Сделай Сам Свою Работу на 5
 

Подготовлено на базе учебного пособия

Электронное учебное пособие

«Надежность технических систем и техногенный риск»

подготовлено на базе учебного пособия

«Надежность технических систем и техногенный риск»

 

под редакцией Акимова В.А., Лапина В.Л., Попова В.М., Пучкова В.А., Томакова В.И., Фалеева М.И.

 

Предисловие
§ 1. Природа и характеристика опасностей в техносфере
  1.1. Техносфера. Техника. Техническая система. Технология
  1.2. Определение опасности
  1.3. Аксиомы о потенциальной опасности технических систем
  1.4. Таксономия опасностей
  1.3.1. Примеры таксономий
  1.5. Алгоритм развития опасности и ее реализации
  1.6. Источники опасности
  1.7. Энергоэнтропийная концепция опасностей
  1.8. Номенклатура опасностей
  1.9. Квантификация опасностей
  1.10. Идентификация опасностей
  1.11. Причины и последствия
  1.12. Пороговый уровень опасности
  1.13. Показатели безопасности технических систем
§ 2. Основные положения теории риска
  2.1. Понятие риска
  2.2. Развитие риска на промышленных объектах
  2.3. Основы методологии анализа и управления риском
  2.4. Моделирование риска
  2.5. Принципы построения информационных технологий управления риском
§ 3. Роль внешних факторов, воздействующих на формирование отказов технических систем
  3.1. Общие замечания
  3.2. Классификация внешних воздействующих факторов
  3.3. Воздействие температуры
  3.4. Воздействие солнечной радиации
  3.5. Воздействие влажности
  3.6. Воздействие атмосферного давления
  3.7. Воздействие ветра и гололеда
  3.8. Воздействие примесей воздуха
  3.9. Воздействие биологических факторов
  3.10. Старение материалов
  3.11. Факторы нагрузки
§ 4. Основы теории расчета надежности технических систем
  4.1. Основные понятия теории надежности
  4.2. Количественные характеристики надежности
  4.3. Теоретические законы распределения отказов при расчете надежности
  4.4. Резервирование
  4.5. Основы расчета надежности технических систем по надежности их элементов
§ 5. Методика исследования надежности технических систем
  5.1. Системный подход к анализу возможных отказов: понятие, назначение, цели и этапы, порядок, границы исследования
  5.2. Выявление основных опасностей на ранних стадиях проектирования
  5.3. Исследования в предпусковой период
  5.4. Исследования действующих систем
  5.5. Регистрация результатов исследования
  5.6. Содержание информационного отчета по безопасности процесса
§ 6. Инженерные методы исследования безопасности технических систем
  6.1. Понятие и методология качественного и количественного анализов опасностей и выявления отказов систем
  6.2. Порядок определения причин отказов и нахождения аварийного события при анализе состояния системы
  6.3. Предварительный анализ опасностей
  6.4. Метод анализа опасностей и работоспособности - АОР
  6.5. Методы проверочного листа (Check-list)
  6.6. Анализ вида и последствий отказа - АВПО
  6.7. Анализ вида, последствий и критичности отказа - АВПКО
  6.8. Дерево отказов - ДО
  6.9. Дерево событий - ДС
  6.10. Дерево решений
  6.11. Логический анализ
  6.12. Контрольные карты процессов
  6.13. Распознавание образов
  6.14. Таблицы состояний и аварийных сочетаний
§ 7. Оценка надежности человека как звена сложной технической системы
  7.1. Причины совершения ошибок
  7.2. Методология прогнозирования ошибок
  7.3. Принципы формирования баз об ошибках человека
§ 8. Организация и проведение экспертизы технических систем
  8.1. Причины, задачи и содержание экспертизы
  8.2. Организация экспертизы
  8.3. Подбор экспертов
  8.4. Экспертные оценки
  8.5. Опрос экспертов
  8.6. Оценка согласования суждений экспертов
  8.7. Групповая оценка и выбор предпочтительного решения
  8.8. Принятие решения
  8.9. Работа на завершающем этапе
§ 9. Мероприятия, методы и средства обеспечения надежности и безопасности технических систем
  9.1. Стадия проектирования технических систем
  9.2. Стадия изготовления технических систем
  9.3. Стадия эксплуатации технических систем
  9.4. Техническая поддержка и обеспечение
  9.5. Технические средства обеспечения надежности и безопасности технических систем
  9.6. Организационно-управленческие мероприятия
  9.7. Диагностика нарушений и аварийных ситуаций в технических системах
  9.8. Алгоритм обеспечения эксплуатационной надежности технических систем
§ 10. Технические системы безопасности
  10.1. Назначение и принципы работы защитных систем
  10.2. Типовые структуры и принципы функционирования автоматических систем защиты
  10.3. Автоматическая интеллектуализированная система защиты объекта и управления уровнем безопасности
  10.4. Типовые локальные технические системы и средства безопасности
§ 11. Правовые аспекты анализа риска и управления промышленной безопасностью
  11.1. Классификация промышленных объектов
  11.2. Оценка опасности промышленного объекта
  11.3. Декларация безопасности опасного промышленного объекта
  11.4. Требования к размещению промышленного объекта
  11.5. Система лицензирования
  11.6. Экспертиза промышленной безопасности
  11.7. Информирование государственных органов и общественности об опасностях и авариях
  11.8. Ответственность производителей или предпринимателей за нарушения законодательства и нанесенный ущерб
  11.9. Учет и расследование
  11.10. Участие органов местного самоуправления и общественности в процессах обеспечения промышленной безопасности
  11.11. Государственный контроль и надзор за промышленной безопасностью
  11.12. Разработка планов по ликвидации аварий и локализации их последствий, а также планов по ликвидации чрезвычайных ситуаций
  11.13. Экономические механизмы регулирования промышленной безопасности
  11.14. Российское законодательство в области промышленной безопасности
§ 12. Принципы оценки экономического ущерба от промышленных аварий
  12.1. Понятие ущерба и вреда. Структура вреда
  12.2. Экономический и экологический вред
  12.3. Принципы оценки экономического ущерба
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Библиографический список

 



Предисловие

 

Безопасность и устойчивость развития общества - два взаимосвязанных понятия, имеющих определяющее значение при выборе ориентиров и путей достижения высокого материального и духовного уровней жизни людей.

Общее определение термина “безопасность” дано в Законе Российской Федерации “О безопасности” [23], принятом 25 марта 1992г.: “Под безопасностью Российской Федерации понимается качественное состояние общества и государства, при котором обеспечивается защита каждого человека, проживающего на территории Российской Федерации, его прав и гражданских свобод, а также надежность существования и устойчивость развития Республики, защита ее ценностей, материальных и духовных источников жизнедеятельности, конституционного строя и государственного суверенитета, независимости и территориальной целостности от внутренних и внешних врагов”.

Если подходить к проблеме промышленной безопасности именно с позиций настоящего определения, то становится очевидным, что она не ограничивается и не исчерпывается вопросами только научно-технического характера - проблема имеет огромное социально-политическое значение в области обеспечения национальной безопасности России. Государство не может и не должно ежегодно нести колоссальные потери в виде человеческих жизней, существенного морального, материального и экологического ущерба. В настоящее время [13] частота возникновения чрезвычайных ситуаций в России с гибелью людей существенно (на порядок и более) превышает показатели развитых стран (см. рис. 1). Особенно это характерно для “мелких” происшествий на производстве, не ведущих к тяжелым последствиям - это достаточно распространенные события на отечественных предприятиях. Обычно они не привлекают к себе большого внимания общественности и специалистов аналогичных производств. Но каково приходится семьям, потерявшим кормильцев? Дети лишаются родителей, а государство - трудоспособных граждан.

Рис.1. Частота возникновения чрезвычайных ситуаций с гибелью людей: 1 -Россия; 2 - США; 3 - Великобритания; 4 - Нидерланды

 

В этом плане нельзя не отметить, что неудовлетворительное состояние дел в области обеспечения безопасности производства и надлежащих условий труда негативно влияет на общую продолжительность жизни людей и показатели смертности в Российской Федерации. В настоящее время доля трудоспособного населения в общем числе умерших достигла 30%, в то время как в конце 80-х и начале 90-х годов она составляла от 20 до 26% [62]. Динамика смертности населения приведена на рис.2.

На рис.3. изображена динамика риска гибели населения в целом по России в период 1970-1995 гг., полученная на основе медико-демографических данных [9]. Видно, что, начиная с 1990 г., риск гибели населения вследствие внешних причин начал заметно увеличиваться. Эта тенденция резко выражена для мужского населения. Доля смертности от внешних причин для мужчин (от общей смертности) в 1994 составила 59,3%, соответственно, женщин - 20,9%.

Рис.2. Динамика смертности населения Российской Федерации: 1 - общая смертность; 2 - смертность в трудоспособном возрасте

 

Рис. 3. Динамика смертности населения России от внешних причин

 

С 1987 по 1997 г. на производстве пострадало 3 млн. 855 тыс. человек. С 1987 по 1999 год погибло 90 тыс. 969 человек. Динамика травматизма работающих со смертельным исходом (смертность выражена через коэффициент частоты смертности - Ксм - количество погибших на 1 тыс. работающих) приведена на рис. 4.

Рис.4. Динамика травматизма со смертельным исходом на 1000 работающих

 

По числу травматизма со смертельным исходом Россия значительно выделяется среди экономически развитых стран [63]:

Рис.5. Уровень травматизма со смертельным исходом в ряде экономически развитых стран

 

Ежегодно в России 12-15 тыс. чел. становятся инвалидами в результате получения травм на производстве, а на учете ежегодно состоят свыше 220 тыс. человек, получающих пенсии по трудовому увечью и профзаболеванию. Первичный выход на инвалидность в 1994 году составил 76 случаев на 10 тыс. работников. Динамика первичного выхода на инвалидность населения России приведена на рис. 6.

Рис. 6. Динамика первичного выхода на инвалидность

 

Всего в Российской Федерации сейчас 5,9 млн. инвалидов, что составляет три процента населения. Это означает: почти каждый тридцатый - инвалид. Воображение рисует жутковатые сравнения: почти вся Белоруссия или население Литвы и Латвии вместе взятых. Рост числа инвалидов сопровождается встречным сокращением населения страны. Если эти две встречные линии продолжат сближение, то могут достигнуть критической точки, где станет вопрос о существовании Великой державы [3]. Основные виды заболеваний, вследствие которых устанавливается инвалидность, - туберкулез легких, психические, сердечно-сосудистые заболевания, болезни системы кровообращения, органов дыхания, что отрицательно сказывается на общей демографической ситуации в Российской Федерации. Академик Абалкин Л.И. в одной из своих работ [1] отмечает тот факт, что уже несколько лет идет процесс депопуляции населения России. Его сокращение не перекрывается даже притоком эмигрантов. Снижается средняя продолжительность жизни. По меркам развитых стран, пороговым значением считается сегодня продолжительность жизни 70 лет. Если существующий уровень опускается ниже, это свидетельствует, что генофонд общества находится под угрозой. В настоящее время средняя продолжительность жизни находится на уровне 65 лет. Особенно тревожно выглядят официальные расчеты Госкомстата относительно продолжительности жизни мужчин. Согласно официальным данным, половина юношей, которым сегодня исполнилось 16 лет, не доживет до 60. Под угрозой и здоровье населения страны. Ослаблена иммунная защита, растет число инфекционных заболеваний, рождается все больше неполноценных детей. Последствия этих изменений, даже если принять срочно самые серьезные меры, могут ощущаться на протяжении двух ближайших поколений Российских граждан.

В целом сложившееся положение оказывает определенное морально-психологическое воздействие не только на занятых на производстве, но и на широкие круги населения, особенно в случае крупных аварий с человеческими жертвами. Все это усиливает социальную, а в ряде случаев и политическую напряженность во многих регионах России, что также не способствует повышению безопасности общества, его устойчивому развитию. Вот почему следует считать проблему промышленной и экологической безопасности социально-политической проблемой,требующей своего положительного разрешения.

Увеличение числа и масштабов последствий техногенных аварий и катастроф обусловлено не только ростом сложности производства с применением новых технологий, требующих высоких концентраций энергии, опасных для жизни человека веществ и оказывающих заметное воздействие на компоненты окружающей среды, но и крупными структурными изменениями в экономике страны, приведшими к сбою в сфере финансирования, высоким и прогрессирующим уровнем износа и старения основных фондов (например, в ряде производств химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности износ составил 80 - 100%), падением технологической и производственной дисциплины и снижением квалификации персонала, переносов сроков ремонта и замены оборудования, упрощением регламентного обслуживания.

В последние годы некоторые страны (США, Нидерланды, Швеция) проводят специальные исследования по оценке риска и безопасности производств в крупных промышленных регионах, другие страны предполагают сделать это в будущем. Широкомасштабная оценка безопасности предприятий промышленности в этих странах проводится не для того, чтобы подменить существующий подход к обеспечению безопасности, а для того, чтобы дополнить его, установить с его помощью более обоснованные критерии. На примере стран Западной Европы [13] видно, что после начала действия механизма реализации мер снижения риска, и обеспечения промышленной безопасности количество аварий значительно сократилось (рис. 7).

Рис.7. Снижение числа аварий в высокорисковых отраслях Западной Европы: 1 - крупные аварии с материальным ущербом не менее 1 млн. долл.; 2- аварии с остановкой производства; 3 - все аварии

Обеспечение безопасности населения и окружающей природной среды представляет собой весьма сложную техническую задачу, решение которой невозможно без совершенствования и углубления инженерной подготовки в области исследования надежности, прогнозирования и обеспечения безопасности технических систем. В ряде промышленно развитых стран изучение безопасности технических систем, как отдельной независимой деятельности, было введено в практику в шестидесятых годах (для примера можно привести деятельность США, начиная с 50-х годов, по созданию системы безопасности авиационно-космической техники). Центр внимания переместился от анализа поведения отдельных элементов различного типа (электрических, механических, гидравлических) на причины и последствия, вызываемые отказом этих элементов в соответствующей системе. “Дерево отказов”, “Дерево последствий”, “Метод последовательной экспертизы”, “Экспертные оценки” и др. методы выявления отказов были взяты на вооружение специалистами, работающими в химической и других опасных отраслях промышленности, как раз из сферы военных и аэрокосмических исследований. Именно в этих странах 60-е годы были отмечены началом широкой публикации научных работ, относящихся к описываемой области исследований. В нашей стране такие работы (это касается открытой печати, доступной широкому кругу научно-технических работников) имели единичные издания. Это следовало из концепции “абсолютной безопасности” отечественных технологий и оборудования. Названная концепция до недавнего времени была фундаментом, на котором строились нормативы безопасности. Сказалась специфика политического, экономического и социального развития бывшего СССР, которая обусловила отставание, по крайней мере, на 20 лет [32,35], в исследованиях в области промышленной безопасности, безопасности жизнедеятельности, культуре, экологии. Такое отношение к проблемам безопасности сдерживало формирование у специалистов представлений о принципах и методах обеспечения промышленной и экологической безопасности, что продуцировало отставание во всех сферах технической и образовательной деятельности: проектирования, изготовления, эксплуатации, надзора за безопасностью, подготовки специалистов, действий в чрезвычайных ситуациях, и сказалось на росте количества и масштабов экстремальных ситуаций и аварий на промышленных предприятиях, транспортных системах и пр. Требование “абсолютной безопасности”, т.е. “нулевого риска”, в конечном счете, привело к дорогостоящим и даже к трагическим последствиям для населения и экономики страны. Специалисты, эксплуатирующие технические системы и обслуживающие опасные технологии в химической промышленности, системы энергетики и трубопроводный транспорт, оказались неподготовленными в методическом плане к поиску и анализу критических отказов, приводящих к авариям. Уровень знаний в вопросах безопасности жизнедеятельности в техносфере отстал от уровня сложности и темпов развития техники, технологий, технических систем.

Не следует строить иллюзий о безопасности предприятия даже в том случае, если на нем не происходит чрезвычайных ситуаций с разрушениями и гибелью персонала - отказ системы очистки отходящего газа из-за ненадежности техники будет нести огромную опасность для людей и окружающей среды.

В настоящее время в России осуществляется переход от регистрации свершившегося факта к осознанию необходимости использования инженерных методов предварительного анализа и исследования технических систем и объектов повышенного риска с целью предупреждения аварий. Ясно, что в изменившихся условиях подход к решению проблем безопасности производств, экологических проблем, основанный на концепции “реагировать и выправлять”, вынужден уступить место новому, где главенствующий принцип “предвидеть и предупреждать”. Встала задача прогнозирования техногенной деятельности - чтобы предотвратить тот ее предельный негативный масштаб, превышение которого оборачивается трагедией, катастрофами и экологическим ущербом. Уместно здесь отметить, что по подсчетам специалистов, сегодня на территории России размещены свыше 4,5 тыс. потенциально опасных объектов, в т.ч. до 800 - радиационно и примерно 1500 химически и биологически опасных сооружений и производств, которые относятся к объектам повышенного риска.

Вот почему методы исследования возможных отказов должны стать хорошим подспорьем для специалистов по инженерной защите окружающей среды или по безопасности жизнедеятельности, а поиск возможных отказов и анализ последствий должен стать распространенной, обычной процедурой при оценке сложных, дорогостоящих и высокорисковых предприятий, технологий и установок.

В настоящем учебном пособии систематизированы эти методы, а их научное изложение было адаптировано к учебному процессу в ходе чтения в техническом университете дисциплины “Надежность технических систем и техногенный риск” студентам, обучающимся по специальностям “Инженерная защита окружающей среды” и “Безопасность жизнедеятельности”. Это учебное пособие написано для того, чтобы показать структуру и организацию мышления для продуктивного решения проблем безопасности производства и окружающей среды.

В России в настоящее время интенсивно ведутся работы в сфере обеспечения безопасности эксплуатации технических систем, разрабатываются методики, направленные на определение надежности технических систем, оценку риска, совершенствуется нормативно-правовая база. При подготовке предлагаемого учебного пособия были использованы основополагающие и современные работы из рассматриваемой области, а список этих работ позволит расширить представления и знания по затронутой проблеме.

Учебное пособие написано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования подготовки инженеров по специальностям «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Безопасность технологических процессов и производств», «Пожарная безопасность» и «Защита в чрезвычайных ситуациях». Оно может быть полезным инженерно-техническим работникам, занимающимся проблемами безопасности технических систем и экологической безопасности.

Академик Валерий Алексеевич Легасов еще в 70-е годы одним из первых в стране высказал мысль о том, что система знаний о закономерностях и состояниях защищенности людей и окружающей среды от техногенных опасностей должна стать самостоятельной научной дисциплиной.

Учебное пособие, безусловно, не свободно от недостатков. Авторы будут благодарны всем, кто сочтет необходимым прислать свои отзывы, критические замечания или предложения к сотрудничеству в этом направлении.

 

 

§ 1 Природа и характеристика опасностей в техносфере

 

 

 



©2015- 2022 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.