Оценка риска возникновения аварии на объектах нефтяной промышленности Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 519.711.3

ОЦЕНКА РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИИ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

А.В. Рыбаков

Академии гражданской защиты МЧС России

Для оценки опасностей, которые представляет потенциально опасный объект для населения, инфраструктуры и окружающей среды, проведен комплексный анализ опасных факторов, приводящих к возникновению аварийных ситуаций на объекте. Результатом анализа является комплексный коэффициент опасности объекта, который включает антропогенную оценку риска, позволяет сравнить между собой потенциально опасные объекты, принадлежащие к одной или разным промышленным группам.

В качестве примера рассмотрена подсистема объектов топливно-энергетического комплекса - комплекс объектов нефтяной промышленности, которые используют, хранят и транспортируют нефтепродукты.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: топливно-энергетический комплекс, структурная устойчивость, критерии оценки, лингвистическая переменная

RISK ASSESSMENT OF EMERGENCY SITUATIONS OCCURRENCE ON THE PETROLEUM INDUSTRY OBJECT

A.V. Rybakov

For the safety evaluation of population, infrastructure and environment potential accident objects it's necessary to analyze the object security and also to make complex analysis of hazards, which become the result of emergency situations occurrence on the object. The result of this evaluation will be the complex safety coefficient, which includes anthropogenic risk assessment, structure stability assessment and risk assessment of emergency situations occurrence on the object.

For example, petroleum storage depot, as fuel-energy complex, is considered to be the potential accident object. In result of system analysis the structure of potential accident object was determined, destructive elements were revealed and connections with them. Subsystems of oil products receiving point, storage point and oil products departure point refer to these elements.

Техногенная безопасность потенциально опасного производственного объекта в нормативной документации определяется через состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от последствий аварий на потенциально опасном объекте [1].

Защищенность населения и территории зависит от способности потенциально опасного объекта сохранять состояние дееспособности при различных условиях функционирования как в штатном режиме, так и в аварийных ситуациях. Это в свою очередь зависит от способности структурных элементов объекта выдерживать воздействия, превышающие их уровни стойкости.

Тогда одной из составляющей техногенной безопасности является способность объекта сохранять свою структуру при воздействии поражающих факторов на его элементы, т.е. структурная устойчивость.

Величина поражающего фактора, превышающая уровень, на который рассчитана структурная устойчивость потенциально опасного объекта, приводит к разрушению структуры и возникновению аварии. Возможность возникновения аварийной ситуации рассматривается как риск.

Для оценки техногенной безопасности потенциально опасного объекта необходимо знать насколько опасен сам потенциально опасный объект, т.е. оценить величину ущерба от возможных ЧС на объекте.

Таким образом, техногенная безопасность потенциально опасного объекта включает структурную устойчивость, опасность, которую представляет объект, и возможность возникновения аварий на нем - риск (рис. 1).

Опасность

Безопасность

Структурная устойчивость

Риск

Рис. 1. Схема структуры техногенной безопасности

Рассмотрим подсистему объектов топливно-энергетического комплекса - подсистему объектов нефтяной промышленности. В эту подсистему входят объекты, которые используют, хранят и транспортируют нефтепродукты.

Для выполнения своих функций потенциально опасный объект взаимодействует с окружающей средой.

Доставка нефтепродуктов осуществляется речным транспортом, железнодорожным и автомобильным транспортом. Эти объекты являются элементами окружающей среды. Но они должны быть включены в систему, так как взаимодействуют с потенциально опасным объектом, оказывая влияние на его функционирование.

Для построения структуры потенциально опасного объекта необходимо выбрать элементы, представляющие техногенную опасность. Такими элементами являются: подсистема пункта приема нефтепродуктов; подсистема пункта хранения нефтепродуктов; подсистема пункта отпуска нефтепродуктов, подсистема трубопроводов.

В результате анализа для рассматриваемого объекта были выявлены следующие виды опасности:

взрывоопасность; пожароопасность; химическая опасность.

Структура потенциально опасного объекта, относящегося к объектам топливно-энергетического комплекса, приведена на рис. 2.

Критерий оценки техногенной безопасности является сложным. Его структура отражает структуру техногенной безопасности. Составляющими критерия оценки техногенной безопасности являются GoПacHocTИ критерий оценки опасности, GycToйчиBocTИ критерий оценки структурной устойчивости и Gриcкa критерий оценки риска. Тогда критерий оценки техногенной безопасности имеет следующую структуру:

Gбезoпacнocти: ^ Gycтoйчивocти Gриcкa

опасности

Критерий оценки техногенной безопасности заключается в сопоставлении показателей критериев каждого из составляющих техногенную безопасность и комплексного показателя техногенной безопасности с ранговыми шкалами [2].

Рис. 2. Схема структуры потенциально опасного объекта Так, для показателя критерия оценки опасности ранговая шкала имеет следующий вид:

малая средняя высокая

опасность опасность опасность

0 0.33 0.66 1

Показатель критерия оценки опасности является результатом свертки лингвистического показателя [3], который выражается значением лингвистической переменной в следующем виде:

ОПАСНОСТЬ = ((ТШ1); (Т2 / а2); (Т3 / а3)},

где Т1, Т2, Т3 термы.

Т1 - МАЛО ОПАСНОЕ СОСТОЯНИЕ, Т2 - УМЕРЕННО ОПАСНОЕ СОСТОЯНИЕ, Т3 - ОЧЕНЬ ОПАСНОЕ СОСТОЯНИЕ.

а1, а2, а3 - значения функции принадлежности для термов Т1, Т2, Т3 соответственно. Для показателя критерия оценки структурной устойчивости ранговая шкала имеет следующий вид:

малая средняя высокая

устойчивость устойчивость устойчивость

0 0.33 0.66 1

Показатель критерия оценки структурной устойчивости является результатом свертки лингвистического показателя, который выражается значением лингвистической переменной в следующем виде:

СТРУСТОЙЧИВОСТЬ = ((ТШ); (Т2 / Ь2); (Т3 / Ь3)),

где Т1, Т2, Т3 термы.

47

Т1 - НИЗКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ, Т2 - СРЕДНЯЯ УСТОЙЧИВОСТЬ, Т3 - ВЫСОКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ.

Ь1, Ь2, Ь3 - значения функции принадлежности для термов Т1, Т2, Т3 соответственно. Для показателя критерия оценки риска ранговая шкала имеет следующий вид:

малый риск средний риск высокий риск

возникновения ЧС возникновения ЧС возникновения ЧС

0.33

0.66

1

0

Показатель критерия оценки риска является относительное расстояние по Хеммингу, которое учитывает наибольшее число отклонений от нормального функционирования потенциально опасного объекта.

Для показателя критерия оценки техногенной безопасности ранговая шкала имеет следующий вид:

малая средняя высокая

безопасность безопасность безопасность

0 0.33 0.66 1

Показатель критерия оценки техногенной безопасности является результатом свертки лингвистических показателей критерия оценки опасности, критерия структурной устойчивости и критерия оценки риска, который выражается значением лингвистической переменной в следующем виде:

ЛПбезопасности = (Т11 х1); (Т2 | х2); (Т3 | дЗ)),

где Т1, Т2, Т3 термы, которые принимают следующие значения: Т1 - НИЗКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, Т2 - СРЕДНЯЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, Т3 - ВЫСОКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.

х1, х2, х3 - значения функции принадлежности для термов Т1, Т2, Т3 соответственно

[4, 5].

Графический вид термов лингвистической переменной БЕЗОПАСНОСТЬ представлен на рис. 3.

низкая средняя высокая

\ / \ )

\ /

/ / \ 1

\ /

/ /

у у /

1

-,--■ .-. Е

О 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Рис. 3. Лингвистическая переменная БЕЗОПАСНОСТЬ

48

Так, например, для оценки техногенной безопасности нефтебазы были получены следующие:

лингвистическая переменная техногенной опасности объекта:

ОПАСНОСТЬ = ((Т1/0,053);(Т2/0,969};(Т3/0,323)),

лингвистическая переменная структурной устойчивости:

СТР УСТОЙЧИВОСТЬ = ((Т1/0,488);(Т2/0,996);(Т3/0,866)),

лингвистическая переменная возникновения риска ЧС:

РИСК = {(Т1| 0,241),(Т2| 0,672),(Т3 0,876)}.

После свертки значений функций принадлежности были получены значения: коэффициент опасности копасности=0,45, коэффициент структурной устойчивости кустойчивости=0,7 коэффициента риска криска=0,3.

Тогда, определив среднее гармоническое названных коэффициентов, получаем величину коэффициента безопасности кбезопасности=0,43.

кбезопасжж

3

1

+

к к и к

опасности устоичивои риска

Полученное значение в соответствии со шкалой техногенной безопасности соответствует СРЕДНЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

Литература

1. Степанов Б.М. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности: учебное пособие. М.: ВА РВСН, 2001.

2. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1990.

3. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. Перевод с французского В.Б. Кузьмина. - М.: Радио и Связь. 1982.

4. Рябинин И.А., Черкессов Г.Н., Логико-вероятностный метод исследования надежности структурно-сложных систем. М.: Радио и связь, 1981.

5. Соложенцев Е.Д. Сценарное логико-вероятностное управление риском в бизнесе и технике. СПб. - 2004.

1

1