1. Определение риска опасных производственных объектов и технических систем.

2. Идентификация рисков. Определение видов риска, их влияние на устойчивость функционирования объектов и разработка мероприятий по минимизации риска.

3. Цель работы:

Исследование и оценка разновидностей техногенных рисков потенциально опасных производств.

Задачи работы: (умение, навыки, приобретенные в ходе теоретического изучения)

1. Исследование риска опасных производственных объектов и технических систем.

2. Оценка разновидностей техногенных рисков опасных производств. Влияние риска на безопасность объектов экономики.

4. Основная часть

4.1 Общие теоретические сведения.

Система управления риском.

Стадии процесса управления риском показаны на рис. 1. В качестве критериев в процессе управления риском используются уровни риска, которые общество считает приемлемыми. Цель этого процесса — снизить уровень риска до приемлемого.

Рис. 1 Схема процесса управления риском

Определение параметров имеющейся или планируемой ситуации

Оценка риска

Сравнение результатов оценки риска с критериями принятия решений

Определение критериев принятия решений (уровней приемлемого риска)

Поиск вариантов снижения риска

Оценка затрат и эффективности снижения риска для каждого из вариантов

Сопоставление вариантов

Выбор оптимального варианта

Для поиска вариантов снижения риска проводится научное прогнозирование изменения параметров имеющейся ситуации и моделирование поведения рассматриваемого объекта. Под науч­ным прогнозом понимают высказывание в виде вероятностного утверждения о зависящем от неопределенных или неизвестных факторов поведения некоторой системы в будущем, сделанное на основании изучения и обобщения опыта прошлого с использова­нием интуитивных представлений о развитии данной системы в будущем. Научные прогнозы (экспертные оценки) делаются экс­пертами — специалистами в рассматриваемой области.

Как следует из рис. 1, сначала осуществляется сравнение ре­зультатов оценки риска для рассматриваемой ситуации и соответ­ствующих критериев. После сравнения находятся варианты сни­жения риска, каждый из которых оценивается с учетом затрат на его реализацию. Оценка вариантов является итеративной опера­цией и повторяется до тех пор, пока не будет выбрано оптимальное решение.

Анализ риска осуществляется по схеме: идентификация опасностей, мониторинг окружающей среды и объектов техносферы — анализ (оценка и прогноз) угрозы — анализ уязвимости тер­риторий — анализ риска ЧС на территории — анализ индивидуального и социального рисков для населения. В дальнейшем проводится сравнение его с установленным уровнем приемлемого риска и принятие решения о целесообразности проведения мероприятий защиты — обоснование и реализация рациональных мер защиты, подготовка сил и средств для проведения аварийно-спа­сательных и других неотложных работ, создание необходимых ре­зервов для смягчения и ликвидации последствий ЧС.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕР ПО ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ

Ранее указывалось, что безопасность есть во многом кате­гория экономическая; совершенно очевидно, что определение наиболее рационального соотношения между дополнительны­ми затратами на повышение безопасности и снижением ущер­ба есть задача оптимизации.

Простейший подход к оценке эффективности мероприятий , по повышению безопасности (снижению риска) может быть проиллюстрирован рис. 2, где S - суммарная стоимость за­трат и ущерба (целевая функция); S, - экономический эквивалент ущерба; Sred - затраты на снижение риска.

Рис. 2 Оценка эффективности мер по снижению риска

Согласно приведенному рисунку, выбор оптимального ва­рианта снижения риска должен отвечать критерию минимума суммарной стоимости затрат и экономического эквивалента ущерба; соответственно, из рисунка следует, что этот критерий реализуется, если S, = Sred.

Техногенный риск.

К числу оценки и прогноза техногенных воздействий задач следует отнести:

- наблюдение за источниками и факторами техногенного воздействия на окружающую среду и состоянием этой среды;

- оценку уровней физических полей (радиационного, акустического, теплового и др.), полей концентрации вредных веществ в различных средах в сравнении с предельно допустимыми уровнями, а также состояния окружающей природной среды, откликов и реакций абиотической и биотической составляющих биосферы на техногенные воздействия;

- прогноз техногенных воздействий, состояния окружающей среды и оценка этих прогнозных данных.

В области техногенной безопасности целью управления рисками является недопущение аварий и техногенных катастроф за счёт создания безопасных для человека и окружающей среды промышленных технологий и производств. Однако в реальной жизни полностью избежать промышленных аварий и катастроф не удаётся. Поэтому деятельность в области обеспечения техногенной безопасности строится на признании возможности возникновения аварийных ситуаций с объектами техники и принятия мер по недопущению их развития в аварию или снижению ущерба от них.

Повышение безопасности населения от воздействия негативных факторов, связанных с авариями технических объектов, осуществляется на этапах их разработки и эксплуатации. Способы повышения безопасности следуют из основной формулы для риска при эксплуатации объектов:

M [W,∆t] = a(∆t)W,

где M [W,∆t] – математическое ожидание ущерба; a(∆t)=a_ис(∆t)q_ав – математическое ожидание числа аварий потенциально опасного объекта за интервал времени_{_} ∆t _{, _}q = P(k_ослU≥U_кр) – вероятность разрушения критически важных элементов объекта (инициирования аварий), q_ав – вероятность перерастания аварийной ситуации в аварию, a_ис(∆t)=λ_ис∆t _, λ_ис – частота аварий потенциально опасных объектов, k_осл - коэффициент ослабления действующих на объект аварийных нагрузок; W – последствия аварий.

Таким образом, целесообразно различать способы уменьшения частоты аварий и способы снижения последствий аварий.

-снижения частоты λ_ис инициирующих событий для аварий: опасных природных (землетрясения, ураганы и др.), техногенных(аварийные ситуации) и социальных (нападения, несанкционированные действия, террористические акты) явлений;

- снижения уровней U действующих на объект нагрузок;

- повышения стойкости U_кр критически важных для безопасности узлов объекта;

- снижения вероятности q_ав перерастания аварийных ситуаций в аварию.

Типовые меры защиты по основным способам приведены в табл. 2

Табл. 2- Превентивные меры по повышению безопасности технических объектов

Свойство	Параметр	Способы повышения безопасности	Мера	Этап жизненного цикла
Угрозы нормальному функционированию объектов	λис	Снижение частоты инициирующих событий для аварий	Снижение аварийности на транспорте; Снижение вероятности нападения, несанкционированных действий (социальная стабильность, урегулированность межнациональных отношений, эффективность органов безопасности, охрана и оборона, физическая защита)	Эксплуатация
Защищенность объектов	U, kосл	Снижение уровней действующих на объект нагрузок	Повышение защищённости (бронирование, демпфирование, экранирование, теплозащита)	Разработка, эксплуатация
Прочность, стойкость объектов	Uкр	Повышение стойкости критически важных для безопасности узлов объекта	Отработка узлов на повышенный уровень стойкости	Разработка

Свойство	Параметр	Способы повышения безопасности	Мера	Этап жизненного цикла
Эффективность систем безопасности объектов	qав	Снижение вероятности перерастания аварийных ситуаций в аварию	Оснащение специальными системами безопасности; повышение надёжности технических устройств; введение структурной и функциональной избыточности, включающей элементы, работающие на различных физических принципах; разработка объектов, обладающих по принципу действия внутренне присущей им безопасностью (переход от техники безопасности к безопасной техники)	Разработка
Опасность объектов	W	Снижение последствий аварии для персонала, населения и окружающей среды	Снижение потенциала опасности объекта; создание физических барьеров на пути выхода опасных факторов из объекта в случае аварии; подготовка и оснащение аварийно-спасательных формирований	Разработка, эксплуатация

Расчёт отказов технологического оборудования.

Если считать, что отказы технологического оборудования на современных промышленных предприятиях независимы, то можно, ис­пользуя экспоненциальный закон распределения отказов, вычислить вероятности безотказной Pi(t) и безаварийной P2(t) работы объекта по следующим формулам:

P₁(t) = ехр (- t /T₁); P₂(t) = exp ( -t /T₂), где T₁ - наработка на отказ (T₁ ) или на аварию (Т₂).

Из опыта эксплуатации современных промышленных производств известно, что наработка за аварию примерно составляет Т₂ = 10³T₁. Тогда вероятность безаварийной работы предприятия составляет:

P₂(t) = exp (-t/10 T₁ ).

Для современных технологий вероятность безотказной работы составляет P₁ = 0,995, тогда вероятность безаварийной работы объ­екта P₂ = 0,999995, а вероятность аварии Q₂ составляет:

Q₂ = 1 - P₂(t) = 1 - 0,999995 = 5*10^-6 ,

т.е. эта величина составляет предельно допустимый уровень безаварийности. Для зарубежных типовых химических производств, напри­мер, вероятность аварии на сегодня примерно составляет 1*10^-3 в год, что свидетельствует о безграничных возможностях совершенствования организационно-технологических процессов обеспечения бе­зопасности техносферы и социума.

В табл. 3 приведены основные статистические показатели и формулы расчета антропогенных рисков от производства и обращения в практической деятельности человека токсичных веществ.

Табл. 3 Основные показатели опасностей и антропогенного риска потенциально опасных производств и риска появления аварий

Основные показатели опасности	Расчётные формулы
Суммарный объём (Vi) j-го потенциального опасного вещества (ПОВ) в точке A(x,y)	Vi=vi*Ni j , где vi-средний объём образца i-го типа конструкций хранения по типам ПОВ; Ni j-объём образца i-го типа, снаряжённый j-тым ПОВ

Основные показатели опасности	Расчётные формулы
Общий тип (VA) всех типов ПОВ в точке A(x,y)	VA= vi*Ni j , i(j)=1….n-число типов конструкций хранения ПОВ (количество типов ПОВ)
Количество (Na) ёмкостей с ПОВ	Na= Ni j
Время (To) ликвидации потенциально опасных веществ (ПОВ)	To= tk , где tk-время протекания k-го этапа технологического процесса уничтожения ПОВ;k=1-хранение ПОВ;k=2-подготовка к уничтожению;k=3-транспортировка от места хранения ПОВ к месту уничтожения;k=4-процесс уничтожения
Риск (R) этапа процесса уничтожения с i-м типом ПОВ	R=Vi jNi jxitkPi kQk , где Pi k-вероятность возникновения аварийной ситуации; Qk-численность населения, проживающего на расстоянии меньше заданного от объекта (завода, базы хранения, транспортной магистрали и др.) xi-типовой индекс опасности j-го типа ПОВ
Риск (Ri) по типам конструкции хранения ПОВ (по индексу i)	Ri=Qk(Wj)tk Vi jNi jjxitkPi k , где Wj-фактор опасности j-го продукта
Функция Qk параметра Wj	Qk(Wj)= Qk(Wj, xi, Vi,Ni k)
Риск Ri j по типам ПОВ (индексу j)	Ri j=tk Wj Vi jNi jjxiPi kQk
Риск Ri j k по временным этапам уничтожения ПОВ (индексу k)	Ri j k= tk Wj Vi jNi jjxiPi kQk
Потенциальный индекс опасности объекта-I	I=C(Q/Qпор)/(R/100)β , Где С-коэффициент отличия от стандартных нормативов условий хранения вещества в установках;Q-количество вещества в установке, кг;Qпор-пороговое количество вещества (минимум массы или объёма вещества, вызывающего аварию или гибель людей, находящихся на расстоянии 100 м от установки), кг;R-действительное расстояние человека от установки, м;β-показатель ослабления индекса опасности с расстояния

Основные показатели опасности	Расчётные формулы
Суммарный индекс опасности технологической системы (Is)	Is= Ii , чем выше индекс опасности, тем установка опаснее (при Is<1 установка не опасна)
Социально-экономический ущерб от аварии	<Ущерб>=<Частота аварий> <ожидаемые размеры зоны поражения> <среднюю плотность населения в зоне с учётом ряда особенностей> (жилая или промышленная инфраструктура, город и село, зима или лето, специфика флоры и фауны, география и климат регионов)
Вероятность возникновения аварии (Qa)	Qa(t)=1-P2(t) , где P2(t)-вероятность безаварийной работы объекта: P2(t)=exp(-103t/T1); T1-наработка на отказ:T1=1/λ1, λ1-суммарная интенсивность отказа объекта
-для вспомогательных объектов химической технологии	Qa(t)=(5-7)*10-4
-для резервуаров транспортных парков	Qa(t)=(1-2)*10-4
-для резервуаров со сжиженными углеводородными фракциями под давлением	Qa(t)=(5,9)*10-5
-для резервуаров с легко воспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ)	Qa(t)=(7.9)*10-4
-предельно допустимый уровень безаварийности объектов	Qa(t)=5*10-6
-вероятность единичных отказов оборудования	Qa(t)=5*10-4
-разрушение резервуара ёмкостью до 50 м3	Qa(t)=1*10-5
-то же, при хранении ЛВЖ	Qa(t)=1*10-4