CC BY
51
Сінник ицчіш ший 2111
ЭЛЕМЕНТЫ И3-ТЕХНОЛОГИИ ОЦЕНКИ РИСКА ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ
С.Ю. Яковлев, А.А. Рыженко, Н.В. Исакевич
Введение
В последние годы на крупных и мелких производителей России обрушивается вал обязательной документации по промышленной безопас-ности. Речь идёт, прежде всего, о планирующих документах, содержащих, в той или иной степени, оценку риска чрезвычайных ситуаций (ЧС). Это разнообразные планы, декларации, паспорта. Многие документы подлежат государственной экспертизе, проходят длительную процедуру согласования и утверждения. Эта деятельность осуществляется под эгидой МЧС России, Ростехнадзора, Госпожнадзора, Минприроды и других государственных ведомств. Увеличивается сложность, наукоёмкость выходных документов, разбухает нормативно-правовая база их разработки. Список источников, регламентирующих состав и содержание обязательной документации, включает в себя сотни наименований. Это законы, постановления, стандарты. В то же время научнометодическое обеспечение следует признать неудовлетворительным. Приходится использовать методики из смежных областей и/или формировать собственные. Всё это делает актуальной задачу унификации, структурирования, внедрения информа-ционных технологий в практику управления безопасностью.
Концепция И3-технологий (И-куб-технологий) в экономике выдвинута проф. Соложенцевым Е.Д. (например, [1]). И3-технология с логико-вероятностными моделями риска и базами знаний, согласно [1], является:
• информационной, т.к. используются базы данных и производится автоматическая обработка данных;
• интеллектуальной, т.к. используются базы знаний в виде системы логических уравнений, что позволяет получать новые знания для управления по критериям риска и эффективности;
• инновационной, т.к. используются новые логико-вероятностные методы и модели.
Таким образом, И3-технологии анализа риска ориентированы, опираются именно на логико-вероятностное исчисление. Основоположником логико-вероятностных методов моделирования надёжности и безопасности является проф. Рябинин И.А. (например, [2]). Однако существуют и другие методологические подходы к оценке риска (например, [3]). Поэтому было бы правомерно, на наш взгляд, не ограничивать концепцию И3- технологий логиковероятностной парадигмой. Тогда можно предложить следующее, более широкое определение.
И -технология анализа риска является:
• информационной, т.к. использует разнообразные информационные ресурсы и технологии;
• интеллектуальной, т.к. использует разнообразные интеллектуальные ресурсы и технологии обработки знаний;
• инновационной, т.к. подразумевает разработку и внедрение в практику управления безопасностью новых методов и моделей оценки риска.
В рамки такого толкования вписывается и тематика настоящей статьи. Выражения "анализ, оценка риска" и "анализ, оценка безопасности" в настоящей работе предполагаются синонимичными. Это же замечание относится к словам "чрезвычайная ситуация" и "авария".
1. Общие компоненты анализа безопасности
Совокупность обязательных документов, порождённая различными ведомствами, не структурирована, не образует системы. Эти документы во многом, часто почти дословно, повторяют друг друга. Отметим, что дублирование содержания встречается и внутри отдельных документов. В целом можно выделить ряд универсальных, общих блоков (рис. 1), что создаёт предпосылки для внедрения автоматизированной системы подготовки и сопровождения нормативной документации.
Типовые компоненты анализа безопасности промышленного объекта
Общее
описание:
Цели, задачи, руководящие документы
Описание объекта технологических процессов
Характеристики
территории
Расчёт возможных аварий:
Описание факторов и причин возможных аварии
Расчет возможных зон поражения
Расчет социальных последствий аварий
Расчет экономических последствий аварий
Расчет рисковвозникновения возможных аварий
Ликвидациям предупреждение аварий:
Определениедостаточного состава сил и средств для ликвидации аварий
Организация ликвидации возможных аварий
Технология
ликвидации
аварии
Ликвидация
последствий
аварий
Мероприятия по предупреждению возможных аварий
Рис.1. Структура типового документа по анализу безопасности промышленного объекта
Блок общего описания является первой (вводной) частью документа. Излагается обоснование, формулируются цели и задачи разработки. Приводится нормативно-методическая база в виде перечня федеральных законов, государственных стандартов, строительных норм и правил, норм пожарной безопасности и т.п. Сообщается краткая информация об объекте. Даётся характеристика опасных веществ (при наличии). Приводятся основные направления деятельности, а также краткие сведения о территории и персонале. Описание технологических процессов сопровождается схемами (с нанесением направлений циркуляции веществ) и таблицами (характеристики технологических узлов, агрегатов, устройств). Далее рассматриваются географические и гидрометеорологические характеристики территории. Описывается рельеф местности с нанесением меток высот относительно объекта. Отображаются особенности территории, важные для оценки риска ЧС (жилая зона, зеленая зона, водоёмы и т.д.).
Аналитический (расчётный) блок является наиболее сложной, наукоёмкой частью документа. Описываются внутренние и внешние факторы, способные привести к возникновению аварий. Для основных технологических узлов и единиц (резервуар, трубопровод, цистерна и т.п.) определяется перечень возможных аварий. Строятся деревья развития аварий с определением вероятности/частоты каждого сценария. Для каждой "ветви" производится расчет последствий аварии, определяются зоны поражения с последующим нанесением на топографические карты. По результатам исследований рассчитываются экономический и социальный ущербы, выявляются наиболее опасный и наиболее вероятный сценарии.
Третий блок нередко выполняется в виде приложений к основному документу. Обязательным является расчет необходимых сил и средств для локализации и ликвидации возможных аварий. Выполняется сравнение с имеющейся технологической и материальной базой предприятия и привлекаемых внешних организаций. Приводятся алгоритмы взаимодействия и/или календарные планы оперативных мероприятий при ЧС. Описываются способы ликвидации последствий аварий, организации временных хранилищ, методы рекультивации земель. В состав графических приложений входят нанесённые на картографическую основу зоны поражения при авариях, зоны ответственности организаций, направления эвакуации.
2. Поддержка этапов анализа безопасности
2.1. Работа с картографической информацией
В ходе анализа необходимо: представить схему (ситуационный план) расположения объекта и прилегающей территории, описать основные технологические процессы, определить и отобразить
зоны возможных ЧС, показать действия сил и средств борьбы с ЧС. Все эти элементы желательно воспроизвести на картографической основе. Однако работа с картами в строгом смысле этого слова требует наличия лицензии, соблюдения стандартов (например, ГОСТ Р 22.010-96), сопряжена с секретностью. Качество графических исходных данных, как правило, не позволяет представить информацию в картографической форме. В нормативнометодических материалах по оценке риска отсутствуют требования к качеству исполнения графических материалов. Поэтому, на наш взгляд, можно обойтись упрощёнными схемами, планами. Перспективным представляется использование ЗД-технологий, однако это направление ещё менее информационно подготовлено и обеспечено. Для поддержки работы с графическими объектами, картами в Институте развиваются геоинформационные технологии, в частности, средства ЗД-графики.
На рис. 2 приведён условный пример построения графических элементов в ходе анализа безопасности промышленного объекта.
Рис. 2. Графические элементы анализа безопасности (пример)
2.2. Формирование сценариев возможных аварий Важным и сложным моментом является определение перечня сценариев возможных ЧС. Должны быть рассмотрены не только проливы, истечения опасных веществ, но и такие возможные последствия, как взрывы и пожары, что существенно расширяет дерево сценариев. При описании сложных промышленных объектов число возможных сценариев может достигать нескольких сотен. В Институте реализован комплекс инструментальных программных средств экспресс-анализа риска возможных техногенно-природных аварий для типовых действующих и проектируемых опасных объектов. На основе обработки разнородных данных об авариях и инцидентах на аналогичных объектах генерируется описание возможных аварий, выполняется предварительная оценка их вероятности и ущерба для данного объекта.
Предложена унифицированная структура описания техногенно -природных аварий. С использованием элементов экспертных систем развиваются средства автоматизированного синтеза сценариев аварий на типовых объектах. На рис. 3 приведена схема генерации сценариев (на примере объектов нефтепереработки).
На рис. 5 условно представлены варианты формирования состава сил для различных сценариев.
Рис. 3. Синтез сценариев развития возможных аварий
2.3. Обоснование плана действий сил и средств План локализации и ликвидации ЧС (далее -План) представляет собой сложную систему взаимодействия во времени и пространстве разнородных сил и средств различных организаций и ведомств. Разработан пакет методик и программ, позволяющий автоматизировать построение алгоритма и календарного плана проведения операции по борьбе с ЧС. На рис. 4 условно показаны основные этапы Плана.
Рис. 4. Формирование плана ликвидации ЧС
Сложным моментом при составлении Плана является расчёт достаточности сил и средств для различных сценариев. Для типовых источников и сценариев аварий автоматизирован расчет необходимого количества техники, материалов и персонала, а также времени локализации и ликвидации аварии.
Вариант № 2
! т
* л
Рис. 5. Расчёт достаточности сил и средств Заключение
По каждому из этапов анализа риска Институтом выполнены наработки в виде методик, информационных технологий и программных комплексов (например, [4]). С использованием этих средств для разнородных опасных объектов разработаны декларации и паспорта безопасности, планы по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов и т. д. - всего 45 документов за период 20052010гг. Таким образом, в соответствии со сформулированным во Введении расширенным определением, создание и внедрение средств оценки риска ЧС на опасных производственных объектах обладают всеми признаками И3-технологий.
Литература
1. Соложенцев, Е.Д. О создании научных центров "И3-технологии в экономике" / Е.Д. Соложенцев // Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах: Тр. Межд. науч. школы МА БР-2010. г. Санкт-Петербург, 6-10 июля, 2010 г. -СПб: ГУАП. СПб., 2010. - С.27-34.
2. Рябинин, И.А. Надёжность и безопасность структурно-сложных систем / И.А. Рябинин - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2007. - 276 с.
3. Яковлев, С.Ю. Методологические проблемы анализа риска в сложных системах / С.Ю. Яковлев, А.Я. Фридман // Информационные технологии в региональном развитии. - Апатиты, 2008. - Вып. VIII. - С. 69-72.
4. Яковлев, С.Ю. Инновационные исследования ИИММ КНЦ РАН в сфере промышленноэкологической безопасности / С.Ю. Яковлев, А.А. Рыженко, Н.В. Исакевич // Вестник КНЦ (в печати).
