов для системы, приведеиной на рис. 16.19
состояния в другое. Первичное событие, отображенное кругом, яв
ляется исходным событием, для которого имеются детальные данные
по отказу. Вторичное событие является не полностью разработан-
524 |
Час т ь 11 Мониторинг и защита окружающей среды |
ным, поэтому оно отображается ромбом Количественные характе
ристики вторичных отказов следует оценивать соответствующими
подходящими методами, после чего они также становятся ИQходны
ми событиями
Ошибочная команда <<нет напряжения на электродвигателе>> воз никает при отказе соседних элементов На рис 16 19 имеется собы тие <<нет тока в цепи>> Возможна более детальная разработка этого
события, кот6рое в итоге приводит к событию <<нет тока через предо
хранитель>> Имеется первичный отказ предохранителя - <<обрыв
предохранителя из-за естественного старения>> и вторичный
отказ - <<Предохранитель размыкается избыточным токоМ>> Можно
ввести ошибочную команду «нет напряжения на предохранителе>>,
которая относится к причине 3 Однако все элементы были расемот рены р.анее и не было обнаружено отказов, вызывающих событие <<нет напряжения на предохранителе>> Таким образом, можно не учитывать данную ошибочную команду В результате дерево отка
зов построено полностью
Вторичный отказ предохранителя мо~ет быть вызван избыточ
ным током, протекающим в данный момент или перед этим и возни
кающим в результате отказа соседних элементов Избыточный ток в любое время до момента t может повредить предохранитель Од нако нельзя ввести событие <<Избыточный ток возник до момента t>>,
так как тогда нужно рассматривать неопределенное число моментов
в прошлом Но можно ввести событие <<Избыточный ток в данный
момент t>>
Если предполагается, что вероятность события егенератор не вышел из строя>> очень велика, например, 0,9999, то такие события называются •событиями с очень большой вероятностью• и ими
можно пренебречь на входе в лагическии знак И (или в знак <<За преТ»), существенно не изменяя вероятности конечного события
Только при очень детальном анализе <<события с очень большой ве роятностьЮ>> сохраняются в дереве отказов На рис 16 21 представ
лен вариант дерева отказов Конечным событием в этом варианте
является <<Избыточный ток через предохранитель>> Данное дерево
отказов можно использовать при количественных оценках специаль
ными методами, для того чтобы определить частоту возникновения
избыточного тока в данный момент времени t Эта информация в
свою очередь применяется для количественных оценок вторичных
отказов предохранителя и, в конце концов, для подсчета вероятное
ти появления события <<Нет запуска электродвигателя>> Существуют
упрощенные методы анализа для событий, обусловленных причина-
Гл а в а 16 Анализ риска |
525 |
Ге11ератор
не вышел из строя
Рис 16 21 Дерево отказов с конечным событием <<избыточныи ток
через предохранитель~
ми 1, 2 и 3 (см рис 16 18) с очень большой и с очень малой веро
ятностями появления
Ниже приводятся семь основных эвристических правил, исполь
зуемых для построения дерева отказов
1) заменять общий сценарий события более детализированным,
например сценарий <<электродвигатель работает слишком долго& за
меняется сценарием <<ТОК через электродвигатель протекает слиш
ком ДОЛГО>>,
2) разделять события на более элементарные, например событие
<<разрыв стержня КЗ-клетки& заменяется событием <<разрыв стержня
из-за смещения листа пакета>>,
3) точно определять причины событиИ, например <<Повышение
.температуры обмотки ротора из-за выхода из строя вентилятора&,
526 |
Час т ь Il Мониторинг и защита окружающей среды |
Рис 16 22 Разработка отказа элемента (событие 4СОстояние элемента•)
Избыточный ток
Рис 16 23 Дерево отказов, получаемое при пренебрежении событием с очень
большой вероятностью (генератор не вышел из строя)
4) связывать инициирующие события с событием типа (\отсутст
вие защитных действиЙ>>, например событие <<Перегрев>> заменяется
событием <<ОТсутствие охлаждения>> в сочетании с событием <<Нет вы
ключения системы,>;
5) отыскивать совместно действующие причины событий, напри
мер событие <<Пожар>> заменяется двумя событиями <<перегрев обмот
КИ>> и <<искрение коллектора>>;
6) точно указывать место отказа элемента, например событие
<<нет напряжения на электродвигателе» заменяется событием <<нет
тока в сети питанИЯ>>,
7) детально разрабатывать отказы элементов в соответствии со
схемой, приведенной на рис. 16.22.
Прослеживая события в обратном направлении в поисках более элементарных событий, обычно можно обнаружить отказы отдель
ных элементов. Эти события в свою очередь опять могут быть раз работаны по схеме, показанной на рис. 16.22.
Г л а в а 16 Анализ риска |
527 |
Если не включать в рассмотрение события с очень большой ве роятностью, то дерево отказов с конечным событием <<избыточный
ток предохранителя•> примет вид, представленный на рис. 16 23. Если событие, заключенное в прямоугольнике, может быть де
тально разработано по схеме, показаиной на рис. 16.22, то такое событие называется событием <<состояние системы•>. Для события <<Состояние системы•> нельзя выделить определенный элемент, кото рый является единственной причиной данного события Сразу не
сколько элементов или даже отдельные подсистемы определяют со
бытие <<состояние системЫ•>. Эти события следует разрабатывать,
руководствуясь первыми шестью правилами, приведеиными выше,
до тех пор, пока не выявятся события <<Состояние системы». События
типа <<Состояние элемента•> в конечном итоге вызываются следую
щими причинами: 1 - первичные отказы; 2 - вторичные отказы;
3 - ошибочные команды. Если первичные и вторичные отказы не
разрабатываются более детально, их превращают в элементарные
(исходные) события при построении дерева отказов.
Ошибочные команды являются обычно событиями <<Состояние
системы•>, которые следует разрабатывать детальнее, пока не будут
найдены соответствующие им события типа <<состояние элемента•>.
Результирующие события <<состояние элемента•> в свою очередь снова детализируют по схеме, приведеиной на рис. 16 22. Процедуру
повторяют и завершают разработку, когда уже нет возможности
отыскать новые ошибочные команды.
Сложное конечное событие следует определить с помощью так
называемой вершины дерева. Вершина дерева состоит из: конечного
события; дополнительных нежелательных событий, в том числе по
тенциальных аварий, опасных состояний, которые являются непо
средственными причинами конечного события. Конечное событие и
дополнительные события должны быть тщательно определены, и все
важнейшие причины конечного события выявлены. Первые nять эв
ристических nравил также оказываются полезными при nостроении
вершины дерева.
Вместе с эвристическими nравилами обычно исnользуются не
которые практические соображения.
•если <<Нормальное•> функционирование элемента помогает со
ставить последовательности отказов, следует это сделать, т.е пред
положить, что данный элемент функционирует нормально1 ;
1 Это эквивалентно исключению из дерева отказов событий с очень высокой
вероятностью.