CC BY
10
УДК 614.8.084
МАГНИТНАЯ БУРЯ КАК ИСТОЧНИК АВАРИЙ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДАХ РФ
С. Н. МАСАЕВ, Д. А. ЕДИМИЧЕВ, А. А. СЕРЕДКИНА, Е. А. РУФ
ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет, институт нефти и газа, Российская Федерация, г. Красноярск E-mail: faberi@list.ru, edimichev@inbox.ru, alina.seriodkina@yandex.ru, lenaroof@mail.ru
Состояние человека напрямую влияет на качество работы, которую он выполняет. Рассмотрено влияние магнитных бурь на нарушение состояния здоровья, психики человека, при которых происходит нарушение правил пожарной и промышленной безопасности на нефтеперерабатывающих заводах. Методом корреляционно-регрессионного анализа выполнен расчет влияния количества магнитных бурь на количество аварий на нефтеперерабатывающих заводах. Рассчитаны: средняя величина, среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации, число групп, длину интервала, коэффициент корреляции, среднюю квадратичную ошибку коэффициента корреляции, рассчитано регрессионное уравнение. Проверена гипотеза влияния магнитных бурь на количество аварий на нефтеперерабатывающих заводах с вероятностью 95%. Точность расчетов подтверждена аварией 9 января 2020 года в 16.55 ч. в Ухте на нефтеперерабатывающем заводе ООО «ЛУКОЙЛ - Ухтанефте-переработка» где произошел взрыв и пожар.
Ключевые слова: Магнитная буря, авария, нефтеперерабатывающий завод, корреляционно-регрессионный анализ, психология, здоровье человека, лукойл.
MAGNETIC STORM AS A SOURCE OF ACCIDENTS IN OIL REFINING PLANTS OF THE RUSSIAN FEDERATION
S. N. MASAEV, D. A. EDIMICHEV, A. A. SEREDKINA, E. A. RUF
Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University»,
Russian Federation, Krasnoyarsk E-mail: faberi@list.ru, edimichev@inbox.ru, alina.seriodkina@yandex.ru, lenaroof@mail.ru
The condition of a person directly affects the quality of the work that he performs. The influence of magnetic storms on the violation of the state of health, the human psyche, in which there is a violation of the rules of fire and industrial safety at oil refineries, is considered. Using the method of correlation and regression analysis, we calculated the influence of the number of magnetic storms on the number of accidents at oil refineries. The following values were calculated: mean value, standard deviation, coefficient of variation, number of groups, interval length, correlation coefficient, mean square error of the correlation coefficient, the regression equation was calculated. The hypothesis of the influence of magnetic storms on the number of accidents at oil refineries with a probability of 95% is tested. The accuracy of the calculations was confirmed by the accident on January 9, 2020 at 16.55 hours in Ukhta at the refinery of LLC LUKOIL - Ukhtaneftepere-rabotka where an explosion and fire occurred.
Keywords: Magnetic storm, accident, oil refinery, correlation regression analysis, psychology, human health, Lukoil.
Введение
На территории Российской Федерации действует 32 нефтеперерабатывающих завода (далее по тексту НПЗ) [1].
© Масаев С. Н., Едимичев Д. А., на А. А., Руф Е. А., 2020
Середки-
По статистическим данным в России средняя частота пожаров, по всем объектам и отраслям нефтеперерабатывающей промышленности, составляет 12 пожаров в год [2, 3]. Очень опасным для возникновения пожара является весенне-летний период.
Основная причина, способствующая возникновению пожаров в резервуарных пар-
ках на территории России - это сам человек. Так как значительная часть пожаров и взрывов на резервуарах происходит при их подготовке к проведению ремонтных и огневых работ.
Источниками зажигания при проведении этих работ могут быть: искры от электрооборудования, расположенного близко к резервуару; выхлопные газы от используемой для откачки техники; наличие капель расплавленного металла; неосторожное обращение с огнем, допущенное при ремонте резервуаров.
Причина этих аварий - это целая совокупность обстоятельств, каждое из которых само по себе не могло инициировать аварию, крупный пожар, и только их сочетание приводит к серьезным последствиям.
Сразу отметим, что влияние магнитных бурь на человека научно не доказано, т.е. нет однозначного мнения и крупных исследований на эту тему. Однако, в эти дни увеличивается количество жалоб на самочувствие от людей в медицинские учреждения. Дело в том, что при магнитной буре повышается вязкость крови и ухудшается газообмен, уменьшается количество кислорода в крови, сокращается выработка мелатонина. У человека развивается стресс в явной или не заметной для самого человека форме. Организм тратит значительные ресурсы на адаптацию к стрессу. Самым чувствительным органом человека к кислородному голоданию является его мозг. Следствием может быть: повышенная раздражимость, ослабление памяти, неспокойный сон, а также повышенная утомляемость. Все это может повлиять на точность выполняемых работ и на несоблюдение необходимых мер пожарной и промышленной безопасности.
Тогда актуально рассмотреть вопрос о том, является ли геомагнитная активность солнца (далее по тексту магнитные бури) фактором, влияющим на человеческий организм на психику человека, при которых происходит нарушение правил пожарной и промышленной безопасности на объекте.
Цель работы: рассчитать влияние магнитных бурь на психологическое состояние работников, приводящее к авариям на нефтеперерабатывающих заводах.
Материал и методы исследования
Использовался корреляционно-
регрессионный анализ. Это достаточно известный и хорошо описанный метод [4], где через коэффициент корреляции и его значимость определяется влияние одного параметра на другой.
Формула коэффициента корреляции:
-X)(Y - Y)
cov
(1)
где гХ7 - коэффициент корреляции; ооу^ - ковариация переменных X и У; ох и < - стандартное отклонение переменных
X и У; X и У - среднее значение X и У.
Значение коэффициента может меняться от -1 до +1. Если значение близко к единице или минус единице - значит, два явления сильно взаимосвязаны. Околонулевые значения, в свою очередь, говорят об отсутствии какой-либо зависимости между явлениями.
Значимость линейного коэффициента корреляции проверяется на основе критерия Стьюдента:
t = „
11 - r1
■ (n - 2) =
л/Г—
:■>/n-2 . (2)
Если t>tKp при (P, n-2), то линейный коэффициент корреляции значим и значима статистическая связь X и Y.
Расчет выполнялся с помощью компьютерной программы Excel.
Эксперимент
Сформирован временной ряд аварий, произошедших с 2009 по 2019 гг. на нефтеперерабатывающих заводах РФ, было их зарегистрировано 63, средняя частота пожаров на НПЗ составила 6 пожаров в год. Количество магнитных бурь в России за 11 лет (с 2009 по 2019 гг.) насчитывается 345.
Представим данные произошедших аварий и магнитных бурь в виде графика (рис. 1).
По графику можно сказать, что магнитных бурь в эти года случалось в несколько раз больше, чем аварий на нефтеперерабатывающих заводах. И не всегда магнитные бури влияли на аварии, к примеру, в 2019 году магнитных бурь не было, но авария, как показано, была (рис. 1).
Сгруппируем статистику аварий в России за период с 2009 года по 2019 год по дням недели (табл. 1). Для построения регрессионной модели введем в рассмотрение две величины: х - магнитные бури (факторный признак); у - аварии (результативный признак).
r =
'XY
2
r
r
2
Рис. 1. Количество аварий и магнитных бурь с 2009-2019гг.
Таблица 1. Количество магнитных бурь и аварий по дням недели
День недели Авария Магнитная буря
Понедельник 9 49
Вторник 7 54
Среда 16 60
Четверг 9 46
Пятница 7 47
Суббота 7 46
Воскресенье 8 43
Общий итог 63 345
Из рис. 2 видно, на первый взгляд, что количество вспышек влияет на количество аварий, происходящих на нефтеперерабатывающих заводах РФ. Для подтверждения это зависимости с научной точки зрения выполним стандартные расчеты корреляционно-регрессионного анализа [4]:
• среднюю величину х =49,3;
• рассчитаем среднеквадратическое отклонение а , а =25;
х ' х '
• коэффициента вариации V =10,5% (выборка однородна);
• число групп равно 4;
• длина интервала г =4,25;
• проверяем гипотезу влияния магнитных бурь на количество аварий на нефте-
перерабатывающих заводах при Р = 0,95 , к = 7 " 2 = 5 , Тл = 2,10 ;
• линейный коэффициент корреляции равен г =0,73;
• среднюю квадратичную ошибку коэффициента корреляции аг =0,23.
и г
Имеем = t > ^абл - критерия
аг Р
(3,64 > 2,10). Итак, получаем существенную значимость коэффициента корреляции.
Построим регрессионную модель линейной зависимости исходных данных в виде у = а + Ьх. Вычислим необходимые параметры связи: а и Ь.
a = -
Z X Z -У. " "X W
(£ X, )2 - nZ
= 0.408 ,
Е х Е хгУг -Ех2 Е у г
Ь =-= -11.1088 .
(Е х )2 - пЕ х2
Получаем зависимость следующего вида (рис. 3) у = 0.48х -11.11 .
Рис. 2. График аварий и магнитных бурь по дням недели
Рис. 3. Диаграмма рассеяния
Полученное уравнение регрессии можно использовать для планирования среднего числа аварий на заданном интервале времени и, следовательно, определять размер сил и средств, которое необходимо задействовать на их ликвидацию1,2,3.
1 Статистика пожаров на объектах нефтегазовой отрасли: - URL: https://studwood.ru/2057368/bzhd/statistika_pozh arov_obektah_neftegazovoy_otrasli (Дата обращения: 24.01.2020).
2 Статистика пожаров - Пожарная безопасность резервуарных парков: - URL:
Обсуждение результатов
9 января 2020 года в 16.55 ч. в Ухте на нефтеперерабатывающем заводе ООО «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтепереработка» произошел взрыв и пожар, ликвидировали его только к утру 10 января. Пожару присвоен повышенный ранг сложности - ранг №3. На место пожара
https://vuzlit.ru/115716/statistika_pozharov (Дата обращения: 24.01.2020).
3 Пожары и взрывы на промышленных предприятиях в России в 2018-2019 годах: - URL: https://ria.ru/20190116/1549440149.html (Дата обращения: 24.01.2020).
были направлены подразделения ГУ МЧС России по Республике Коми в составе 78 чело-век,18 единиц техники и 1 пожарный поезд. Горела установка по переработке дизельного топлива, площадь пожара 1 тыс. кв.м. При пожаре пострадал один работник завода. Причиной пожара могло стать нарушение технологического процесса, так как перед пожаром произошло два технологических взрыва.
Данная авария произошла в четверг, в один из опасных дней, когда человек подвержен влиянию магнитных бурь. Анализ магнитных бурь показал, что 3 и 5 января были сильные магнитные бури. А 10 января была слабая магнитная буря ¿1 (слабая буря, а именно 2 балла).
Заключение
Выполнены следующие задачи: проверена однородность выборки, проверены данные на соответствие нормальному закону распределения, выполнена аналитическая группировка данных, рассчитан коэффициент корреляции, вычислили среднюю квадратичную
ошибку коэффициента корреляции, построить регрессионную модель линейной зависимости.
Цель, поставленная в начале работы: рассчитать влияние магнитных бурь на психологическое состояние работников, приводящее к авариям на нефтеперерабатывающих заводах, выполнена. В результате проведенного исследования, можно сделать вывод, что данная работа актуальна, ее можно продолжать для других объектов промышленности. Задачи решены, цель достигнута, гипотеза подтвердилась. Мы получили значение коэффициента корреляции 0,73, значит, аварии и магнитные бури имеют сильную взаимосвязь с вероятностью 95%. Важным фактором, влияющим на число аварий на нефтеперерабатывающих заводах в России, являются магнитные бури, они сильно влияют на человека, из-за этого и происходят нарушения, приводящие к авариям. Профилактика и предупреждение влияния магнитных бурь, в рамках мероприятий пожарной безопасности на заводах, должно уделяться особое внимание в среду, пятницу и воскресенье.
Список литературы
1. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: учеб. пособие / Д. А. Едимичев [и др.]. Красноярск, 2019. 148 с.
2. Пожарная тактика: учеб. пособие /
B. Н. Масаев [и др.]. Красноярск, 2017. 286 с.
3. Статистика пожаров: учеб. пособие /
C. Н. Масаев [и др.]. Красноярск, 2019. 148 с.
4. Функционально-стоимостный анализ выбора аварийно-спасательной техники для обеспечения проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ на мало объемных и рассредоточенных объектах / С. Н. Масаев [и др.]. // Безопасность жизнедеятельности. 2019. № 7. C. 30-37. Режим доступа: http://novtex.ru/bjd/bgd19/annot07.html#5, ограниченный. - (Дата обращения: 24.09.2019).
5. Список нефтеперерабатывающих заводов России: - URL: https://pronpz.ru/neftepererabatyvayushchie-zavody/rossiya.html (Дата обращения: 24.01.2020)
References
1. Zdaniya, sooruzheniya i ih ustojchivost' pri pozhare [Buildings, structures and their stability in case of fire] / D. A. Edimichev [et al.]. Textbook. Krasnoyarsk, 2019. 148 p.
2. Pozharnaya taktika: ucheb. posobiye [Fire tactics: textbook] / V. N. Masayev [et al.]. Krasnoyarsk, 2017. 286 p.
3. Statistika pozharov [Fire statistics: textbook]. / S. N. Masaev [et al.]. Krasnoyarsk, 2019. 148 p.
4. Funkcional'no-stoimostnyj analiz vy-bora avarijno-spasatel'noj tekhniki dlya obespech-eniya provedeniya avarijno-spasatel'nyh i drugih neotlozhnyh rabot na malo ob»emnyh i rassredotochennyh ob»ektah [Functional-Cost Analysis of the Choice of Emergency Rescue Equipment in Carrying out Rescue and other Urgent Work on Low-Volume and Dispersed Objects] / S. N. Masaev [et al.]. Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti, 2019, vol. 7, 30-37. URL: http://novtex.ru/bjd/bgd19/annot07.html#5, limited. (Data obrashcheniya: 09.24.2019).
5. List of refineries in Russia: URL: https://pronpz.ru/nefteperateratyvayushchie-zavody/rossiya.html (Data obrashcheniya: 24.01.2020).
Масаев Сергей Николаевич ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет, Российская Федерация, г. Красноярск, кандидат технических наук
E-mail: faberi@list.ru, +79135507006. Masaev Sergey Nikolaevich
Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» Russian Federation, Krasnoyarsk, candidate of technical sciences E-mail: faberi@list.ru, +79135507006.
Едимичев Дмитрий Александрович
ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет, Российская Федерация, г. Красноярск доцент,
кандидат технических наук
E-mail: edimichev@inbox.ru , +79069120606.
Edimichev Dmitry Aleksandrovich
Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University»
Russian Federation, Krasnoyarsk
candidate of technical sciences
E-mail: edimichev@inbox.ru, +79069120606.
Руф Елена Андреевна
ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет,
Институт Нефти и Газа Российская Федерация, г. Красноярск
Студентка 4 курса
E-mail: lenaroof@mail.ru
Ruf Elena Andreevna
Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» Russian Federation, Krasnoyarsk Student 4 courses E-mail: lenaroof@mail.ru +79504131447
Серёдкина Алина Александровна
ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет,
Институт Нефти и Газа Российская Федерация, г. Красноярск
Студентка 4 курса
E-mail: alina.seriodkina@yandex.ru
Seredkina Alina Alexandrovna
Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» Russian Federation, Krasnoyarsk Student 4 courses E-mail: alina.seriodkina@yandex.ru +79029601634
