Вероятность возникновения ЧС, анализ и оценка рисков

Во введении к параграфу 4.5 отмечалось, что риски и аварии в техносфере практически исключить невозможно. Поэтому в конце XX в. в связи с постоянным усложнением промышленного оборудования возникла и начала развиваться новая научная дисциплина — теория безопасности или иначе — теория риска, предшественницей которой является теория надежности.

Под риском понимается частота и вероятность возникновения нежелательного события или вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека.

Риски аварий можно снижать, но нельзя забывать о том, сколько за это придется заплатить. Вкладывая средства в технические системы предотвращения аварий, вынуждены урезать финансирование социальных программ (жилищную, медицинскую и др.), а это влечет за собой сокращение средней продолжительности жизни человека и снижение ее качества.

Затраты на снижение риска аварий осуществляются: первое — в технические системы безопасности, второе — в подготовку персонала, третье — в совершенствование управления при чрезвычайных ситуациях. Если в первых двух случаях средства расходуются на снижение вероятности аварии, то в третьем — на уменьшение последствий ЧС. Анализ эффективности затрат показывает, что во многих случаях можно сильней снизить риск для населения, вложив больше средств в третью компоненту.

При измерении риска существуют четыре подхода — инженерный, модельный, экспортный и социологический. Многокритериальный выбор определения риска описывается теорией принятия решения. Рассмотрение проблемы с разных сторон позволяет выработать общее согласованное решение.

На стадии проектирования объекта решение нужно принимать исходя из ситуации в конкретной местности: находящиеся рядом объекты не должны влиять друг на друга, создавая дополнительный риск. АЭС неразумно располагать вблизи ТЭС. Вокруг АЭС повышается влажность воздуха, а выбросы окиси серы на ТЭС при взаимодействии с водой образуют серную кислоту и, соответственно, кислотные дожди.

При определении степени ПОО по риску возникновения аварии на объекте критериями служат совокупность факторов риска возникновения ЧС.

Техногенные аварии, как выше отмечалось, можно предупредить и предотвратить. Уменьшение технического риска требует определенных экономических затрат. Вследствие того, что экономические затраты как на стадии проектирования, так и в ходе эксплуатации (на профилактические работы) бывают недостаточными, возникают условия для совершения аварий. Таким образом, техногенные ЧС одолимы человеком.

При проектировании объекта проводится анализ возможных рисков и прогнозируется вероятность возникновения как одолимых (управляемых), так и неодолимых (неуправляемых) факторов риска.

Анализ рисков включает процесс определения опасности и оценки воздействия рисков для людей, имущества и окружающей среды. Он является одним из элементов обеспечения промышленной безопасности в стране. Основными этапами анализа рисков являются: планирование и организация работ, идентификация опасностей, непосредственная оценка риска, разработка рекомендаций по уменьшению риска.

Оценка риска включает анализ частоты опасных ситуаций, последствий, неопределенностей; сравнение результатов с критериями приемлемого риска; обобщение данных.

Виды рисков и их показатели:

• ? потенциальный (территориальный) — пространственное распределение частоты реализации конкретной ЧС;
• ? индивидуальный — частота поражения отдельного индивидуума в результате воздействия конкретной ЧС; иногда называют профессиональным или смертельным;
• ? коллективный — ожидаемое количество смертельных исходов в результате возможных ЧС за определенное время;
• ? социальный — зависимость частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей от этого числа людей;
• ? приемлемый и неприемлемый.

В настоящее время сложились представления о величинах приемлемого (допустимого) и неприемлемого риска. Неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативного воздействия более 1 • 10^-3, приемлемый менее 1 ЮЛ При значениях риска от 1 10 ³ до 1 10^-6 принято различать переходную область значения риска.

В том случае, когда величина потерь известна, но не может быть выражена количествешю, например цена человеческой жизни, риск можно оценивать вероятностной составляющей.

Риск (степень риска) можно оценивать, используя в ряде случаев статистические данные по вероятности нежелательного события. Некоторые примеры усредненного индивидуального риска со смертельным исходом от различных причин приведены в табл. 3.21.

Величина усредненного индивидуального риска

Основой расчета усредненного индивидуального риска смертельного исхода является коллективный риск (R), который рассчитывается по формуле

где Р_ЛВ — частота (вероятность) аварий;

Р_см — частота (вероятность) смертей.

Индивидуальный риск (г) определяется по формуле

где N — количество людей, население.

Пример

В РФ в год происходит примерно 14,0 млн дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Одно из 400 ДТП заканчивается смертью. Численность населения Российской Федерации равна 142 млн человек. Определить коллективный риск (см/год) и индивидуальный риск (см/(чел год) при эксплуатации автотранспорта, а также к какой степени потенциальной опасности по классификации объектов по риску возникновения аварии (П0₄) относится автотранспорт.

Вывод: автотранспорт относится к очень опасным объектам.

Вероятность аварии (Р_лв) связана с возможностью отказов и сбоев в работе отдельных элементов производства, т.е. с ненадежностью этих элементов.

где к_ЛВ — коэффициент аварийности (кдз = N_AB/N_0It);

Р_01К — вероятность отказа элемента (Р_от, = 1 - Р_(|), где Р₍₀ — вероятность безотказной работы элемента системы в течение времени t характеризует его надежность).

Для экспоненциального закона распределения потока отказов

где А. — интенсивность отказов за время /.

Интенсивность отказов A(t) — это плотность вероятности отказа элемента за следующую малую единицу времени At. Следовательно, вероятность безотказной работы до момента (t + At) при условии, что он уже проработал без отказов до момента t, можно определить в виде:

а вероятность аварии рассчитать по формуле

Рассмотренный способ дает лишь приближенное значение вероятности возникновения реальной аварии соответствующего риска.

Оценка потенциальной опасности любой ЧС заключается в определении возможных последствий аварий:

• ? масштабов действия основных поражающих факторов при различных сценариях аварий;
• ? числа пострадавших и структуры поражения;
• ? материального ущерба.

В качестве меры опасности для человека используется понятие «удельной смертности» (индекс смертности М), т.е. отношение числа погибших N к количеству вещества:

Средние величины удельной смертности представлены в табл. 3.22.

Таблица 3.22

Средние величины (индекс) удельной смертности для некоторых ОХВ

По количеству опасного вещества и его удельной смертности можно оценивать потенциальную опасность объекта. Критериями опасности являются:

• ? превышение порогового уровня смертности, обычно принимаемого равным 10 человекам;
• ? выход границы зоны поражения за пределы объекта и его санитарно-защитной зоны(СЗЗ). (I кл. — 1000 м, II кл. — 500 м, III кл. — 300 м, IV кл. — 100 м, V кл. —50 м).

Из формулы М = N/Q по пороговому уровню смертности (N_np = 10 человек) и средней величине индекса смертности (М) можно определить предельное количество опасного вещества (Q_npM) на предприятии, которое требует разработки Декларации безопасности ОПО.

Исходя из критериев опасности, можно рассчитать и соответствующее пороговое количество опасного вещества, определить потенциальную опасность и класс опасности предприятия. Удельная смертность может быть использована и при оценке опасности ЧС природного характера. Так, при оценке землетрясений в формулу удельной смертности вместо количества вещества Q подставляют значение интенсивности землетрясения. Расчет радиуса поражения при взрывах производят, исходя из давления во фронте воздушной ударной волны, приводящего к гибели человека. А радиус токсического поражения равен глубине зоны заражения с поражающими концентрациями ОХВ.

При наложении зон действия нескольких поражающих факторов, расчет числа погибших производят по наиболее опасному фактору.

Расчет числа погибших при взрыве взрывчатого вещества производится по формуле

где Р — плотность населения (персонала объекта экономики), чел/км²;

Q — масса взрывчатого вещества, т.

Радиус смертельного поражения определяется по формуле

При взрыве топливо- или газовоздушной смеси число погибших примерно в 3 раза больше, чем при взрыве взрывчатого вещества, а радиус смертельного поражения — больше в 1,6 раза.

При химической аварии по формуле удельной смертности можно определить число погибших:

Радиус поражения ОХВ численно равен глубине зоны заражения с поражающими концентрациями.

В качестве выводов по данному вопросу следует заметить, что при взаимодействии человека с техникой аварии и катастрофы возникают, в основном, по вине человека. Это связано с недостаточными экоомическими затратами, неграмотной эксплуатацией техники (ДТП) и другими причинами.

Для более полной характеристики ОПО необходимо провести их классификацию по различным степеням потенциальной опасности. Такая классификация особенно необходима для химически опасных объектов, как наиболее сложных производств.