Оцінка пожежного ризику на АЗС: моделювання, аналіз, прийняття рішень Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Н. Ю. Шевченко

канд. екон. наук,

О. О. Верещак,

Донбаська державна машинобудiвна академiя, м. Краматорськ

ОЦ1НКА ПОЖЕЖНОГО РИЗИКУ НА АЗС: МОДЕЛЮВАННЯ, АНАЛ1З, ПРИЙНЯТТЯ Р1ШЕНЬ

Постановка проблеми. Сучаснi урбанiстичнi умови господарювання вимагають збшьшення темпiв бущв-ництва автозаправних станцш (АЗС) та комплекав (АЗК), на територп яких об'еднаш автозаправна стан-цiя i тдприемства сервiсного обслуговування водив, пасажирiв та к транспортних засобiв. При цьому АЗС та АЗК е об'ектами пщвищено! пожежовибухонебез-пеки, обумовлено! великими обсягами збертання ав-томобшьного палива, особливостями технологiчних процесiв, пов'язаних з прийомом, збер^анням i вида-чею палива. А враховуючи, що значна частина таких об'екив розташована на територГ! населених пунктiв, то можливi аварп становлять серйозну небезпеку для населення, шфраструктури та навколишнього середо-вища, а також супроводжуються великими економiч-ними збитками для самих автозаправних об'екпв. У таких умовах особливо! актуальности набувае свое-часна кшьюсна оцiнка пожежного ризику з метою розробки заходiв щодо зниження рiвня пожежно! не-безпеки на АЗС та АЗК.

Аналiз останшх дослщжень. Враховуючи специ-фiку та нормативну регламентовашсть пiдходiв до ощнки пожежного ризику на АЗС, в украшськш на-уковiй лiтературi досить обмежено представлеш аль-тернативнi пщходи до оцiнки та моделювання пожежного ризику. Наразi базовими документами при визна-ченi рiвня вщповщносп АЗС вимогам пожежно! без-пеки е НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежно! без-пеки в Укра!нЬ> [1] та НПБ П1-98* «Автозаправш станцп. Вимоги пожежно! безпеки» [2]. Альтернативт пiдходи до аналiзу небезпеки та рiвня ризику автозаправних станцш представлено укра!нськими авторами В. О. Маховським та О. А. Крюковською в робота [3], особливосп моделювання ризику аварш на небезпеч-них виробничих об'ектах, у тому чи^ на АЗС, описано А. Д. Галеевим та С.1. Понiкаровим [4].

Фактори, яю необхiдно враховувати при оцiнцi пожежного ризику, були видшеш Нацiональною аген-цiею з протипожежного захисту (МБРА) [5]. Стверджу-еться, що при виборi методу оцiнки пожежного ризику необхщно враховувати наступнi фактори: цМ защ-кавлених осiб i критерп допустимостi; змiст оцiнки пожежного ризику; щльову аудиторiю; нормативнi та/або судовi питання; прецеденти подiбного застосу-вання; наявш ресурси i данi; обмеження за часом i ви-тратами; квалiфiкацiю персоналу i потенцiйну необ-хiднiсть врахування невизначеностей. При цьому характер невизначеносп зумовлюе вибiр методiв зниження пожежного ризику. Наприклад, В.Ф. Стоець-кий, Л.В. Дранишников та А.Д. бсипенко видшяють три основнi групи таких метсдав [6]:

— методи, як! знижують ймовiрнiсть виникнення пожежонебезпечних ситуацiй;

— методи, що обмежують наслiдки аварп та знижують ймовiрнiсть !"! розвитку за найбшьш несприят-ливим сценарiем;

— методи, як1 знижують ймовiрнiсть ураження людей небезпечними факторами пожеж i вибухiв.

Водночас на практищ в основному застосову-еться класична методика визначення певних розра-хункових величин пожежного ризику на виробничих об'ектах [7, 8]. Тому подальшi дослщження щодо формування альтернативних пiдходiв до ощнки (моде-лювання) пожежного ризику е актуальними.

Метою статтi е розробка методичних пiдходiв до ощнки пожежного ризику на автозаправних станщях для своечасного виявлення можливо! загрози та реаль защ! ефективних заходiв щодо зниження рiвня ризику.

Виклад основного матерiалу дослiдження. Базовою основою методики ощнки пожежного ризику на автозаправних станщях, що пропонуеться авторами дано! статл, е методика визначення розрахункових величин пожежного ризику на виробничих об'ектах [8], зпдно яко! шдивщуальний пожежний ризик вщповщае необ-хiдному рiвню, якщо:

2 в ^ 2 н ,

(1)

жежного ризику, <н= 10'6 рж ; 2Н — розрахункова величина iндивiдуального пожежного ризику.

Розрахункова величина пожежного ризику визна-чаеться як максимальне значення пожежного ризику з розглянутих сценарпв пожежi (варiантiв розвитку по-жежi з урахуванням мюця виникнення i характеру розвитку), розглядаються сценарп пожежi, при яких реалiзуються найгiршi умови для забезпечення без-пеки людей:

2 „„ = тах{< в 2 в 2в} , (2)

де 2 в — це розрахункова величина пожежного ризику для ¿-го сценарда пожежц N — кшьюсть розгля-нутих сценарпв пожежь

Розрахункова величина шдивщуального пожежного ризику для 1-го сценарда пожежi 2в розрахову-

еться за формулою:

2в = 2п, ■ (1 - клш) ■ РПР1- (1 -Ре,) ■ (1 - КП 31) ■ Кр , (3)

де 2п — частота виникнення пожеж в будiвлi протягом року; Кр ~ коефщент, що характеризуе iнтенсивнiсть розвитку пожежi; к — коефщент, що враховуе вщ-повщшсть установок автоматичного пожежогасiння (далi — АУП) вимогам нормативних докуменпв з пожежно! безпеки; р — ймовiрнiсть присутностi людей в бущвл^ яка визначаеться з стввщношення:

Р =

1 ПР1

?

фут

24

(4)

де г — час знаходження людей в бущвлк р — ймо-

функ 31

вiрнiсть евакуащ! людей; кпз — коефщент, що вра-

де 2Н — нормативне значення шдивщуального по-

ховуе вщпов1дшсть системи протипожежного захисту вимогам нормативних документа з пожежно! безпеки, розраховуеться за формулою:

К U.S., = 1 - (1 - К0би, ■ кСОуЕ,) ■ (1 - К0би, • кпдз,) , (5) Де Коби1 — коефщент, що враховуе вщповщшсть системи пожежно! сигнатзацц вимогам нормативних документа з пожежно! безпеки; КСОУЕ1 — коефщент, що

враховуе вщповщшсть системи оповщення людей про пожежу та управлшня евакуащею людей вимогам нормативних документа з пожежно! безпеки; к пдз

— коефщент, що враховуе вщповщшсть системи про-тидимового захисту вимогам нормативних документа з пожежно! безпеки.

1мов1ршсть евакуацп рв розраховуеться за формулою:

Ре, =

0,8 ■ б

, якщо t < 0,8 ■ t, < t +1 та t < 6 хв

' ' р ' бл p пе ск

0,999, якщо tp + tm < 0,8 ■ tл та tCK < 6 хв 0,000, якщо t > 0,8 ■ ttu або t > 6 хв

(6)

де — час початку евакуацп, хв.; г — розрахунковий

час евакуацп людей, хв.; гбл — час блокування шляхiв

евакуацп, хв.; гск — час юнування скупчень людей на

дшянках шляху (щшьтсть людського потоку на шляхах евакуацп перевищуе значення 0,5).

Для врахування невизначеносп характеру та умов розвитку пожежi пропонуеться вважати величини гпе, , гбж, гск випадковими. Важливо для прогнозування

найбшьш песимiстичних сценарпв евакуацiI викорис-товувати рiзнi закони розподшу для будiвель рiзних клаав функдiональноI пожежно1 небезпеки. Однак враховуюч дослiдження, проведенi А. Самошиним [9], найбшьш адаптованими законами вважаемо рiв-номiрний та нормальний закони розподшу випадково! величини.

Для формування сценарпв розвитку пожежi важливо визначити фактори внутрiшнього та зовнiшнього середовища, що безпосередньо впливають на тенден-цiю (масштаб) розвитку пожежъ Серед таких фактс^в визначимо таю:

— мiсце виникнення пожеж (табл. 1);

Можливi мгсця виникнення пожеж1

[авторська розробка]

Таблиця 1

№ з/п Можливий варiант Експертна оцiнка, бал

1 Поруч з паливо роздавальними колонками 3

2 Поблизу з примщенням для персоналу АЗС 1

3 На майданчику для автотранспорту 1

4 Поруч з резервуарами для збе-ртання палива 5

2); 4);

— законом1рноси розповсюдження пожеж (табл.

— початкова область пожеж1 (табл. 3);

— параметри навколишнього середовища (табл.

— початков1 параметри примщення (табл. 5).

Таблиця 2

Закономiрностi розповсюдження пожеж1

[авторська розробка]

№ з/п Можливий варiант Експертна ощнка, бал

1 Низька ймовiрнiсть горизонтального розповсюдження (охоп-лення пожежею нових областей) 1

2 Середня ймовiрнiсть розповсюдження (охоплення пожежею нових областей) 3

3 Висока ймовiрнiсть розповсюдження (охоплення пожежею нових областей) 5

Таблиця 3 Початкова область пожеж1 [авторська розробка]

№ з/п Можливий варiант Експертна оцiнка, бал

1 Вщ 0 до 0,5 м2 1

2 Вiд 0,5 до 1 м2 3

3 Больше 1 м2 5

Таблиця 4 Параметри навколишнього середовища

[авторська розробка]

№ з/п Можливий варiант Експертна ощнка, бал

1 Агресивне середовище 5

2 Нейтральне середовище 3

3 Сприятливе середовище 1

Початковi параметри примщення

[авторська розробка]

Таблиця 5

№ з/п Можливий варiант Експертна оцiнка, бал

1 Велика кшьюсть сходинок 1

2 Недостатня ширина дверного

отвору 1

3 Недостатня кшьюсть виходiв 3

4 Наявшсть предмета, пере-

шкоджаючих вшьний вихщ 3

Тод1 коефщент, що характеризуе штенсившсть розвитку пожеж1, Кр буде розраховуватися за форму-

Kp =■

1

(7)

X Л,

де Rt — експертна ощнка в балах за i-м фактором; n — кшьюсть фактор1в (дор1внюе 5).

У раз1, якщо розрахована величина шдивщуаль-ного пожежного ризику перевищуе допустиме значення, то слщ розробити додатков1 протипожежш заходи щодо зниження пожежного ризику (табл. 6), до яких можна вщнести:

— побудову додаткових евакуащйних шлях1в i ви-ход1в (профшактичний захщ №1);

t

лою:

i=1

n

168

В1СНИК ЕКОНОМИНО1 НАУКИ УКРА1НИ

— встановлення систем автоматичного пожежога-сшня (профшактичний захiд №2);

— вдосконалення систем оповiщення людей про пожежу та управлшня евакуацieю людей пщвищеного типу (профшактичний захiд №3);

— скорочення часу перебування людей на терито-pi'i АЗС (профшактичний захщ №4);

— захист обладнання вiд пожежi i механiчного по-шкодження (пiдземне розташування, теплоiзоляцiя, водяне зрошення i т.п.) (профiлактичний захщ №5).

Таблиця 6

Заходи щодо зниження пожежного ризику та ix ефективнiсть в залежностi вiд величини

_фшансових вкладень [авторська розробка]_

Фiнансовi вкладення, тис. грн Ефектившсть заходу — коефщент зниження пожежного ризику

профшактичний захщ № 1 профшактичний захщ №2 профшактичний захщ №3 профшактичний захщ №4 профшактичний захщ №5

0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

25 0,010 0,018 0,012 0,015 0,010

50 0,015 0,020 0,017 0,016 0,017

75 0,020 0,024 0,018 0,021 0,018

100 0,025 0,026 0,021 0,030 0,021

125 0,030 0,029 0,030 0,032 0,028

150 0,035 0,040 0,034 0,035 0,041

Виходячи з того, що кожен захiд потребуе фшан-сових вкладень, для розподшу наявно! у оргашзацп суми м1ж наведеними дiями пропонуеться викорис-тати метод динамiчного програмування, в основi якого лежить розв'язок рiвняння Беллмана:

рп _ * (^ ) = тах[^+1( X» ,ик +1) + рп _ к -,(х* +1)], (к = от) ,(8)

де стан системи (сума фшансових вкладень) £ на к-му крощ (к = 1..п) визначаеться сукупшстю чисел

(альтернативних варiантiв розподшу коштiв) х'к = Х к, Х2к,..., Х^ , отриманих в результатi реалiзацií управлiння ик, яке забезпечуе перехiд системи зi стану у стан х к . Результатом реалiзацií к-го кроку е отри-

мання певного виграшу, який в свою чергу залежить вщ первинного стану системи Хк1 та обраного

управлшня ик i дорiвнюe wk (Хк _1; ик) . Загаль-ний виграш (найбшьше значення коефiцieнту зни-ження пожежного ризику) за п крок1в складе

Р = ]>Х(Хк_!,ик) . к=1

При умовi, що кшьюсть заходiв дорiвнюe 5, щ-льовi функцп матимуть вигляд:

Р5( Х) = тах{( ЛС Х5)};

0<X5 <х

Р4(х) = тах^ШхО+Р5( х _ х5)};

0<Х4 <X

рз( х) = тах{( /з( хз)+Р4( х _ хз)};

0<Х3 <х

Р2( х) = тах{(/2(х2)+рз( х _ х2)};

0<Х2 <X

р1( х) = тах{(/1( х1)+р2( х _ х1)}.

0< х1< х

Ефектившсть заходiв може бути визначена екс-пертним шляхом в залежноси вiд суми фiнансових вкладень (табл. 6).

З урахуванням ефекгивноси нових заходiв щодо зниження пожежного ризику здшснюеться повторний розрахунок величини шдивщуального пожежного ризику: знаходиться добуток отриманого значення ко-ефiцieнту зниження пожежного ризику 2 та оцшки пожежного ризику 0, отримано! до впровадження до-даткових заходiв. Якщо отримане значення пожежного ризику не влаштовуе управлiнця, то розробляються

додатаога профiлактичнi заходи, оцiнюeться '1х ефектившсть та знов повторюеться вся наведена вище процедура.

Висновки та перспективи подальших дослщжень.

Пожежний ризик характеризуе можливiсть реалiзащí пожежно'1 небезпеки у виглядi пожежi та у виглядi його можливих наслiдкiв (а також обставин, що сприяють розвитку пожеж1). Для оцiнки ризику необхщно знати частотнi характеристики виникнення пожежi та перед-бачуванi розмiри можливих наслщюв. Запропонована методика оцiнки шдивщуального пожежного ризику як i класична методика базуеться на зiставленнi роз-рахунково'1 величини пожежного ризику з нормативом. Однак для врахування невизначеност умов розвитку пожеж на вщмшу вщ класичного щдходу запро-понована авторами методика передбачае проведення iмiтацiйного моделювання часових характеристик (ге-нерацiя сценарпв розвитку пожеж в залежностi вiд умов зовншнього та внутрiшнього середовища) та врахування ефекгивноси профiлактичниx заxодiв. Наведена методика дозволить значно скоротити потен-цшш витрати на лiквiдацiю наслщюв пожеж на авто-заправних станщях та комплексах за рахунок пщви-щення рiвня передбачуваностi настання пожежонебез-печних ситуацiй.

Список використаних джерел

1. НАПБ А.01.001-2014 Правила пожежно'1 без-пеки в Украшь URL: http://zakon5.rada.gov.ua/laws/ show/z0252-15.

2. НПБ П1-98* Автозаправнi станцп. Вимоги по-жежно'1 безпеки. URL: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/ show/z0252-15.

3. Маховський В.О., Крюковська О.А. Аналiз небезпеки та рiвня ризику автозаправних станцш. 36ip-ник наукових праць Днтродзержинського державного техшчного ушверситету. Техтчт науки. 2013. Вип. 1. С. 197-207.

4. Галеев А. Д., Поникаров С. И. Анализ риска аварий на опасных производственных объектах : учебное пособие / Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. Казань: Изд-во КНИТУ, 2017. 152 с.

5. Руководство по анализу оценки пожарного риска / Национальная организация по противопожарной

защите (NFPA). Куинси, штат Массачусетс, США, 2010. 33 с.

6. Стоецкий В.Ф., Дранишников Л.В., Есипенко А.Д. Управление техногенной безопасностью объектов повышенной опасности. Тернополь: Изд-во «Астон», 2006. 424 с.

7. НАПБ Б.03.002-2007 Норми визначення кате-горш примщень, будинюв та зовнiшнiх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою: Наказ МНС вщ 03.12.2007 р. № 833. URL: http://zakon.sop. com.ua/ regulations/10637/478653/.

8. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах: Приказ МЧС России от 10.07.2009 г. № 404 / Официальный сайт МЧС России. URL: http://www.mchs.gov.ru/law/ index.phpID=8431&sphrose_id=1369844.

9. Самошин Д.А. Законы распределения случайной величины времени начала эвакуации людей при пожарах / Академия ДПС МЧС России // Технологии техносферной безопасности (интернет-журнал). 2016. Вып. №2 (66). URL: http://www.fireevacuation.ru/files/ papers/distribution%20law.pdf.

10. 1вченкова О.Ю., Лях А.О. Аналiз моделей i методiв розподшу трудових ресуретв в управлшш реа-лiзацiею портфеля ГГ-проекив. Вкник економiчноi науки Украти. 2016. №2 (31). С. 87—90.

References

1. NAPB A.01.001-2014 Pravyla pozhezhnoyi bezpeky v Ukrayini Normatyvnyy akt z pozhezhnoyi bezpeky [Legislative fire safety act A.01.001-2014 Fire

safety regulations in Ukraine]. Retrieved from_http:

//zakon5.rada.gov.ua/laws/ show/z0252-15 [in Ukrainian].

2. NPB P1-98* Avtozapravni stantsiyi. Vymohy pozhezhnoyi bezpeky [Fire Safety Norms P1-98 * Filling stations. Requirements of fire safety]. Retrieved from http://zakon2.rada.gov.ua/laws/ show/z0252-15 [in Ukrainian].

3. Makhovskyi V.O., Kriukovska O.A. (2013). Analiz nebezpeky ta rivnia ryzyku avtozapravnykh stantsii [Analysis of hazard and level of risk of gas stations]. Zbirnyk naukovykh prats Dniprodzerzhynskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnichni nauky — Collection of scientific works of Dneprodzerzhinsky State Technical University. Technical sciences, Issue 1, рр. 197-207 [in Ukrainian].

4. Galeyev A. D., Ponikarov S. I. (2017). Analiz riska avariy na opasnykh proizvodstvennykh ob"yektakh [Accident risk analysis at hazardous production facilities: study guide]. Kazan': KNRTU [in Russian].

5. Rukovodstvo po analizu otsenki pozharnogo riska [Fire Risk Assessment Analysis Guide] (2010). National Fire Protection Organization (NFPO). Quincy, Massachusetts, USA.

6. Stoyetskiy V.F., Dranishnikov L.V., Yesipenko A.D. et al. (2006). Upravleniye tekhnogennoy bezopasno-st'yu ob"yektov povyshennoy opasnosti [Managing the man-made safety of high-risk facilities]. Ternopil, Publishing House Aston [in Russian].

7. NAPB B.03.002-2007 Normy vyznachennya katehoriy prymishchen', budynkiv ta zovnishnikh ustanovok za vybukhopozhezhnoyu ta pozhezhnoyu nebezpekoyu: Nakaz MNS vid 03.12.2007 r. № 833 [Legislative fire safety act B.03.002-2007 The rules for determining the categories of premises, buildings and external installations for explosion and fire hazard: The Ministry of Emergency Measures Order of 03.12.2007 number 833]. Retrieved from http://zakon.sop. com.ua/ regulations/ 10637/478653/ [in Ukrainian].

8. Metodika opredeleniya raschetnykh velichin pozharnogo riska na proizvodstvennykh ob"yektakh: Prikaz MCHS Rossii ot 10.07.2009 g. № 404 [Methods for determining the calculated values of fire risk at production facilities: Order of the Emercom of Russia of 10.07.2009, № 404]. Emergencies Ministry of Russia. Retrieved from http://www.mchs.gov.ru/law/

index.phpID=8431&sphrose_id=1369844 [in Russian].

9. Samoshin D.A. (2016). Zakony raspredeleniya sluchaynoy velichiny vremeni nachala evakuatsii lyudey pri pozharakh [The laws of the distribution of the random variable of the time of the beginning of the evacuation of people during fires]. Tekhnologii tekhnosfernoy bezopasnosti — Technologies of Technosphere Safety, 2 (66). Retrieved from http://www.fireevacuation.ru/files/papers/distribution%20 law.pdf [in Russian].

10. Ivchenkova O.Yu., Liakh A.O. (2016). Analiz modelei i metodiv rozpodilu trudovykh resursiv v upravlinni realizatsiieiu portfelia IT-proektiv [Analysis of Models and Methods of Distribution of Labour Resources in the Management of the Implementation of the Portfolio of IT Projects]. Visnyk ekonomichnoi nauky Ukrainy — Bulletin of Economic Science of Ukraine, 2 (31), pp. 87—90 [in Ukrainian].

170

В1СНИК ЕКОНОМИНО1 НАУКИ УКРАШИ ф