Построение дерева событий и причин пищевое отравление

Построение дерева событий и причин пищевое отравление

Отказ (неисправность), причины которого выявлены не полностью, например из-за отсутствия информации

4. Качественно и количественно исследуют дерево отказов с помощью выделенных МАС и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному и определении наиболее опасных путей, приводящих к аварии. При количественном исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течении задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам.

Построение дерева событий.

Дерево событий позволяет проследить последовательность аварии, т.е. набора обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее), ведущих к аварии.

Если дерево отказов позволяет учитывать только причинно-следственные связи между отказами элементов, то дерево событий дает картину физических процессов, приводящих элементы и систему к критическому состоянию.

Анализ дерева событий может дать ответы на следующие вопросы: «Какие нежелательные события могут произойти?» и «Какова вероятность таких событий?». Ответы могут быть получены с помощью анализа потенциальных последовательностей развития аварии. Последовательности определяются, начиная с какого-то исходного события и последующего суммирования прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвращается. Полную картину риска дает анализ всех возможных последствий.

Дерево событий обычно рисуется слева направо и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой либо системы. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями ветвями, а каждая последовательность аварии представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.

С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят наибольший вклад в риск из-за их высокой вероятности.

Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию и эксплуатационные мероприятия системы для уменьшения риска.

Пример 1. Построение дерева отказов и дерева событий для случая схода поезда с рельсов из-за дефектности рельсов, неработоспособности подвижного состава и возникновения резонансных колебаний.

Метод «дерева событий»

Дерево событий — алгоритм рассмотрения событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). «Дерево событий» используется для определения и анализа последовательности (вариантов) развития аварии, включающей сложные взаимосвязи и взаимодействия между техническими системами обеспечения безопасности.

Методология «дерева событий» дает возможность:

  • — описать сценарии аварий с различными последствиями от различных исходных событий;
  • — определить взаимосвязь отказов систем с последствиями аварии;
  • — сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограничить его лишь логически значимыми авариями;
  • — идентифицировать верхние события для анализа дерева отказов.

Процедура построения диаграммы-дерева последствий состоит из выбора

первого инициирующего события, за которым следуют другие события, определенные на данном этапе работы. Дерево событий начинается с анализируемого события в корне дерева, называемого конечным событием. На следующем уровне появляются события, которые могут вызвать конечное событие, аналогично дерево продолжается. Дерево оканчивается, когда оно доходит до уровня отказов элементов.

Построение дерева событий. При построении дерева событий используется прямая логика. В отличие от структурных схем и деревьев отказов деревья событий имеют более полное физическое содержание. Если основным преимуществом деревьев отказов по сравнению с блок-схемами является учет причинно-следственных связей между отказами элементов системы, то деревья событий дают картину физических процессов, приводящих элементы и систему к критическим состояниям. Последовательности потенциальных событий определяются начиная с исходного события и последующего анализа прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвраща-

ется. Полную картину риска от опасного промышленного объекта дает анализ всех возможных последствий (рис. 3.14).

Аварийная слете ма охлаждения реактора

Рис. 3.14. Пример дерева событий

Дерево событий обычно рисуется слева направо или сверху вниз, и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой-либо системы или компонента. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями — ветвями, а каждый сценарий представляет’ собой путь развития аварии, состоящей из набора таких разветвлений. Определив все исходные события и организовав их в логическую последовательность, можно получить боль- шое число потенциально опасных сценариев аварии. С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят наибольший вклад в риск из-за их высокой вероятности или потенциального ущерба.

Анализ дерева событии. Анализ дерева событий — алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийная ситуация). Анализ причин последствий начинается с выбора критического события. Критические события выбирают таким образом, чтобы они служили удобными отправными точками для анализа, причем большинство аварийных ситуаций развивается за критическим событием в виде цепи отдельных событий. Анализ дерева событий может дать ответ на вопрос: какие аварийные ситуации могут возникнуть и какие вероятности этих событий? Вероятность каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения вероятности основного события на вероятность конечного события.

Пример 3.2. Пример дерева событий, приведенный на рис. 3.15, соответствует гипотетической последовательности событий при аварии с потерей теплоносителя в водоохлаждасмом реакторе АЭС.

Срабатывание системы Сохранение

системы удаления целостности

аварийного продуктов защитной

Рис. 3.15. Дерево событий при аварии на атомной станции

Начальным событием служит разрыв трубопровода с вероятностью Я.

Следующие события: пребывание системы электроснабжения и в исправном состоянии с вероятностью 5,, и в неисправном состоянии с вероятностью Я,;

срабатывание системы аварийного охлаждения с вероятностью 5, и несрабатывание с вероятностью Я2; срабатывание системы удаления продуктов деления с вероятностью ?3 и несрабатывание с вероятностью Я3; сохранение це-лостносги защитной оболочки с вероятностью Б4 и нарушение целостности с вероятностью Н4. При развитии событий по верхней ветви дерева (при условии независимости исходных событий) с вероятностью:

ожидаются очень небольшие радиоактивные выбросы, при развитии по нижним ветвям — большие и очень большие выбросы.

Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию или эксплуатационные мероприятия с учетом путей, которые вносят наибольший вклад в суммарный риск.

Построение дерева событий и причин пищевое отравление

ОШИБКА ПЕРСОНАЛА — единичное неправильное действие при управлении техническими системами или единичный пропуск правильного действия, важных для безопасности.

ОШИБОЧНОЕ РЕШЕНИЕ — неправильное, непреднамеренное выполнение или невыполнение ряда последовательных действий из-за неверной оценки протекающих технологических процессов.

ПЕРСОНАЛ — все лица, работающие с техническими системами постоянно или временно.

ДЕРЕВО ОТКАЗОВ — ДО (FAULT TREE ANALYSIS — FTA)

Тщательному анализу причин отказов и выработке мероприятий, наиболее эффективных для их устранения, способствует построение дерева отказов и неработоспособных состояний. Такой анализ проводят для каждого периода функционирования, каждой части или системы в целом.

Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев и пр.) лежит в основе логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями); при анализе возникновения отказа состоит из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей, и таким образом оно представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения (рис. 6.8.1).

Ценность дерева отказов заключается в следующем:
— анализ ориентируется на нахождение отказов;
— позволяет показать в явном виде ненадежные места;
— обеспечивается графикой и представляет наглядный материал для той части работников, которые принимают участие в обслуживании системы;
— дает возможность выполнять качественный или количественный анализ надежности системы;
— метод позволяет специалистам поочередно сосредотачиваться на отдельных конкретных отказах системы;
— обеспечивает глубокое представление о поведении системы и проникновение в процесс ее работы;
— являются средством общения специалистов, поскольку они представлены в четкой наглядной форме;

Рис. 6.8.1. Граф дерева отказов

— помогает дедуктивно выявлять отказы;
— дает конструкторам, пользователям и руководителям возможность наглядного обоснования конструктивных изменений или установления степени соответствия конструкции системы заданным требованиям и анализа компромиссных решений;
— облегчает анализ надежности сложных систем.
Главное преимущество дерева отказов (по сравнению с другими методами) заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии.

Недостатки дерева отказов состоят в следующем:
— реализация метода требует значительных затрат средств и времени;
— дерево отказов представляет собой схему булевой логики, на которой показывают только два состояния: рабочее и отказавшее;
— трудно учесть состояние частичного отказа элементов, поскольку при использовании метода, как правило, считают, что система находится либо в исправном состоянии, либо в состоянии отказа;
— трудности в общем случае аналитического решения для деревьев, содержащие резервные узлы и восстанавливаемые узлы с приоритетами, не говоря уже о тех значительных усилиях, которые требуются для охвата всех видов множественных отказов;
— требует от специалистов по надежности глубокого понимания системы и конкретного рассмотрения каждый раз только одного определенного отказа;
— дерево отказов описывает систему в определенный момент времени (обычно в установившемся режиме), и последовательности событий могут быть показаны с большим трудом, иногда это оказывается невозможным. Это справедливо для систем, имеющих сложные контуры регулирования.

Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяющие и связывающие большое число событий. Имеется два типа блоков: логические символы (знаки) и символы событий.

Логические символы. Логические символы (знаки) связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями. Обозначения логических знаков приведены в табл. 6.8.1. Логический символ (знак) может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие.

Логический знак «И» (схема совпадения). Выходное событие логического знака И наступает в том случае, если все входные события появляются одновременно.

Правило формулирования событий. События, входные по отношению к операции И, должны формулироваться так, чтобы второе было условным по отношению к первому, третье условным по отношению к первому и второму, а последнее — условным ко всем предыдущим. Кроме того, по крайней мере одно из событий должно быть связано с появлением выходного события.

Полная характеристика события не требуется. Иногда она даже мешает графической ясности диаграммы. Требуется лишь упорядочить события так, чтобы стоящее справа зависело от появления стоящего слева. Таким образом, появление выходного события будет определяться появлением последнего события в ряду N — событий.

Правило применения логического знака И. Если имеются несколько причин, которые должны появиться одновременно, то обычно используют операцию И. Входы операции должны отвечать на вопрос: «Что необходимо для появления выходного события?».

Таблица 6.8.1
Логические символы

Логический знак «ИЛИ» (схема объединения). Выходное событие логического знака ИЛИ наступает в том случае, если имеет место любое из входных событий.

Правило формулирования событий. События, входные по отношению к операции ИЛИ, должны формулироваться так, чтобы они вместе исчерпывали все возможные пути появления выходного события. Кроме того, любое из входных событий должно приводить к появлению выходного события.

Правило не дает способа описания событий, но оно должно выполняться при построении дерева отказа.
Правило применения логического знака ИЛИ. Если любая из причин приводит к появлению выходного события, следует использовать операцию ИЛИ. Входы операции отвечают на вопрос: «Какие события достаточны для появления выходного события?».

Порядок применения логических знаков И и ИЛИ. Для любого события, подлежащего дальнейшему анализу, вначале рассматриваются все возможные события, являющиеся входами операций ИЛИ, затем входы операций И. Это справедливо как для головного события, так и для любого события, анализ которого целесообразно продолжить.

Примеры этих двух логических знаков показаны на рис. 6.8.2. Событие «возникновение пожара» имеет место, если два события — «утечка горючей жидкости» И «очаг воспламенения вблизи горючей жидкости», происходят одновременно. Последнее (критическое) событие случается, если происходит одно из двух событий — «наличие искры» ИЛИ «курящий рабочий».

Рис. 6.8.2. Пример использования логических знаков И и ИЛИ

Причинные связи, выраженные логическими знаками И и ИЛИ, являются детерминированными, так как появление выходного события полностью определяется входными событиями.

Логический знак запрета. Шестиугольник, являющийся логическим знаком запрета и расположенный в строке 3 табл.6.8.1, используется для представления вероятностных причинных связей. Событие, помещенное под логическим знаком запрета на рис.6.8.5,а называется входным событием, в то время, как событие, расположенное сбоку от логического знака, называется условным событием. Условное событие принимает форму события при условии появления входного события. Выходное событие происходит, если и входное и условное событие имеют место. Другими словами, входное событие вызывает выходное событие с вероятностью (обычно постоянной) появления условного события. Логический знак запрета часто появляется в тех случаях, когда событие вызывается по требованию. Он используется главным образом для удобств и может быть заменен логическим знаком И, как показано на рис. 6.8.5,б.

Рис. 6.8.3. Пример использования логического знака запрета (а) и замены его логическим знаком И (б) Логический знак «приоритетное И» (строка 4 в табл.6.8.1) эквивалентен логическому знаку И с дополнительным требованием того, чтобы события на входе происходили в определенном порядке.

Событие на выходе появляется, если события на входе происходят в определенной последовательности (слева направо). Появление событий на входе в другом порядке не вызывает события на выходе. Рассмотрим, например, систему, имеющую основной источник питания и резервный. Резервный источник питания включается в работу автоматически переключателем, когда отказывает основной источник. Питание в системе отсутствует, если:
1) отказывают как основной, так и резервный источники;
2) сначала выходит из строя переключатель, а затем отказывает основной источник питания.
Предполагается, что, если за отказом переключателя следует отказ основного источника, это не приведет к потере питания при условии нормальной работы резервного источника. Причинные связи в системе показаны на рис.6.8.7. Логический символ «приоритетное И» может быть представлен сочетанием «логического И» и знака «запрета», а следовательно, эти логические знаки являются эквивалентом «логического И». Условным событием для «логического запрета» является то, что входные события логического знака И происходят в определенной последовательности. Эквивалентное представление дерева, изображенного на рис.6.8.4, показано на рис.6.8.5.

Рис. 6.8.4. Пример использования логического знака «приоритетное И»

Логический символ «исключающее ИЛИ» (строка 5 в табл. 6.8.1) описывает ситуацию, в которой событие на выходе появляется, если одно из двух (но не оба) событий происходят на входе. В качестве примера рассмотрим систему, питаемую от двух генераторов. Частичная потеря мощности может быть представлена элементом «исключающее ИЛИ», показанным на рис. 6.8.5. «Исключающее ИЛИ» может быть заменено комбинацией логических элементов И и ИЛИ, что проиллюстрировано на рис.6.8,6. Обычно в дереве отказов избегают использования работоспособных состояний, таких как «генератор работает», так как они в значительной степени усложняют количественный анализ. Разумным подходом является замена логического знака «исключающее ИЛИ» комбинацией знаков И и ИЛИ.

Рис. 6.8.5. Эквивалентное представление логического знака «приоритетное И»



Рис. 6.8.6 Пример использования логического знака «исключающее ИЛИ» (а) и его эквивалентное представление (б)

Логический знак голосования m из n (строка 6 в табл. 6.8.1) имеет n событий на входе, а событие на выходе появляется, если происходят по меньшей мере m из n событий на входе. Рассмотрим систему выключения, состоящую из трех контрольных приборов. Предположим, что выключение системы происходит тогда и только тогда, когда два из трех контрольных приборов выдают сигнал о выключении. Таким образом, ненужное выключение системы происходит, если два или большее число контрольных приборов подадут ложный сигнал на выключение, в то время как система находится в нормальном состоянии.

Эту ситуацию можно представить с помощью логического элемента «два из трех», как показано на рис. 6.8.7, а. Элемент голосования (выбора) эквивалентен комбинации из логических элементов И и ИЛИ, как проиллюстрировано на рис. 6.8.7,б.

Рис. 6.8.7,а. Пример применения логического знака «два из трех»

Рис. 6.8.7,б. Эквивалентное представление логического знака «два из трех»

Можно ввести новые логические знаки для представления специальных типов первичных связей. Однако большинство специальных логических символов можно заменить комбинацией логических И и ИЛИ.
Символы событий. Символы событий приведены в табл. 6.8.2.

Таблица 6.8.2


Прямоугольный блок обозначает событие отказа, которое возникает в результате более элементарных, исходных отказов, соединенных с помощью логических элементов.

Рис. 6.8.8. Пример использования символов событий «круг» и «ромб»

Круглый блок обозначает исходный отказ (исходное событие) отдельного элемента (в пределах данной системы или окружающей среды), который определяет таким образом разрешающую способность данного дерева отказов (рис. 6.8.8).

Для того чтобы получить количественные результаты с помощью дерева отказов, круглые блоки должны представлять события, для которых имеются данные по надежности и они называются исходными событиями. «Отказ клапана из-за износа» может быть примером исходного отказа элемента и помещается в круг. Обычно такое событие обусловливается определенным элементом и, когда оно происходит, этот элемент необходимо отремонтировать или заменить.

Ромбы используются для обозначения детально не разработанных событий в том смысле, что детальный анализ не доведен до исходных типов отказов в силу отсутствия необходимой информации, средств иди времени. «Авария из-за саботажа или диверсии» является примером детально не разработанного события. Часто такие события не увеличиваются при количественном анализе. Они включаются на начальном этапе и их присутствие служит показателем глубины и ограничений данного исследования.

Другие публикации:  Передача елены малышевой про вич

Из рис. 6.8.8 видно что отказ «избыточный ток в цепи» может быть вызван исходным событием «короткое замыкание» или событием, не разработанным детально — «пульсация напряжения в цепи».

Если есть необходимость в более детальной разработке события «пульсация напряжения в цепи», то следует использовать прямоугольник, для того чтобы показать, что событие не разработано до более элементарного уровня. Затем необходимо вернуться назад и проанализировать, например, такие элементы, как генератор или другие аппараты в данной схеме.

Символ домик — ожидаемое событие. Иногда желательно рассмотреть различные особые случаи дерева отказов, заведомо предполагая, что одни события происходят, а другие события исключаются из рассмотрения. В таких случаях, целесообразно пользоваться символом, изображенным в строке 5 табл. 6.8.2 в виде домика. Когда этот символ включают в дерево отказов, предполагают, что данное событие обязательно происходит, и возникает противоположная ситуация, когда его исключают. Можно также опустить причинные взаимосвязи, расположенные под знаком И, не учитывая событие, заключенное в домике и стоящее на входе этого логического знака. Подобным образом можно аннулировать связи под логическим знаком ИЛИ, присоединив событие, заключенное в домике, непосредственно к этому знаку.

Применение символа в виде домика проиллюстрировано на рис.6.8.9. Когда событие включается в рассмотрение, предполагается, что контрольный прибор 1 вырабатывает ложный сигнал. Таким образом, получаем логический знак «один из двух», т.е. простой знак ИЛИ с двумя входами II и III. Если событие в домике исключается из рассмотрения, получаем простой логический знак И.

В строке 6 табл. 6.8.3 помещена пара треугольных символов: треугольник переноса «ИЗ» и треугольник переноса «В». обозначающих два подобных типа причинных взаимосвязей. Обоим треугольникам присвоен одинаковый порядковый номер. Треугольник переноса «ИЗ» соединяется с логическим символом сбоку, а у треугольника переноса «В» линия связи проходит от вершины к другому логическому символу. Треугольники используются для того, чтобы упростить изображение дерева отказов.

Рис. 6.8.9. Пример использования символа «домик»

Эвристические правила. Ниже описываются некоторые эвристические правила, используемые для построения дерева отказов. Эти правила сведены в табл. 6.8.3 и проиллюстрированы на рис.6.8.10 и рис.6.8.11, согласно которым следует:
1. Заменять абстрактные события менее абстрактными, например событие «электродвигатель работает слишком долго» на событие «ток через электродвигатель протекает слишком долго».

Рис. 6.8.10. Разработка отказа элемента (событие «состояние элемента»)

Рис. 6.8.11. Порядок упрощения с помощью ветви, имеющей нулевую вероятность (а) и очень высокую вероятность (б)

2. Разделять события на более элементарные, например событие «взрыв бака» заменять на событие «взрыв за счет переполнения» или «взрыв в результате реакции, вышедшей из-под контроля».
3. Точно определять причины событий, например событие «вышедшее из-под контроля» заменять на событие «избыточная подача» или «прекращение охлаждения».
4. Связывать инициирующие события с событием типа «отсутствие защитных действий», например событие «перегрев» заменять на событие «отсутствие охлаждения» в сочетании с событием «нет выключения системы».
5. Отыскивать совместно действующие причины событий, например событие «пожар» заменять на два события «утечка горючей жидкости» и «искрение реле».
6. Точно указывать место отказа элемента, например событие «нет напряжения на электродвигателе» заменять на событие «нет тока в кабеле»; другой пример: событие «нет охлаждающей жидкости» заменять на событие «главный клапан закрыт» в сочетании с событием «нет открытия отводного клапана».
7. Детально разрабатывать отказы элементов в соответствии со схемой, приведенной на рис. 6.8.11. Прослеживая события в обратном направлении в поисках более элементарных событий, обычно можно обнаружить отказы отдельных элементов. Эти события, в свою очередь, могут быть разработаны по схеме, показанной на рис. 6.8.11.
Если событие, заключенное в прямоугольнике, может быть детально разработано по схеме, показанной на рис. 6.8.11, то его называют «состояние элемента». В противном случае событие называют «состояние системы». Для события «состояние системы» нельзя выделить определенный элемент, который является единственной причиной данного события. Сразу несколько элементов или даже отдельные подсистемы определяют это событие. Такие события следует разрабатывать, руководствуясь первыми шестью правилами, до тех пор, пока не выявятся события «состояние элемента».
8. Упрощать дерево отказов как в процессе его построения, так и после того, как оно построено путем упрощения ветвей, имеющих нулевую или очень высокую вероятность появления событий (рис.6.8.12).
Процедура построения, содержание анализа и структура дерева отказов
Существо метода заключается в построении структурной схемы дерева отказов системы и ее анализе. Основной принцип построения дерева отказов заключается в последовательной постановке вопроса: по каким причинам может произойти отказ системы, т.е. анализ осуществляется «сверху вниз».
Обычно предполагается, что исследователь, прежде чем приступить к построению дерева отказов, тщательно изучает систему. Поэтому описание системы должно быть частью документации, составленной в ходе такого изучения.

Процедура построения дерева отказов включает, как правило, следующие этапы:
1. Определение нежелательного (завершающего) события в рассматриваемой системе.
2. Тщательное изучение возможного поведения и предполагаемого режима использования системы.
3. Определение функциональных свойств событий более высокого уровня для выявления причин тех или иных неисправностей системы и проведение более глубокого анализа поведения системы с целью выявления логической взаимосвязи событий более низкого уровня, способных привести к отказу системы.
4. Собственно построение дерева отказов для логически связанных событий на входе. Эти события должны определяться в терминах идентифицируемых независимых первичных отказов.
Чтобы получить количественные результаты для завершающего нежелательного события, необходимо задать вероятность отказа, коэффициент неготовности, интенсивность отказов, интенсивность восстановлений и другие показатели, характеризующие первичные события, при условии, что события дерева отказов не являются избыточными (не приводящими к аварии).

Более строгий и систематический анализ предусматривает выполнение таких процедур, как (1) определение границ системы, (2) построение дерева неисправностей, (3) качественная оценка, (4) количественная оценка.

Основой построения дерева отказов является символьное представление существующих в системе условий — событий, способных вызвать отказ. При построении ДО учитывают и используют следующие основные виды событий:
— результирующее событие — нежелательное событие (конкретный вид отказа системы из перечня возможных отказов), анализ которого проводится;
— промежуточное событие — сложное событие с логическим оператором, являющееся одной из возможных причин результирующего события. Его выявляют в ходе анализа причин результирующего события и подвергают дальнейшему анализу;
— базовое событие — простое исходное событие, означающее первичный отказ, которое дальше не анализируется в связи с определенностью и наличием достаточного числа данных;
— неполное событие — недостаточно детально разработанное событие, которое дальше не анализируется, из-за невозможности или отсутствия необходимости проведения его анализа;
Исходными событиями при построении ДО являются перечни возможных видов событий — отказов и их причин, нерасчетные значения внешних воздействующих факторов и др. Соответственно, каждому виду события и оператора присваиваются символы, которые используются для графического построения дерева отказов. Логические символы связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями.

Построение дерева и анализ исследуемого объекта с его использованием производят следующим образом.
1. Определяют аварийное (предельно опасное, конечное) событие, которое образует вершину дерева. Данное событие четко формулируют, оговаривают условия его появления, дают признаки его точного распознания. Например, для объектов химической технологии к таким событиям относятся: разрыв аппарата, пожар, выход реакции из-под контроля и др. Определяют возможные первичные и вторичные отказы, которые могут вызвать головное событие, рассматривают их комбинации.
2. Используя стандартные символы событий и логические символы (табл. 6.8.1-6.8.3), дерево строят в соответствии со следующими правилами:
а) конечное (аварийное) событие помещают вверху (уровень 1);
б) дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию;
в) последовательности событий образуются с помощью логических знаков И, ИЛИ и др.;
г) событие над логическим знаком помещают в прямоугольнике, а само событие описывают в этом прямоугольнике;
д) первичные события (исходные причины) располагают снизу.
3. Квалифицированные эксперты проверяют правильность построения дерева. Это позволяет исключить субъективные ошибки разработчика, повысить точность и полноту описания объекта и его действия.
4. Определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию для построенного дерева. Первичные и неразлагаемые события соединяются с событиями первого уровня маршрутами (ветвями). Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине, они называются аварийными сочетаниями (сечениями) или прерывающими совокупностями событий. Минимальным аварийным сочетанием (МАС) называют наименьший набор исходных событий, при которых возникает событие в вершине. Полная совокупность МАС дерева представляет собой все варианты сочетаний событий, при которых может возникнуть авария. Минимальная траектория — наименьшая группа событий, при появлении которых происходит авария.
5. Качественно и количественно исследуют дерево аварий с помощью выделенных минимальных аварийных сочетаний и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов и начальных событий к конечному и определении критических (наиболее опасных) путей, приводящих к аварии. При количественном исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течении задаваемого промежутка времени по всем возможным маршрутам.
6. Разрабатывают рекомендации по введению изменений в объекте, системах контроля и управления для улучшения показателей безаварийности.

В зависимости от конкретных целей анализа, деревья могут быть построены для любых видов отказов — первичных, вторичных и инициированных отказов.

Случай первичного отказа. Напомним, что отказ элемента называется первичным, если он происходит в расчетных условиях функционирования системы. Построение ДО на основе учета лишь такого рода отказов не представляет большой сложности, так как дерево строится только до той точки, где идентифицируемые первичные отказы элементов вызывают отказ системы.

ПРИМЕР. Требуется построить ДО для простой системы — сети, выключателя и электрической лампочки. Считается, что отказ выключателя состоит лишь в том, что он не замыкается, а завершающим событием является отсутствие освещения.

Дерево отказов для этой системы показано на рис.6.8.12. Основными (первичными) событиями ДО являются (1) отказ источника питания Е1, (2) отказ предохранителя Е2, (3) отказ выключателя Е3 и (4) перегорание лампочки Е4.

Промежуточным событием является прекращение подачи энергии. Исходные отказы представляют собой входы схем ИЛИ: при наступлении любого из четырех первичных событий осуществляется завершающее событие — отсутствие освещения.

Случай вторичного отказа. В этом случае требуется более глубокое исследование системы. При этом анализ выходит за рамки рассмотрения системы на уровне отказов ее основных элементов, поскольку вторичные отказы вызываются неблагоприятным воздействием окружающих условий или чрезмерными нагрузками на элемент системы в процессе ее эксплуатации.

ПРИМЕР. На рис. 6.8.13 показаны электрическая схема системы и простое дерево отказов с завершающим событием «отказ двигателя».

Рис. 6.8.12. Электрическая схема системы «сеть — электрическая лампочка» (а) и дерево (б) для случая первичных отказов: 1 — сеть; 2 — выключатель; 3 — электролампа; 4 — предохранитель

Рис. 6.8.13. Электрическая схема системы «генератор -двигатель» (а) и дерево (б) для случая вторичных отказов: 1 — генератор; 2 — выключатель; 3 — электродвигатель; 4 — предохранитель

Конечное событие может быть вызвано тремя причинами: первичный отказ электродвигателя, вторичный отказ и ошибочная команда (инициированный отказ).

Первичный отказ — это отказ самого двигателя (характеристики которого соответствуют техническим условиям), возникающий в результате естественного старения. Дерево отображает такие первичные события, как отказ выключателя (отсутствие замыкания) К, неисправности внутренних цепей обмотки двигателя L, сети приемника питания М и предохранителя N.

Вторичные отказы возникают из-за причин, которые лежат за пределами, заданными техническими условиями, таких как:
— неправильное техническое обслуживание Х (например, некондиционная смазка подшипников электродвигателя);
— аномальные условия эксплуатации Y, это может быть переработка (например, выключатель остался включенным после предыдущего запуска, что вызвало перегрев обмотки электродвигателя, который, в свою очередь, привел к короткому замыканию или обрыву цепи);
— воздействие на условия работы параметров внешней окружающей среды Z (например, внешняя катастрофа: пожар, наводнение и т.п.).

Вторичные отказы изображаются прямоугольником как промежуточное событие.
Случай инициированных отказов. Подобные отказы возникают при правильном использовании элемента системы, но не в установленное время. Другими словами, инициированные отказы — это сбои операций координации событий на различных уровнях дерева неисправностей: от первичных отказов до завершающего события. Типичным примером является не приведение в действие оператором какого-либо устройства управления (рис. 6.8.14).

Рис. 6.8.14. Случай инициированного отказа: внесенная неисправность — «не поступает электроэнергия»
Множество деревьев. Для каждой системы возможны различные аварийные ситуации, для каждой из них строят дерево отказов. Впоследствии эти деревья могут быть и связаны. Аналогично, если одна система функционирует в различных режимах, то может понадобиться анализ деревьев отказов для каждого из режимов.

Построение дерева событий и причин пищевое отравление

Издание: Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов

Часть I
Теоретические основы безопасности жизнедеятельности
ГЛАВА 1 Теоретические аспекты чрезвычайных ситуаций

1.1. Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций

Постановлением Правительства РФ № 261 от 18.04.1992 г. «О создании Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях» (РСЧС) устанавливалось, что эта система предназначается для предупреждения чрезвычайных ситуаций в мирное и военное время, а в случаях их возникновения — для ликвидации последствий, обеспечения безопасности населения, защиты окружающей среды и уменьшения ущерба народному хозяйству. Соответственно этому были определены ее главные задачи.
С декабря 1994 г. основополагающим документом, регламентирующим и определяющим общие для РФ организационно-правовые нормы в области защиты граждан, всего земельного, водного и воздушного пространства, объектов производственного и социального назначения, а также окружающей природной среды, является федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». Во исполнение его и с учетом предложений МЧС России Правительством РФ принято постановление № 113 от 5.11.1995 г. «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».
В соответствии с положением об РСЧС, утвержденным указанным постановлением Правительства РФ, основными задачами РСЧС являются:

  • разработка и реализация правовых и экономических норм, связанных с обеспечением защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
  • осуществление целевых и научно-технических программ, направленных на предупреждение чрезвычайных ситуаций и повышение устойчивости функционирования предприятий, учреждений и организаций независимо от их организационно-правовых форм, а также подведомственных им объектов производственного и социального назначения в чрезвычайных ситуациях;
  • обеспечение готовности к действиям органов управления, сил и средств, предназначенных и выделяемых для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;
  • сбор и обработка информации в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обмен информацией;
  • подготовка населения к действиям при чрезвычайных ситуациях;
  • прогнозирование и оценка социально-экономических последствий чрезвычайных ситуаций;
  • создание резервов финансовых и материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее — резервы финансовых и материальных ресурсов);
  • осуществление государственной экспертизы, надзора и контроля в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
  • ликвидация чрезвычайных ситуаций;
  • осуществление мероприятий по социальной защите населения, пострадавшего от чрезвычайных ситуаций, проведение гуманитарных акций;
  • реализация прав и обязанностей населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций, в том числе лиц, непосредственно участвующих в их ликвидации;
  • международное сотрудничество в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций.

Федеральный закон «О защите населения…» вводит основные определения терминов, применяемых в РСЧС.
Чрезвычайная ситуация — обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.
Авария — чрезвычайное событие техногенного характера, произошедшее по конструктивным, производственным, технологическим или эксплуатационным причинам либо из-за случайных внешних воздействий и заключающееся в повреждении, выходе из строя, разрушении технических устройств или сооружений.
Производственная или транспортная катастрофа — крупная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия.
Предупреждение чрезвычайных ситуаций — комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций, а также на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь в случае их возникновения.
Ликвидация чрезвычайных ситуаций (ЧС) — аварийно-спасательные и другие неотложные работы (АС и ДНР), проводимые при возникновении чрезвычайных ситуаций и направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь, а также на локализацию зон ЧС, прекращение действия характерных для них опасных факторов.
Зона чрезвычайной ситуации — территория, на которой сложилась чрезвычайная ситуация.

ПРИМЕЧАНИЕ

РСЧС объединяет органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов защиты населения и территорий от ЧС.

РСЧС состоит из территориальных и функциональных подсистем и имеет пять уровней: федеральный, региональный, территориальный, местный и объектовый.
Территориальные подсистемы РСЧС создаются в субъектах РФ для предупреждения и ликвидации ЧС в пределах их территорий и состоят из звеньев, соответствующих административно-территориальному делению этих территорий.
Задачи, организация, состав сил и средств, порядок функционирования территориальных подсистем РСЧС определяются положениями об этих подсистемах, утвержденными соответствующими органами государственной власти субъектов РФ.
Функциональные подсистемы РСЧС создаются федеральными органами исполнительной власти для организации работы по защите населения и территорий от ЧС в сфере их деятельности и порученных им отраслях экономики.
Организация, состав сил и средств, порядок деятельности функциональных подсистем РСЧС определяются положениями о них, утверждаемыми руководителями соответствующих федеральных органов исполнительной власти по согласованию с МЧС. Исключение составляет положение о функциональной подсистеме РСЧС реагирования и ликвидации последствий аварий с ядерным оружием в РФ, которое утверждается Правительством РФ.
Каждый уровень РСЧС (рис. 1.1) имеет: координирующие органы; постоянно действующие органы управления, специально уполномоченные на решение задач в области защиты населения и территорий от ЧС, — органы управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям (ОУ ГОЧС); органы повседневного управления; силы и средства; системы связи, оповещения, информационного обеспечения; резервы финансовых и материальных ресурсов.

Другие публикации:  Румянец на щеках при туберкулезе

Координирующие органы РСЧС:

  • на федеральном уровне — Межведомственная комиссия по предупреждению и ликвидации ЧС и ведомственные комиссии по ЧС в федеральных органах исполнительной власти;
  • на региональном, охватывающем территории нескольких субъектов РФ, — региональные центры по гражданской обороне, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий МЧС России (РЦ ГОЧС);
  • на территориальном, охватывающем территорию субъекта РФ, — комиссии по ЧС органов исполнительной власти субъектов РФ (КЧС);
  • на местном, охватывающем территорию района, города (района в городе), — комиссии по ЧС органов местного самоуправления (КЧС);
  • на объектовом, охватывающем территорию организации или объекта, — объектовые комиссии по ЧС (КЧС).


Рис. 1.1. Уровни РСЧС

Положения о КЧС утверждаются руководителями соответствующих органов исполнительной власти организаций.
Органы управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям (ОУ ГОЧС):

  • на федеральном уровне — МЧС России;
  • на региональном — региональные центры;
  • на территориальном — органы управления по делам ГО и ЧС, создаваемые при органах исполнительной власти субъектов РФ;
  • на местном — органы управления по делам ГО и ЧС, создаваемые при органах местного самоуправления;
  • на объектовом — отделы (секторы, специально назначенные лица) по делам ГО и ЧС.

Органы повседневного управления РСЧС:

  • пункты управления (центры управления в кризисных ситуациях);
  • оперативно-дежурные службы ОУ ГОЧС всех уровней;
  • дежурно-диспетчерские службы и специализированные подразделения федеральных органов исполнительной власти;
  • дежурно-диспетчерские службы и специализированные подразделения организаций (рис. 1.2 и 1.3).


Рис. 1.2. Дежурно-диспетчерские службы

Размещаются органы повседневного управления РСЧС в пунктах управления, оснащенных средствами связи, оповещения, сбора, обработки и передачи информации и поддерживаемых в состоянии постоянной готовности к использованию.


Рис. 1.3. Специализированные подразделения организаций

1.1.1. Силы и средства РСЧС

Основу сил и средств РСЧС на всех уровнях составляют:

  • силы и средства федеральных органов исполнительной власти;
  • силы и средства федеральных органов исполнительной власти субъектов РФ;
  • силы и средства органов местного самоуправления;
  • силы и средства организаций.

Все эти силы подразделяются:

  • на силы и средства наблюдения и контроля;
  • силы и средства ликвидации ЧС.

Силы и средства наблюдения и контроля состоят:

  • из служб (учреждений) и организаций федеральных органов исполнительной власти, наблюдающих и контролирующих состояние окружающей природной среды, обстановку на потенциально опасных объектах и прилегающих к ним территориях, а также анализирующих воздействие вредных факторов на здоровье населения;
  • формирований Государственного комитета санитарно-эпидемического надзора РФ;
  • ветеринарной службы Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ;
  • служб (учреждений) наблюдения и лабораторного контроля качества пищевого сырья и продуктов питания Комитета по торговле и Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ;
  • геофизической службы РАН, оперативных групп постоянной готовности Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и подразделений Министерства РФ по атомной энергии;
  • учреждений сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны.

Силы и средства ликвидации чрезвычайных ситуаций состоят:

  • из военизированных и невоенизированных, противопожарных, поисковых, аварийно-спасательных, аварийно-восстановительных, восстановительных и аварийно-технических формирований федеральных органов исполнительной власти;
  • формирований и учреждений Всероссийской службы медицины катастроф;
  • формирований ветеринарной службы и службы защиты растений Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ;
  • военизированных служб по активному воздействию на гидрометеорологические процессы Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды;
  • формирований гражданской обороны (ГО) территориального, местного и объектового уровней;
  • специально подготовленных сил и средств войск ГО, других войск и воинских формирований, предназначенных для ликвидации ЧС;
  • аварийно-технических центров Министерства РФ по атомной энергии;
  • служб поискового и аварийно-спасательного обеспечения полетов гражданской авиации Федеральной авиационной службы России;
  • восстановительных и пожарных поездов Министерства путей сообщения РФ;
  • аварийно-спасательных служб и формирований Федеральной службы морского флота РФ (включая Государственный морской спасательно-координационный центр и спасательно-координационные центры), Федеральной службы речного флота России, других федеральных органов исполнительной власти.

В состав этих сил входят аварийно-спасательные формирования, укомплектованные с учетом обеспечения работ в автономном режиме в течение не менее трех суток и находящиеся в состоянии постоянной готовности (далее — силы постоянной готовности). Силы и средства органов внутренних дел применяются при ликвидации ЧС в соответствии с задачами, возложенными на них законами и иными нормативными правовыми актами РФ и субъектов РФ.
Решениями руководителей организаций и объектов на базе существующих специализированных организаций, служб и подразделений (строительных, медицинских, химических, ремонтных и др.) могут создаваться нештатные аварийно-спасательные формирования, предназначенные для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при ЧС.

1.1.2. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций

В целях проведения мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций, максимально возможного снижения размеров ущерба и потерь в случае их возникновения и обеспечения мер по ликвидации ЧС осуществляется планирование действий в рамках РСЧС на основе федерального плана действий; региональных планов взаимодействия субъектов РФ; планов действий федеральных органов исполнительной власти; планов действий субъектов РФ; планов действий органов местного самоуправления; планов действий организаций и объектов.
Мероприятия по защите населения и территорий от ЧС планируются и проводятся с учетом экономических, природных и иных характеристик, особенностей территорий и степени реальной опасности возникновения ЧС. Объем и содержание планируемых мероприятий определяются, исходя из принципа необходимой достаточности и максимально возможного использования имеющихся сил и средств. Финансирование РСЧС осуществляется на каждом уровне из соответствующего бюджета и средств предприятий и организаций.
Ликвидируются ЧС силами и средствами предприятий, учреждений и организаций независимо от их организационно-правовой формы (далее — организации), органов местного самоуправления, органов исполнительной власти субъектов РФ, на территории которых сложилась чрезвычайная ситуация, под руководством соответствующих комиссий по ЧС.
Ликвидация локальной ЧС осуществляется силами и средствами организации, местной ЧС — силами и средствами органов местного самоуправления, территориальной ЧС — силами и средствами органов исполнительной власти субъекта РФ, региональной и федеральной ЧС — силами и средствами исполнительной власти субъектов, оказавшихся в зоне чрезвычайной ситуации. При недостаточности собственных сил и средств для ликвидации ЧС начальники ГО могут обращаться за помощью к вышестоящим комиссиям по чрезвычайным ситуациям. Общественные объединения могут участвовать в ликвидации ЧС под руководством соответствующих органов управления по делам ГО и ЧС при наличии работников соответствующей подготовки, подтвержденной в аттестационном порядке.
Ликвидация трансграничной ЧС осуществляется по решению Правительства РФ в соответствии с нормами международного права и международными договорами. К ликвидации ЧС могут привлекаться Вооруженные Силы, войска гражданской обороны, другие войска и воинские формирования в соответствии с законодательством России. ЧС считается ликвидированной по завершении аварийно-спасательных и других неотложных работ (Постановление Правительства РФ № 1094 от 13.09.1996 г.).

1.1.3. Режимы функционирования РСЧС

Различают следующие режимы функционирования РСЧС:
Повседневной деятельности — при нормальной производственно-промышленной, радиационной, химической, биологической (бактериологической), сейсмической и гидрометеорологической обстановке, при отсутствии эпидемий, эпизоотий и эпифитотий.
Повышенной готовности — при ухудшении нормальной обстановки и при получении прогноза о возникновении ЧС.
Чрезвычайной ситуации — при возникновении и во время ликвидации ЧС.
Каждому режиму соответствует перечень мероприятий, которые организуются и осуществляются в подсистемах и звеньях РСЧС. При этом основными мероприятиями, выполняемыми в режимах повышенной готовности и чрезвычайной ситуации, являются:

  1. в режиме повышенной готовности — принятие соответствующими комиссиями по ЧС на себя непосредственного руководства функционированием подсистем и звеньев РСЧС, формирование при необходимости оперативных групп для выявления причин ухудшения обстановки непосредственно в районе возможного бедствия, выработки предложений по ее нормализации; усиление дежурно-диспетчерской службы; усиление наблюдения и контроля состояния окружающей природной среды, обстановки на потенциально опасных объектах и прилегающих к ним территориях, прогнозирование возможности возникновения чрезвычайных ситуаций и их масштабов; принятие мер по защите населения и окружающей природной среды, по обеспечению устойчивого функционирования объектов; приведение в состояние готовности сил и средств, уточнение планов их действий и выдвижение при необходимости в район предполагаемой ЧС;
  2. в режиме чрезвычайной ситуации — организация защиты населения; выдвижение оперативных групп в район ЧС; организация ликвидации ЧС; определение границ зоны ЧС; организация работ по обеспечению устойчивого функционирования отраслей экономики и объектов, первоочередному обеспечению пострадавшего населения; непрерывный контроль состояния окружающей природной среды в районе ЧС, обстановки на аварийных объектах и прилегающей к ним территории.

Для проведения первоочередных работ при ликвидации ЧС на всех уровнях РСЧС за счет их бюджетов и в определяемой ими номенклатуре создаются резервы финансовых и материальных ресурсов.

1.1.4. Роль и место гражданской обороны в решении задач РСЧС

Гражданская оборона тесно связана с РСЧС как направление подготовки страны к деятельности в особых условиях военного времени.
Организация и ведение ГО — одна из важнейших функций государства, составная часть оборонного строительства, элемент национальной безопасности. В мирное время гражданская оборона своими органами управления, специально уполномоченными на решение задач в области ГО (они же — органы повседневного управления РСЧС), сетью наблюдения и лабораторного контроля, отдельными службами и формированиями ГО участвует в решении задач РСЧС.
Гражданская оборона представляет собой систему общегосударственных мероприятий по подготовке к защите и решению задач самой защиты населения и объектов РФ от опасностей, возникающих при ведении военных действий или вследствие этих действий. Для достижения этих целей заблаговременно, в мирное время, организуется и осуществляется комплекс различных мероприятий ГО. Общее руководство ГО в стране возложено на Правительство Российской Федерации. Начальником гражданской обороны России является Председатель Правительства РФ. Министр РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий является по должности первым заместителем начальника гражданской обороны Российской Федерации.
Руководство ГО в республиках в составе РФ, краях, областях, автономных образованиях, районах и городах, министерствах и ведомствах, учреждениях и на предприятиях независимо от форм собственности возлагается на руководителей органов исполнительной власти, министерств, ведомств, учреждений, организаций и предприятий. Эти руководители являются начальниками ГО субъектов РФ, районов и городов, министерств, ведомств, учреждений, организаций и предприятий. Они несут персональную ответственность за организацию и осуществление мероприятий ГО, создание и обеспечение сохранности накопленных фондов индивидуальных и коллективных средств защиты и имущества, а также за подготовку и обучение населения и персонала действиям в чрезвычайных ситуациях на подведомственных территориях и объектах.
Непосредственное руководство гражданской обороной РФ возложено на Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС), которое отвечает за общую готовность к выполнению возложенных на ГО задач и разрабатывает основные направления ее развития и совершенствования.
РСЧС и ГО созданы и функционируют по территориально-производственному принципу. Это значит, что организация и осуществление всех ее мероприятий является обязанностью всех органов власти и управления, от Правительства РФ до органов местного самоуправления, всех министерств, ведомств, предприятий, учреждений и организаций, ведающих производственной, хозяйственной и образовательной деятельностью.

1.2. Концепция приемлемого риска

По официальным данным Департамента условий и охраны труда Министерства труда России, жертвами несчастных случаев на производстве ежегодно становятся 150-200 тыс. человек. Из них 20 тыс. пожизненно остаются инвалидами, а 5 тыс. гибнут. Экономическая сторона этой проблемы выглядит не менее впечатляюще. Из-за низкого уровня дисциплины, из-за несоблюдения требований техники безопасности «вылетают в трубу» огромные средства. Только прямые потери, связанные с различными формами возмещения, восстановления разрушенного оборудования и т. д., составляют ежегодно около 4 млрд рублей.
Традиционная техника безопасности базируется на категорическом императиве — обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция не адекватна законам техносферы. Требование абсолютной безопасности, подкупающее своей гуманностью, может обернуться трагедией для людей, потому что обеспечить нулевой риск в действующих технических системах невозможно.
Ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной безопасности. Следовательно, можно сформулировать следующее заключение: любая деятельность потенциально опасна. Это утверждение имеет аксиоматический характер. Из этой аксиомы следует вывод: несмотря на предпринимаемые защитные меры, остаточный риск всегда сохраняется.
Невозможность достижения абсолютной производственной безопасности предполагает введение понятия социально приемлемый (допустимый) риск. Так называют состояние безопасности, которое достижимо по техническим и экономическим соображениям на современном этапе развития науки и техники. Приемлемый риск гибели человека в течение года для обычных условий принимается равным 10-6, что соответствует риску гибели людей на Земле в течение года от природных опасностей. В качестве примера приведем зарубежные данные, характеризующие индивидуальный риск (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Индивидуальный риск фатального исхода за год, обусловленный различными причинами (данные для всего населения США) [48]

Для сравнения риска многие специалисты предлагают ввести экономический эквивалент человеческой жизни. Такой подход вызывает возражение, состоящее в том, что человеческая жизнь свята и финансовые сделки в этой области недопустимы.
Однако на практике неизбежно возникает необходимость в такой оценке именно при организации безопасности людей, если вопрос ставится так: «Сколько надо израсходовать средств, чтобы спасти человеческую жизнь?». По зарубежным исследованиям, человеческая жизнь оценивается в сумму от 650 тыс. до 7 млн долларов США. Следует отметить, что процедура определения риска весьма приблизительна. Можно выделить четыре методических подхода к определению риска [49].

  1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет часов, вероятный анализ безопасности, построение деревьев опасности.
  2. Модельный, основанный на построении моделей воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т. п.
  3. Экспертный, когда вероятность событий определяется на основе опроса опытных специалистов-экспертов.
  4. Социологический, основанный на опросе населения.

Перечисленные методы отражают разные аспекты риска, поэтому применять их необходимо в комплексе.
Восприятие общественностью риска и опасностей субъективно. Люди резко реагируют на события редкие, сопровождающиеся большим числом человеческих жертв. В то же время частые события, в результате которых погибают единицы или небольшие группы людей, не приводят к столь ярким впечатлениям. Ежедневно в стране на производстве погибают 40-50 человек, в целом от различных опасностей лишаются жизни 1000 человек в день. Но эти сведения меньше впечатляют, чем гибель 5-10 человек в одной аварии или каком-либо конфликте. Это необходимо иметь в виду при определении приемлемого риска. Субъективность в оценке риска подтверждает необходимость поиска приемов и методологий, лишенных этого недостатка. По мнению специалистов, использование риска в качестве оценки опасностей предпочтительнее, чем использование традиционных показателей. Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет собой некий компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения. Прежде всего нужно иметь в виду, что экономические возможности повышения безопасности технических систем не безграничны.
При увеличении затрат на повышение безопасности технический риск снижается, но растет социальный, например ухудшается медицинская помощь. Суммарный риск достигает минимума при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Это обстоятельство и нужно учитывать при выборе уровня риска, с которым общество вынуждено мириться.
В некоторых странах, например в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке. Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели обычно считается 10^-6 в год. Пренебрежимо малым считается индивидуальный риск гибели 10^-8 в год.
Максимально приемлемым риском для экосистем считается тот, при котором может пострадать 5% видов биогеоценоза.
На самом деле приемлемые риски на 2-3 порядка «строже» фактических. Следовательно, введение приемлемых рисков является акцией, прямо направленной на защиту человека.

1.2.1. Расчет риска

Риском необходимо управлять. В основе управления риском лежит методика сравнения затрат на снижение риска и получаемых от этого выгод. Существуют технические, организационные, экономические и административные методы управления риском. К последним относятся страхование, денежная компенсация ущерба, платежи за риск и др.
Как повысить уровень безопасности? Это основной вопрос теории и практики безопасности. Очевидно, что средства, выделяемые для достижения этой цели, можно расходовать по трем направлениям:

  1. совершенствование технических систем и объектов;
  2. подготовка персонала;
  3. ликвидация последствий ЧС.

Априорно трудно определить соотношение инвестиций по каждому из этих направлений — тут необходим специальный анализ.
Для расчета риска необходимы обоснованные данные о возможных опасностях. Острая потребность в таких данных в настоящее время признана во всем мире на национальном и международном уровнях.
Последовательность изучения опасностей:

  • Стадия I — предварительный анализ опасности (ПАО):
  • Шаг 1. Выявить источники опасности.
  • Шаг 2. Определить части системы, которые могут вызвать эти опасности.
  • Шаг 3. Ввести ограничения на анализ, то есть исключить опасности, которые не будут изучаться.
  • Стадия II — выявление последовательности опасных ситуаций, построение дерева событий и опасностей.
  • Стадия III — анализ последствий ЧС.

1.2.2. Системный анализ безопасности

Системный анализ — это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам, в данном случае по безопасности.
Система — это совокупность взаимосвязанных компонентов, взаимодействующих между собой таким образом, что достигается определенный результат (цель).
Под компонентами (элементами, составными частями) системы понимаются не только материальные объекты, но и отношения и связи.
Любая машина представляет собой пример технической системы. Система, одним из элементов которой является человек, называется эргатической. Примеры эргатических систем: «человек — машина», «человек — машина — окружающая среда» и т. д. Вообще говоря, любой предмет может быть представлен как системное образование.
Принцип системности рассматривает компоненты в их взаимной связи как целостный набор, или комплекс. Цель, или результат, который дает система, называют системообразующим элементом. Например, такое системное явление, как горение (пожар), возможно при наличии следующих компонентов: горючее вещество, окислитель, источник воспламенения. Исключая хотя бы один из названных компонентов, мы разрушаем систему.
Системы имеют качества, которых не может быть у их образующих. Это важнейшее свойство систем, называемое эмерджентостью, лежит, по существу, в основе системного анализа вообще и проблем безопасности в частности. Цель системного анализа безопасности состоит в том, чтобы выявить причины, влияющие на появление нежелательных событий (аварий, катастроф, пожаров, травм и т. п.), и разработать предупредительные мероприятия, уменьшающие вероятность их появления.

Другие публикации:  Что такое синдром покачивания

1.2.3. «Дерево причин и опасностей» как система

Любая опасность реализуется, принося ущерб по какой-то причине или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знании причин. Между реализованными опасностями и причинами существует причинно-следственная связь; опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая, в свою очередь, является следствием другой причины, и т. д. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры, или системы. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В зарубежной литературе, посвященной безопасности объектов, используются такие термины, как «дерево причин», «дерево отказов», «дерево опасностей», «дерево событий». В строящихся «деревьях», как правило, имеются «ветви» причин и «ветви» опасностей, что полностью отражает диалектический характер причинно-следственных связей (рис.1.4).


Рис. 1.4. Логическое дерево опасностей радиации

Построение «деревьев» является исключительно эффективным при выявлении причин нежелательных событий (аварий, травм, пожаров, дорожно-транспортных происшествий и т. д.).
Многочисленный процесс ветвления «дерева» требует введения ограничений с целью определения его пределов. Эти ограничения полностью зависят от целей исследования. В общем, границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей.

1.3. Классификация производственных аварий и катастроф

Хозяйственная деятельность человека приводит к нарушению экологического равновесия, возникновению аномальных природных и техногенных ситуаций: стихийных бедствий, катастроф и аварий с многочисленными человеческими жертвами, огромными материальными потерями и нарушениями условий нормальной жизнедеятельности (рис. 1.5).


Рис. 1.5. Классификация ЧС по классам и группам (по источникам происхождения)

По объектовому признаку и в зависимости от природы происхождения аварии и катастрофы подразделяются на 10 типов:

  1. транспортные аварии и катастрофы;
  2. пожары, взрывы, угрозы взрывов;
  3. аварии с выбросом (угрозой выброса) химически опасных веществ;
  4. аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ;
  5. аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ;
  6. внезапное обрушение зданий, сооружений;
  7. аварии в электроэнергетических системах;
  8. аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения;
  9. аварии на очистных сооружениях;
  10. гидродинамические аварии (прорывы плотин, дамб, шлюзов, перемычек).

Таблица 1.2. Классификация чрезвычайных ситуаций природного и техногенного происхождения по масштабу распространения и тяжести последствий

* Субъекты РФ — республика, край, область, города Москва, Санкт-Петербург, автономная область и автономный округ.

Причин аварий и катастроф множество, но основными являются следующие:

  • нарушение трудовой и технологической дисциплины;
  • ошибки при проектировании;
  • ошибки при строительстве;
  • износ оборудования, зданий, сооружений;
  • результат стихийных бедствий.

По ведомственной принадлежности ЧС можно классифицировать следующим образом (рис. 1.6).
Скорость распространения ЧС. Чрезвычайная ситуация может носить взрывной, стремительный, быстро распространяющийся или умеренный и плавный характер («ползучие катастрофы»).


Рис. 1.6. Классификация ЧС по ведомственной принадлежности

К стремительным и взрывным ситуациям следует отнести большинство военных конфликтов, техногенных аварий и катастроф, стихийных бедствий.
Относительно умеренно и плавно развиваются ситуации, связанные с загрязнением окружающей среды.
В развитии чрезвычайной ситуации любого вида можно выделить следующие 4 характерные стадии:

  1. Накопление факторов риска. Происходит в самом источнике риска. Это стадия зарождения чрезвычайной ситуации. Она может длиться сутки, месяцы, а иногда годы и десятилетия.
  2. Инициирование чрезвычайного события. Это своего рода толчок, пусковой механизм чрезвычайного события. В этой стадии факторы риска достигают состояния, когда уже в силу различных причин невозможно сдержать их внешнее проявление.
  3. Процесс самого чрезвычайного события. В этой стадии происходит высвобождение факторов риска — энергии или вещества — и начинается их воздействие на людей и окружающую среду. Продолжительность этого процесса и его последствия, особенно в начальный период, трудно прогнозируемы. Это происходит в силу сложности ситуации и не всегда правильной оценки обстановки.
  4. Стадия затухания. Эта стадия хронологически охватывает период от перекрытия (ограничения) источника опасности, то есть локализации чрезвычайной ситуации, до полной ликвидации ее прямых и косвенных последствий. Эта стадия может начаться практически в момент возникновения процесса чрезвычайного события или несколько позднее и длиться от нескольких часов, дней, месяцев до нескольких лет и десятилетий.

При географическом разделении территории, подвергшейся воздействию чрезвычайного события, выделяют три зоны: зона удара, зона «фильтрации», зона оказания общественной помощи.
Зона удара — это место, в котором находятся жертвы чрезвычайной ситуации.
Зона «фильтрации» расположена вокруг зоны удара. В ней сразу становится известно о происшедшем, отсюда сразу же поступает помощь без какого-либо формального оповещения.
В более поздние сроки к ликвидации ЧС подключаются силы и средства из зоны оказания общественной помощи.

1.3.1. Понятие о поражающих факторах чрезвычайных ситуаций и их классификация

Как результат чрезвычайной ситуации возникают те или иные факторы, способные в момент возникновения или впоследствии оказать вредное или губительное воздействие на человека, животный или растительный мир, а также объекты народного хозяйства. Как правило, в результате этого происходят гибель или серьезные, опасные для здоровья поражения людей, заметно снижающие их работоспособность, полные разрушения или снижение производительных возможностей объектов народного хозяйства.
Эти факторы принято называть поражающими. По механизму своего воздействия они могут быть первичными или вторичными, а также носить комбинированный характер. Так, в результате воздействия ударной волны (первичный поражающий фактор) разрушаются объекты, возникают пожары, затопления, которые являются вторичными поражающими факторами. В отдельных чрезвычайных ситуациях возможно одновременное воздействие нескольких поражающих факторов (ударная волна, световое излучение, воздействие ионизирующего излучения), в таких случаях поражения людей и повреждения объектов народного хозяйства будут носить комбинированный характер.

Основными поражающими факторами в чрезвычайных ситуациях являются следующие:

  1. ударная волна;
  2. ионизирующее излучение;
  3. заражение окружающей среды аварийно химически опасными веществами (АХОВ) и боевыми отравляющими веществами (ОВ);
  4. аэрогидродинамический фактор;
  5. температурный фактор;
  6. заражение окружающей среды бактериальными средствами;
  7. психоэмоциональное воздействие.

Ударная волна. Она возникает, например, при взрывах боеприпасов, при технических взрывах (взрывы котлов, газопродуктопроводов, опасных грузов и др.), а также при воздействии сейсмических волн при землетрясениях.
Ударная волна является одним из основных поражающих факторов ЧС. Это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В ударной волне возникает избыточное давление — разность между нормальным атмосферным давлением и максимальным давлением во фронте ударной волны. Избыточное давление измеряется в паскалях (Па) или килограмм-силах на квадратный сантиметр (1 кгс/см^2 = 100 кПа). Ударная волна имеет две фазы — фазу сжатия и фазу разрежения.
В зависимости от того, в какой среде ударная волна возникает и распространяется — в воздухе, воде или грунте, — она бывает воздушной, гидродинамической или сейсмовзрывной.
Поражающее действие ударной волны зависит от степени давления сжатой среды (избыточного давления), ее скорости, времени воздействия и положения человека или объекта по отношению к фронту ее распространения, их устойчивости и защищенности.
В зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны возникают 4 зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений. Как правило, в этих зонах возникают вторичные поражающие факторы, и поражения людей вызываются как первичным воздействием ударной волны, так и летящими обломками сооружений, падающими деревьями, осколками стекол, камнями, грунтом и т. п. Травмы, получаемые пострадавшими, принято разделять на легкие, средние и тяжелые. При давлении во фронте ударной волны свыше 1 мгс/см2 травмы могут быть крайне тяжелыми и смертельными.

Ионизирующее излучение. Проходя через различные вещества, взаимодействует с их атомами и молекулами. Такое взаимодействие приводит к возбуждению атомов и отрыву отдельных электронов из атомных оболочек. В результате атом, лишенный одного или нескольких электронов, превращается в положительно заряженный ион — происходит первичная ионизация. Выбитые при первичном взаимодействии электроны, обладающие определенной энергией, сами взаимодействуют со встречными атомами и также создают новые ионы — происходит вторичная ионизация.
Возникновение этого поражающего фактора возможно при авариях на АЭС, взрывах ядерных боеприпасов, при нарушении технологических процессов на производстве и техники безопасности при работе с источниками ионизирующего излучения и в ряде других случаев. Так, при аварии на Чернобыльской АЭС произошло непосредственное облучение персонала от источников излучения и спасательных формирований — в момент аварии и при ее ликвидации. Кроме того, значительная часть территории Белоруссии, Украины, часть Российской Федерации подверглись заражению радиоактивными веществами (РВ). И сегодня продолжается их вредное воздействие на человека, животный и растительный мир.
Воздействие ионизирующих излучений первоначально человеком практически не ощущается. Степень их воздействия определяется величиной полученной человеком дозы, измеряемой дозиметрическими приборами. Ионизирующие излучения вызывают радиационные поражения, которые проявляются в виде местных проявлений и возникновении острой или хронической лучевой болезни.
В основе радиационных поражений лежит воздействие ионизирующего излучения на организм. Радиация становится ионизирующей и опасной в тех случаях, когда она способна разрывать химические связи молекул, составляющих живой организм. Ионизирующими излучениями являются рентгеновские и гамма-лучи, альфа- и бета-частицы, а также нейтроны.
Энергия, передаваемая веществу ионизирующим излучением, называется поглощенной дозой и выражается в греях [Гр]. 1 Гр = 100 рад внесистемных единиц. Поглощенная доза зависит от вида ионизирующего излучения, так как биологическое воздействие на организм гамма-лучей, нейтронов, альфа- и бета-излучения различно по своей активности. Поэтому правильнее пользоваться единицей эквивалентной дозы (Дж/кг, зиверт [Зв] или бэр), что принято в нашей стране при установлении суммарных допустимых доз облучения при работе с источниками ионизирующего излучения (1 Зв = 100 бэр).
При нахождении на местности, зараженной радиоактивными веществами, наряду с внешним облучением известную опасность представляют РВ, попадающие в организм с вдыхаемым воздухом, с водой и пищей, а также через кожу. При дозе облучения в 100 рад и выше развивается острая лучевая болезнь различной степени тяжести. Дозы облучения в 600-700 рад считаются практически смертельными.

Заражение окружающей среды аварийно химически опасными веществами (АХОВ) и боевыми отравляющими веществами (ОВ). Такое заражение может произойти при авариях на производстве, железнодорожном транспорте, при ведении боевых действий, а также в быту.
АХОВ, широко применяемые в настоящее время в производстве и обладающие высокой токсичностью, а также ОВ, предназначенные для использования в качестве химического оружия, способны поражать население и заражать большие территории.
Широкое распространение получили следующие АХОВ: хлор, аммиак, сернистый ангидрид, сероводород, бензол и ряд других. В настоящее время в промышленном производстве используется более 700 наименований химических веществ, способных оказывать опасное воздействие на организм человека, животный и растительный мир.

По быстроте наступления поражающего действия различают:

  • быстродействующие АХОВ и ОВ, не имеющие периода скрытого действия, которые за несколько минут приводят к смертельному исходу или к поражению людей. К ним относятся нервно-паралитические (зарин, зоман) и АХОВ общеядовитого действия (синильная кислота, хлорциан);
  • медленнодействующие АХОВ и ОВ, обладающие периодом скрытого действия и приводящие к поражению по истечении некоторого времени (кожно-нарывные, удушающего действия и др.). Быстрота их поражающего действия зависит от агрегатного состояния (аэрозоль, парообразное, капельно-жидкое), путей воздействия (дыхательные пути, кожные поверхности, желудочно-кишечный тракт), а также от дозы поступившего в организм вещества.

В зависимости от продолжительности сохранения своего поражающего действия АХОВ и ОВ также подразделяются на две группы:

  • стойкие, поражающее действие которых сохраняется в течение нескольких часов и суток (ви-икс, зоман, кожно-нарывные);
  • нестойкие, поражающее действие которых сохраняется несколько десятков минут (удушающие, раздражающие).

Необходимо обратить внимание на то, что в быту в настоящее время в качестве инсектицидов широко используются такие препараты в форме аэрозолей, как «Карбофос», «Дихлофос», в которых содержатся нервно-паралитические вещества, в определенных условиях могущие явиться поражающим фактором для человека и животных.

Аэрогидродинамический фактор. Как правило, этот поражающий фактор возникает при таких стихийных бедствиях, как наводнения, тайфуны и ураганы, смерчи, обвалы, оползни, снежные лавины, ливни и т. п. В отдельных случаях (разрушение плотин, аварии на гидроэлектростанциях) этот фактор может иметь техногенное происхождение.
В основе воздействия этого фактора, как уже отмечалось, лежат силы природы, пока еще не поддающиеся управлению человеком, хотя уже имеются технические возможности для их прогнозирования. Характерным для этих сил является наличие вторичных поражающих факторов, а также комбинированное их воздействие. Так, при наводнениях возможны затопление больших территорий, снос зданий, сооружений, мостов, а также аварии на предприятиях, заражение АХОВ, загазованность и другие повреждения. Следствием бурь и ураганов, кроме разрушений ударной волной, могут быть пожары, аварии с заражением местности АХОВ и др.

Температурный фактор. Это воздействие высоких и низких температур, возникающих в отдельных экстремальных ситуациях (пожары на производстве, воздействие светового излучения, снежные завалы, катастрофы на море и ряд других критических ситуаций). В результате воздействия температурного фактора возникают пожары, а при низких температурах — замораживание тепло- и водопроводных сетей, остановка работы отдельных предприятий и транспорта и пр.
Воздействие высоких температур может вызвать перегревание организма, термические ожоги, и наоборот, при низких температурах происходит переохлаждение организма, возникают отморожения.

Заражение окружающей среды бактериальными средствами. Возникновение этого фактора возможно при грубых нарушениях санитарно-гигиенических правил эксплуатации объектов водоснабжения и канализации, режима работы отдельных учреждений, нарушении технологии работы предприятий пищевой промышленности и в ряде других случаев. Его действие основано на попадании в организм человека (животного) болезнетворных микробов и токсических продуктов их жизнедеятельности, которые способны вызвать тяжелые инфекционные заболевания. Поражающее действие их проявляется не сразу, а спустя определенное время (инкубационный период), чаще всего от 2 до 5 суток.
Некоторые заболевания являются контагиозными (высоко- или мало-) и способны передаваться непосредственно от пораженных к окружающим их здоровым людям через воздух, укусы кровососущих насекомых и др. (чума, натуральная оспа и др.). К высококонтагиозным инфекциям относятся грипп, многие детские инфекции, а также большинство так называемых особо опасных инфекций.

Психоэмоциональное воздействие. На людей, находящихся в экстремальных условиях, наряду с другими поражающими факторами действуют и психотравмирующие обстоятельства, что может проявляться в снижении работоспособности, нарушении психической деятельности, а в отдельных случаях и в серьезных психических расстройствах. Необходимо подчеркнуть, что психогенное воздействие экстремальных условий возникает в результате не только прямой, но и опосредованной (то есть связанной с ее ожиданием ) угрозы жизни человека.
Оценивая воздействие на психическую деятельность человека различных неблагоприятных факторов, возникающих в опасных для жизни условиях, следует различать непатологические психоэмоциональные (в известной степени нормальные, физиологические) реакции людей на экстремальную ситуацию и патологические состояния — психогении (реактивные состояния). Для первых характерны психологическая мотивация реакции, ее прямая зависимость от ситуации и, как правило, небольшая продолжительность. При этом обычно сохраняются работоспособность, возможность общения с окружающими и критический анализ своего поведения. Типичными для человека, оказавшегося в такой ситуации, являются страх, тревога, подавленность, беспокойство, стремление выяснить истинные размеры возникшей критической ситуации. Такое состояние оценивается как психическая напряженность, стресс.
При более сильном воздействии могут возникать психопатологические психогенные расстройства, выводящие человека из строя, лишающие его возможности продуктивно общаться с другими людьми и совершать целенаправленные действия. В ряде случаев при этом отмечаются расстройства сознания, возникают психические расстройства.