Муравьева Е.В., Романовский В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

211

а) Описание оснований и/или проблем, повлекших проведение анализа риска.

Это предусматривает:

1) формулировку задач анализа риска, основанных на внушающих тревогу

идентифицированных потенциальных опасностях;

2) определение критериев работоспособности/отказа системы. Основными

потенциально опасными моментами могут быть нежелательные состояния сис-

темы, например, отказ системы, выброс ядовитого материала и т. п.

б) Описание исследуемой си

стемы. Это должно включать в себя:

1) общее описание системы;

2) определение границ и областей контакта со смежными системами;

3) описание условий окружающей среды;

4) выделение видов энергии, материалов и информации, превышающих до-

пустимые границы;

5) определение рабочих условий и состояний системы, на которые распро-

страняется анализ риска, и соответствующие ограничения.

в) Установление источников, предоставляю

щих подробную информацию о

всех технических, связанных с окружающей средой, правовых, организацион-

ных и человеческих факторах, имеющих отношение к анализируемым действи-

ям и проблеме. В частности, должны быть описаны любые обстоятельства, ка-

сающиеся безопасности.

г) Описание используемых предположений и ограничивающих условий при

проведении анализа.

д) Разработка формулировок решений, которые могут быть приняты, описа-

ние требуемых выходных данных, пол

ученных по результатам исследований и

от лиц, принимающих решения.

Задача по определению области применения анализа риска должна преду-

сматривать тщательное ознакомление с анализируемой системой. Одна из це-

лей ознакомления — это определение источников и методов использования

специализированной информации.

ВОПРОС №8:

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ И

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ

Идентификация опасности и предварительная оценка последствий

Для решения поставленной задачи должны быть идентифицированы опасно-

сти, являющиеся причиной риска, а также пути, по которым эти опасности мо-

гут реализовываться.

Известные опасности (возможно, имевшие место при предыдущих авариях)

должны быть четко и точно определены. Предварительную оценку знач

ения

идентифицированных опасностей необходимо выполнять, основываясь на ана-

лизе последствий и изучении их основных причин.

Предварительная оценка значения идентифицированных опасностей опреде-

ляет выбор последующих действий:

а) принятие немедленных мер с целью исключения или уменьшения опасно-

стей;

212

б) прекращение анализа, поскольку опасности или их последствия являются

несущественными;

в) переход к оцениванию риска.

Исходные допущения и результаты должны быть документально зафиксиро-

ваны.

ВОПРОС №9:

ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ РИСКА

В процессе оценки величины риска для выбора критического уровня анали-

зируемых рисков должны исследоваться начальные события или обстоятельст-

ва, последовательность потенциально опасных событий, любые смягчающие

факторы и характеристики, а также природа и частота возможных пагубных по-

следствий идентифицированных опасностей. Эти критерии и меры должны

распространяться на риски для людей, имущества и окружающей ср

еды и

должны включать значения неопределенностей оценок.

Методы, используемые для оценки величины риска, обычно являются коли-

чественными, несмотря на то, что степень детализации при подготовке исход-

ной информации зависит от конкретного применения. Однако полный количе-

ственный анализ не всегда возможен из-за недостатка информации о системе

или деятельности, подвергающейся анализу, отсутствия или недостатка данных

об отказе (аварии), влиянии человеческого фактора и т. п. При таких обстоя-

тельствах может оказ

аться эффективным сравнительное количественное или

качественное ранжирование риска специалистами, хорошо информированными

в данной области. В тех случаях, когда проводится качественное ранжирование,

необходимо иметь четкое разъяснение всех используемых терминов и должно

быть зафиксировано обоснование вс

ех классификаций частот и последствий. В

том случае, когда проводится полная количественная оценка величины риска,

необходимо учитывать, что расчетные значения риска представляют собой

оценки и следует позаботиться о том, чтобы их точность соответствовала точ-

ности используемых данных и аналитических методов.

Элементы процесса оценки величины риска являются общими для в

сех видов

опасности. Прежде всего анализируются возможные причины опасности с це-

лью определения частоты ее возникновения, продолжительности, а также ха-

рактера (количественные характеристики, характеристики химического состава,

характеристики выделения/использования и т. д.). В том случае, если анализу

подвергается промышленное оборудование, в первую очередь проводится ана-

лиз частот, во вторую очередь анализ

у подвергаются последствия реализации

опасности. В процессе анализа может возникнуть необходимость определения

оценки вероятности опасности, вызывающей последствия, и проведения анали-

зов последовательности обуславливающих событий.

ВОПРОС №10:

ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К ВЫБОРУ МЕТОДА АНАЛИЗА

РИСКА

213

Рассмотрим общие подходы к выбору метода анализа риска для проведения

анализа технических систем, которые применимы к идентификации опасности

и оцениванию риска, а также критерии для их выбора.

Метод анализа риска должен быть:

а) научно обоснованным и соответствовать сложности и природе исследуе-

мой системы;

б) давать результаты в форме, обеспечивающей понимание природы риска и

способов его контроля;

в) типовым и обладать свойствами, обесп

ечивающими возможность просле-

живаемости, повторяемости и контролируемости.

Должно быть представлено обоснование по выбору метода с точки зрения

его уместности и пригодности. В случае сомнений в уместности и пригодности

метода необходимо провести сравнение его результатов с результатами альтер-

нативных методов. При этом результаты вычи

слений должны быть сопостави-

мыми.

Как только принято решение о проведении анализа риска, определены цели и

область применения, должен быть выбран метод или методы анализа, исходя из

приемлемости факторов таких, как:

а) стадия разработки системы. На ранней стадии развития системы могут

применяться менее детализированные методы. Они должны совершенствовать-

ся по мер

е увеличения объема информации;

б) задачи анализа. Цели и задачи анализа должны иметь прямое отношение к

используемым методам. Например в том случае, если предпринимается сопос-

тавительное исследование различных вариантов, может оказаться приемлемым

использование довольно грубых моделей последствий для частей системы, не

подверженных изменениям;

в) типы анализируемой системы и опасности;

г) уровень детализации потенциальной опасности. Решени

е относительно

глубины проведения анализа должно отражать первоначальное восприятие по-

следствий (несмотря на то, что оно может измениться после получения предва-

рительной оценки);

д) требования к людским ресурсам, степени компетентности персонала и

другим необходимым ресурсам. Простой, хорошо разработанный метод обес-

печит лучшие результаты по сравнению с более усложненной п

роцедурой, ко-

торая разработана недостаточно хорошо, поскольку он соответствует задачам и

области определения анализа;

е) наличие и доступность информации и данных о системе;

ж) потребность в модификации/актуализации результатов анализа. По отно-

шению к анализу в будущем может потребоваться его модифика-

ция/актуализация. Некоторые методы в большей степени поддаются улучше-

нию, че

м другие методы;

и) любые правовые требования и требования контракта.

Типовые рассуждения при выборе типа анализа и глубины исследования:

214

На какой стадии находится

разработка системы?

•

Разработка концепции.

Рабочий проект.

Модернизация.

…………………………

Какова задача анализа?

•

Выбор мер по снижению риска.

Сопоставление с объектом риска.

Сравнение альтернативных вариантов.

…………………………

Какой тип системы и

опасности подвергается ана-

лизу?

•

Простая система.

Сложная система.

Технологические опасности.

…………………………

Каков уровень детализации

потенциальной опасности?

•

Большое число смертельных исходов.

Единичное ранение или смертельный исход.

Урон окружающей среде.

Экономический ущерб.

…………………………

Какой уровень ресурсов

имеется в наличии?

•

Ограниченное время и компетентность.

Обширное время и возможность приобрете-

ния опыта.

…………………………

Какие сведения о системе

имеются в наличии?

•

Концептуальный проект.

Рабочий проект.

Эксплуатационная информация.

…………………………

Потребуется ли в будущем

модернизация исследования?

•

Одноразовое действие.

Непрерывное действие.

Существуют ли правовые

требования и требования кон-

тракта?

•

Нет.

Ограниченный выбор.

Нет выбора.

ВОПРОС №11:

ОЦЕНИВАНИЕ РИСКА

На практике идентификация опасности, исходящей от конкретной системы,

оборудования или деятельности, может давать в качестве результата очень

большое число сценариев потенциальных аварий. Детализированный количест-

венный анализ частот и последствий не всегда осуществим. В таких ситуациях

215

может оказаться целесообразным качественное ранжирование сценариев, по-

мещение их в матрицы риска, указывающие различные уровни риска. Количе-

ственное определение концентрируется в таком случае на сценариях, дающих

более высокие уровни риска.

Пример матрицы риска:

Отказ Частота со-

бытия в год

Тяжесть последствий отказа

Катастрофичес-

кого

Критического Некритического

С пренебре-

жимомалыми

последствиями

Частый > 1 А А А С

Вероятный

1 - 10

−

А А В С

Возможный

−

- 10

−

А В В С

Редкий

−

- 10

−

А В С Д

Практически неве-

роятный

< 10

−

В В С Д

В матрице использована следующая классификация риска:

А — обязателен количественный анализ риска или требуются особые меры обеспечения безопас-

ности;

В — желателен количественный анализ риска или требуется принятие определенных мер безо-

пасности;

С — рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер

безопасности;

Д — анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуются .

Применительно к данному примеру серьезность последствия определяется следующим образом:

Катастрофическая — практически полная потеря промышленного объекта или сис-

темы. Много смертельных исходов;

Критическая — крупный ущерб промышленному объекту или системе. Не-

сколько смертельных исходов;

Некритическая — тяжелое ранение, серьезное профессиональное заболевание,

серьезный ущерб промышленному объекту или системе;

С пренебрежимо

малыми последст-

виями

— легкое ранение, профессиональное заболевание легкой формы

или нез

начительное повреждение системы.

Имеется много матриц риска, но наиболее подходящая для конкретного ана-

лиза матрица зависит от особенностей конкретного случая. Форма используе-

мой матрицы должна фиксироваться в отчете вместе с оцениваемыми позиция-

ми всех рассматриваемых сценариев аварий независимо от того, подвергаются

ли они в дальнейшем подробному количественному анализу.

Количественный анализ риска, как правило, требует оценок как частоты (или

вероятности) нежелательного события, так и ассоциирую

щегося с ним послед-

ствия с целью установления меры риска. Тем не менее, в некоторых случаях,

когда расчеты показывают, что последствия должны быть незначительными

или частота должна быть чрезвычайно низкой, может быть достаточно оценки

единственного параметра.

ВОПРОС №12:

ПОНЯТИЕ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Проблема обеспечения безопасности в современных условиях предполагает

216

глубокое изучение системы «человек-машина-среда», представляющей собой

объект большой информационной сложности. Методологической основой

обеспечения безопасности систем ЧМС может быть только системный подход.

Системный подход способствует, главным образом, выработке правильного ме-

тода мышления о процессе построения, функционирования и управления сис-

темой. Он обеспечивает основу для представления внутренних и внешних фак-

торов в виде интегрированн

ого целого. Системный подход прививает такой об-

раз мышления, который, с одной стороны, способствует устранению излишней

сложности, а с другой стороны, помогает уяснить сущность сложных проблем и

принимать решения на основе четкого представления о взаимосвязи различных

событий.

Эффективность любой системы определяют такие характеристики, как

простота, гибкость, надежность, экономичность, удобство эксплуатации, безо-

пасность.

Простота. Чтобы сист

ема была эффективной, она не должна быть слиш-

ком сложной. Простая система более понятна, чем система сложная. А в от-

дельных случаях простая система может быть и лучше сложной. Процессы обу-

чения в такой системе протекают значительно быстрее и ее работа скорее при-

несет эффект. Кроме того, су

ществует непосредственная связь между просто-

той и надежностью, поскольку в простой системе меньше мест, в которых мо-

гут возникнуть ошибки. Вся система значительно усложняется, если связи ме-

жду подсистемами и отдельными элементами определены недостаточно четко.

Поэтому очень важно точно установить функциональные связи между состав-

ляющими системы.

Гибкость. Условия, в которых функционирует система, не остаются неиз-

менными. Поэтому важно, чт

обы система могла адаптироваться в определен-

ных пределах к изменению окружающей среды. Всегда существуют определен-

ные отклонения, которые система должна отрабатывать, не выходя из строя.

Надежность. Надежность - важный показатель работы системы, она опре-

деляет стабильность ее работы. Из-за на

дежности эффективность функциони-

рования системы может изменяться от нуля (полный выход из строя или вре-

менная остановка ее работы) до некоторой предусмотренной заранее величины.

В тщательно продуманной системе можно достигнуть достаточно высокой сте-

пени надежности. Надежность - это способность системы выполнять свои

функции в пределах определенного диапазона режимов и параметров.

Если требования к отдельным эл

ементам системы становятся критическими, то

необходимо при проектировании предусмотреть определенную степень избы-

точности. В любом случае, чтобы избежать полного отказа в работе системы,

необходимо обеспечить возможность ее диагностики и восстановления. Одним

из подходов к решению проблемы повышения надежности системы является

использование принципа модульного построения подсистем, позволяющего

восстанавливать систему путем замен

ы вышедших из строя модулей.

Экономичность. Система может быть эффективной, но не экономичной.

Часто не имеет смысла и к тому же дорого обходится создание одной из частей

системы с большей надежностью, чем остальных. Неоправданная избыточность

217

или стремление предусмотреть все возможные случайности тоже обычно при-

водит к созданию неэкономичной системы.

Удобство эксплуатации. Любая система, как бы хорошо она не была спро-

ектирована, окажется бесполезной, если она неудобна для людей, которые мо-

гут работать в этой системе. Если они настроены против нее, если использовать

ее их принуждают или они не считают ее хорошей по ка

ким-либо другим при-

чинам, система фактически работать не будет. При этом возможны два исхода:

либо она будет изменена работающими в ней людьми либо она будет работать

неэффективно и неминуемо выйдет из строя. Человек должен рассматриваться

как один из главных компонентов любой системы. Разработка си

стем не явля-

ется чисто технической задачей, психологические и социальные факторы обя-

зательно должны учитываться на всех этапах создания и эксплуатации систем.

Безопасность. Система должна быть безопасной по отношению к самой се-

бе, человеку, внешней среде. Анализ безопасности или опасности равнозначен,

относится к исследованию работоспособности, отказов в системе, процесса ее

работоспособности, потери работоспособности, повреждений самой сист

емы

или вызываемых ими последствий. Безопасность - один из аспектов надежности

системы.

Уровнем опасности, т.е. риском можно управлять. Нулевого риска достичь

нельзя, поскольку любая деятельность потенциально опасна.

Все действия человека и все компоненты среды обитания, прежде всего техни-

ческие средства и технологии, кроме позитивных свойств и результатов обла-

дают спо

собностью генерировать опасные и вредные факторы. При этом любое

новое позитивное действие или результат неизбежно сопровождается возник-

новением новой потенциальной опасности или группы опасностей.

Стратегия обеспечения безопасности основывается на поиске такой орга-

низации системы, при которой уровень риска минимален.

Оценка безопасности базируется на теории риска. Теория риска дает воз-

можность прогнози

ровать наступление неблагоприятного события, обуслов-

ленного деятельностью человека, техническими причинами, воздействием ок-

ружающей среды в общей системе «человек-машина-среда».

Важным вопросом при рассмотрении надежности технических систем яв-

ляется выбор номенклатуры характеризующих ее показателей надежности. В

основу такого выбора должно быть положено соображение о том, что надеж-

ность наиболее информативно характеризуется показателями, являющими

ся

составной частью обшей оценки функционирования технической системы. Та-

кой подход позволяет выделить главные свойства технической системы, учиты-

вая ее назначение, конструкторско-технологические особенности, эксплуатаци-

онные требования, взаимодействие с внешней средой. Поэтому сводить показа-

тели надежности системы лишь к техническим показателям надежности (веро-

ятность безотказной работы, средняя на

работка на отказ и т.д.) нельзя. Под на-

дежностью технической системы будем понимать ее функциональную надеж-

ность или эффективность.

Обобщенный показатель надежности технической системы можно пред-

ставить следующим образом:

218

где Е

, Е

- выходной эффект соответственно реальной и идеальной по надеж-

ности технической системы.

Под выходным эффектом следует понимать некоторый полезный результат

функционирования системы. Это может быть, например, объем целевого про-

дукта, количество услуг, объем информации, передаваемая энергия, мера защи-

ты от опасностей и т.д.

ВОПРОС №13:

«ПРОСТЫЕ» И «СЛОЖНЫЕ» ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Техническая система -- совокупность элементов, обеспечивающих решение

конкретной проблемы.

Все, что поступает на входы, получается на выходах, «течет в жилах» про-

ектируемой или действующей системы, можно классифицировать как инфор-

мацию, энергию или вещество.

Технические системы, работоспособное и неработоспособное состояния

которых образуют полную группу событий, принято называть «простыми». С

такими си

стемами сталкиваемся повсеместно. Например, электрическая лампа

накаливания - либо работает, либо нет; герметичная емкость - исправна или

нет; и т.п.

Наряду с «простыми» техническими системами существуют так называе-

мые «сложные» технические системы, обладающие по сравнению с «просты-

ми» рядом принципиальных отличий.

Прежде всего, такая техническая система может одновременно обеспечи-

вать свои

м целевым продуктом несколько потребителей. Часть этих потребите-

лей в какой-либо момент времени может безотказно обеспечиваться целевым

продуктом (энергией, предметами труда, услугами, информацией и т.д.), а дру-

гая, вследствие отказов или ремонтов некоторых элементов технической систе-

мы, может быть преднамеренно или спонтанно отключена. Таким образом, ме-

жду двумя крайними состоян

иями технической системы, когда обеспечиваются

целевыми продуктами все потребители и когда все отключены, может сущест-

вовать большое количество промежуточных состояний.

Кроме того, в сложной технической системе процесс обеспечения целевым

продуктом всех или части потребителей допускает, что количество этого про-

дукта в единицу времени может плавно или дискретно меняться в диапазоне от

нуля до максимального (номинального) значен

ия. Поэтому число возможных

состояний сложной технической системы по обеспечению целевым продуктом

потребителей может стремиться к бесконечности.

К сложным техническим системам относятся, к примеру, все системы

энергетики: электро-, тепло-, газо-, нефте-, водоснабжения, а также их подсис-

темы или отдельные звенья с числом независимых потребителей более одного.

,/ ЕиЕр=

219

ВОПРОС №14:

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРАФОАНАЛИТИЧЕС-

КИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА

«Дерево отказов» (реже используется название «Дерево неисправностей»)

позволяет понять первопричины произошедшего события или события, которое

может произойти Этот метод:

- четко ориентирован на поиск отказов;

- допускает комбинацию событий, вызванных всеми компонентами системы

«человек-машина-среда»;

- нагляден;

- позволяет проводить эффективный качественный и количествен

ный анализ

риска.

Метод «Дерево событий» (иное название - «Дерево исходов») позволяет

прогнозировать возможный ход событий. «Дерево отказов» и «Дерево собы-

тий» - два хронологически взаимодополняющих метода. Неслучайно поэтому в

одной из лабораторий Дании был предложен комбинированный метод, на-

званный методом «причина-последствие». Метод «Дерево событий» предпола-

гает альтернативное развитие последовательностей событий, что может привес-

ти:

- к ограничению возможностей анализа технических си

стем;

- невозможности анализа систем, включающих в себя человека.

Эти недостатки автоматически переходят в метод «Причина-последствие»

и ограничивают возможности метода «Дерево отказов» в этом тандеме.

Тенденция увеличения числа управляемых человеком объектов приводит к

росту объема информации, которую он должен принять, переработать и выдать

соответствующее (как можн

о ближе к оптимальному) решение. Таким образом,

в ходе научно-технического прогресса коренное изменение структуры процес-

сов привело к существенному изменению в них роли человека я, следовательно,

к увеличению психологических нагрузок на человека. «Человеческий фактор»

не всегда должны» образом учитывается при проектировании различных сис-

тем. Технические х

арактеристики все более и более усложняющихся систем до-

вольно часто плохо согласуются с возможностями человека. Нередки случаи,

когда человеческий фактор, играющий во многих случаях определяющую роль

в функционировании систем, начинают принимать во внимание

только в процессе их эксплуатации, а на этапе проектирования не выполняются

самые элементарные требования по учету характеристик н свойств человека.

Недооценка этого фактора, су

щественно снижает надежность функционирова-

ния систем. Создалось положение, когда одно из важнейших звеньев систем ос-

тается в стороне от внимания разработчиков.

Система «челоаек-машина-среда» характеризуется чрезвычайной сложно-

стью внутренних и внешних взаимосвязей и их зависимостью от очень большо-

го числа факторов, причем количественные характеристики для новых систем,

как правило, не поддаются точному прогнозу. С другой стороны, замен

а чело-

века машиной не всегда возможна и целесообразна. Человек остается наиболее

220

универсальным, пластичным и активным звеном системы управления. Перера-

ботка информации человеком зависит от его индивидуальных особенностей,

степени его обучения, функционального и эмоционального состояния, типа его

нервной деятельности, мотивации действий, длительности и вида работы и т.д.

Все эти свойства человека должны учитываться при анализе конечных характе-

ристик прогнозируемой системы.

Необходимость учета влияния че

ловека на ход событий привала к созда-

нию «Дерева решений». При этом рассматриваются решения, которые могут

быть приняты, и возможные результаты, которые могут быть достигнуты.,Де-

рево решений "может быть полезным при выборе программы действий.

Вероятно, из-за схожести графического представления, метод «Дерево реше-

ний» считается частным случаем метода «Дерево событий».

Все графи

ческие методы анализа риска обладают общим свойством - гра-

фическое представление способствует четкой формализации рассматриваемого

материала. Многообразие и сложность конкретных систем «человек-машииа-

среда» не всегда позволяют провести анализ в рамках одного метода.

Наиболее универсальным методом анализа не только негативных, но и по-

зитивных состояний и целей является метод «Древовидные структуры», вклю-

чающий в себя ка

к частный случай рассмотренные методы. Эгот метод имеет

ряд преимуществ по сравнению с другими методами:

- четкая ориентация на анализ различных ситуаций;

- возможность анализа различных, но взаимосвязанных ситуаций и событий в

рамках одного «дерева»;

- возможность эффективной количественной оценки вероятности достижения

анализируемого события;

- равноправный учет в

сех элементов системы «человек-машина-среда».

Метод «Древовидные структуры» вобрал в себя графоаналитические ме-

тоды-предшественники (« дерево отказов», «дерево событий» и др.) и является

дальнейшим их развитием. В частности, возможны несколько головных собы-

тий; допускается влияние последующих событий на предшествующие (т.е.

«прокрутка» части событий во времени); развитие событий по разным «ветвям»

структуры в зави

симости от изменения текущей ситуации; возможен равно-

правный учет всех компонентов системы «человек-машина-среда» в рамках од-

ной структуры; появился оператор «совокупность событий». Это позволяет бо-

лее свободно включать в анализ аспекты психологии, экономики и других дис-

циплин. К тому же, даже отнюдь не полная, а лишь и

ллюстративная древовид-

ная структура более информативна (если так можно сказать) объемного тексто-

вого материала по которому она создана. Причина в том, что «структура» тре-

бует четкой формализации рассматриваемой проблемы.

ВОПРОС №15:

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СИМВОЛЫ

МЕТОДА «ДРЕВОВИДНЫЕ СТРУКТУРЫ»

Древовидная структура - графическое представление взаимосвязи раз-

личных событий конкретной системы «человек-техника-среда».