Методы оценки вероятности неблагоприятных событий

 

Оглавление

1. Методы оценки вероятности неблагоприятных событий 4

1.1. Метод построения деревьев событий 4

1.2. Метод «События — последствия» 7

1.3. Метод деревьев отказов 13

1.4. Методы индексов опасности 25

2. Определение вероятности воздействия опасных факторов пожара (ОФП) 29

Заключение 33

Список используемой литературы 34 

 

  Введение 

  Оценка  риска — это этап анализа риска, имеющий целью определить его количественные характеристики: вероятность наступления неблагоприятных событий и возможный размер ущерба (рис.1). Можно выделить три основных метода оценки риска для конкретных процессов:

• анализ статистических данных по неблагоприятным событиям, имевшим место в прошлом;
• теоретический анализ структуры причинно-следственных связей процессов;
• экспертный подход.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Общая схема процесса количественной оценки риска

 

   Используя имеющиеся статистические данные, можно  оценить и вероятность возникновения  неблагоприятных событий, и размеры  ущерба. Этот метод подходит для  частых и однородных событий.

  Для редких и уникальных событий, например крупных аварий, не имеющих репрезентативной статистики, используется теоретический анализ системы, имеющий целью выявить возможный ход развития событий и определить их последствия. Условно такой метод можно назвать сценарным подходом, поскольку итогом рассмотрения процесса в этом случае является построение цепочек событий, связанных причинно-следственными связями, для каждой из которых определена соответствующая вероятность. В начале цепочки стоит группа исходных событий, называемых принтами, в конце — группа событий, называемых последствиями.

  Существует  ряд принципиальных сложностей, связанных  с оценкой риска при помощи сценарного подхода. Используемые математические модели и методы для расчета последствий  аварий и отказов оборудования содержат внутри себя значительную неопределенность, связанную с большой сложностью моделируемых объектов и недостаточным знанием путей развития неблагоприятных процессов. Поэтому большое значение для разработки стратегии управления рисками крупных производственных предприятий и повышения точности расчетов имеет создание баз данных по отказам элементов оборудования, проработка различных вариантов и создание базы данных по сценариям развития аварий, а также повышение качества сбора первичной статистической информации. 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.   Методы оценки вероятности неблагоприятных событий

 

     Среди методов оценки вероятности наступления неблагоприятных событий наиболее известными являются следующие:

• метод построения деревьев событий;
• метод «События — последствия»;
• метод деревьев отказов;
• метод индексов опасности.

1.1. Метод построения  деревьев событий 

  Метод построения деревьев событий — это графический способ прослеживания последовательности отдельных возможных инцидентов, например отказов или неисправностей каких-либо элементов технологического процесса или системы, с оценкой вероятности каждого из промежуточных событий и вычисления суммарной вероятности конечного события, приводящего к убыткам.

  Дерево  событий строится, начиная с заданных исходных событий, называемых инцидентами. Затем прослеживаются возможные пути развития последствий этих событий по цепочке причинно- следственных связей в зависимости от отказа или срабатывания промежуточных звеньев системы.

  В качестве примера такого анализа  рассмотрим построение дерева событий  для случая развития аварии в виде пожара или взрыва на компрессорной  станции (КС) магистрального газопровода. Исходным событием при этом является утечка газа вследствие нарушения уплотнений аппаратуры или разрыва трубопровода.

  Предположим, что в данном случае функционирует  простейшая схема предупреждения пожара, состоящая из четырех последовательных звеньев — систем: контроля утечки газа; автоматического прекращения подачи газа в поврежденный участок трубопровода'; аварийной вентиляции; взрыво- и пожарозащиты (рис.2).

  Все элементы схемы развития аварии обозначены в верхней части рисунка в  соответствующей последовательности. На каждом шаге развития событий рассматриваются две возможности: срабатывание системы (верхняя ветвь дерева) или отказ (нижняя ветвь). Предполагается, что каждое последующее звено срабатывает только при условии срабатывания предыдущего. Около каждой ветви указывается вероятность отказа (Р), либо вероятность срабатывания (1-Р). Для независимых событий вероятность реализации данной цепочки определяется произведением вероятностей каждого из событий цепочки. Полная вероятность событий указывается в правой части диаграммы. Поскольку вероятности отказов, как правило, очень малы, а вероятность срабатывания есть 1-Р, то для всех верхних ветвей в данном примере вероятность считается приблизительно равной 1.

  Построение  дерева событий позволяет последовательно  проследить за последствиями каждого возможного исходного события и вычислить максимальную вероятность главного (конечного) события от каждого из таких инцидентов. Основное при этом — не пропустить какой-либо из возможных инцидентов и учесть все промежуточные звенья системы. 

 
 
 
 
 
 

                       Срабатывание

                    Срабатывание  1-P_f

                                                    Срабатывание               1- P_d

                1-P_c

             

Начальное              Срабатывание

событие             1-P_b                                P_f      Р_aPf

                 Отказ

                Р_a                                                             P_d                 Р_aP_d

                                       Отказ

                      P_c             Р_aP_c

                                                              Отказ

                     P_b               Р_a P_b

 Отказ

              

Рис.2. Общая схема развития аварии и построение соответствующего ей дерева событий 

  Конечно, такой анализ может дать достоверный  результат вероятности главного события только в том случае, если достоверно известны вероятности исходных и промежуточных событий. Но это и непременное условие любого вероятностного метода.

  Анализ  риска может происходить и  в обратную сторону — от известного последствия к возможным причинам. В этом случае мы получим одно главное  событие у основания дерева и  множество возможных причин (инцидентов) в его кроне. Такой метод называется деревом отказов и фактически представляет собой инверсию рассмотренного здесь дерева событий. Оба метода являются взаимно дополняющими друг друга. 

1.2. Метод «События  — последствия» 

  Метод «События — последствия» (СП-метод; в англоязычной литературе имеет название HAZOR — Hazard and Operability Research) — это тот же метод деревьев событий, но только без использования графического изображения цепочек событий и оценки вероятности каждого события. По существу, это критический анализ работоспособности предприятия с точки зрения возможных неисправностей или выхода из строя оборудования, который на этапе проектирования широко используется в промышленности. Основная идея — расчленение сложных производственных систем на отдельные более простые и легче анализируемые части. Каждая такая часть подвергается тщательному анализу с целью выявить и идентифицировать все опасности и риски.

  В рамках рассматриваемого метода процесс  идентификации риска разделяется  на четыре последовательных этапа, на каждом из которых следует ответить на свой ключевой вопрос:

1. й этап — каково назначение исследуемой части установки или процесса?
2. й  этап — в чем состоят возможные отклонения от нормального режима работы?
3. й  этап — в чем причины отклонений?
4. й  этап — каковы последствия отклонений?

  Сначала следует выделить одну из частей установки  или процесса и определить ее назначение. Очевидно, что это ключевой момент, поскольку, если назначение установлено неточно, то и отклонения параметров от нормального режима работы нельзя установить точно. Исследование выполняется последовательно для каждой части установки. В целях обеспечения достоверности и полноты анализа необходимо, чтобы такая работа выполнялась группой специалистов-практиков, а не одним человеком.

  После того как определены назначение и  условия нормального функционирования всех частей установки или процесса, необходимо перечислить возможные отклонения параметров от нормальных проектных значений. Перечень отклонений — это и есть, по существу, основное ядро исследований. Чтобы структурировать перечень отклонений, используются специальные ключевые слова.

  Следующий шаг — составление перечня причин каждого отклонения. Необходимо перечислить все возможные причины, а не только наиболее вероятные или те, которые имели место в прошлом.

  И, наконец, составляется перечень последствий возможных отклонений параметров или режимов. Анализ последствий позволяет разработать различные меры безопасности. Эти меры часто начинают осуществляться уже в процессе анализа риска, не дожидаясь пока закончится все исследование.

Первый  этап — определение назначения устройства. Проиллюстрируем использование СП-метода на простом примере. Рассмотрим подземную емкость для хранения топлива для автомобилей. Емкость оборудована насосом, вентилями и клапанами, а также уровнемером. Схема всего оборудования приведена на рис. 5.3, на котором изображен подземный бак, из которого топливо подается на поверхность при помощи насоса. Насос включается, когда наконечник бензошланга вынимается из гнезда шлангодержателя. Такая схема устройства характерна для большинства бензоколонок.

  

Рис.3. Пример использования СП-метода (схема установки для заправки автомобилей)   

  Первым  делом необходимо выяснить назначение установки. В нашем случае назначением  является подземное хранение бензина  и использование его для заправки автотранспорта. Теперь следует составить  карточку, в которой будут указаны  возможные отклонения параметров, возможные причины таких отклонений, последствия и необходимые меры безопасности, а также ключевое слово, которое должно предупредить об отклонениях от проектного режима работы системы.