Методология обеспечения безопасности систем человек-машина-среда

Методология обеспечения безопасности систем ЧМС

В основу современной концепции техносферной безопасности положено само понятие «безопасность».

Безопасность — состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений [Федеральный закон «О техническом регулировании» № 184-ФЗ]. безопасность чрезвычайный ситуация Основная посылка современной концепции обеспечения безопасности в техносфере — это признание опасности как внутреннего свойства «объекта», заключающегося в возможности причинения вреда (ущерба) непосредственно человеку и окружающей среде, обусловленного наличием у «объекта» запасенной энергии, вредных (опасных) веществ и материалов.

Промышленная безопасность, как составная часть безопасности, определена в Федеральном законе о промышленной безопасности опасных производственных объектов № 116-ФЗ — состояние защищённости жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах (ОПО) и последствий указанных аварий.

Промышленная безопасность в чрезвычайных ситуациях — состояние защищённости населения, производственного персонала, объектов народного хозяйства и окружающей среды от опасностей, возникающих при промышленных авариях и катастрофах в зонах чрезвычайной ситуации.

Под окружающей средой понимается внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие (ГОСТ Р ИСО 14 001−98).

Природная среда — это окружение, совокупность природных условий существования человека (литосферы, гидросферы, атмосферы), животных, растительных и других организмов в их естественном состоянии, не являющемся продуктом трудовой деятельности человека.

Окружающая среда — это среда обитания и производственной деятельности людей, включающая природную среду и ту часть биосферы, которая коренным образом преобразована человеком в объекты хозяйственной деятельности (здания, дороги, пахотные и иные хозяйственные угодья, промышленные отвалы, зелёные насаждения и т. п.), то есть в техносферу.

Техносфера — это преобразованная человеком часть биосферы в современную цивилизацию, для которой характерно повсеместное использование техники и научных методов преобразования окружающей среды, представляющих собой основной фактор развития общества. В техносфере условия обитания существенно отличаются от биосферных, прежде всего повышенным влиянием на человека негативных техногенных и антропогенных факторов.

Селитебная территория — земельные участки в городах, занятые жилой и общественной застройкой, улицами, площадями и зелёными насаждениями общего пользования.

Под термином «чрезмерная опасность» понимается ситуация, в которой возможно возникновение явлений или процессов, способных поражать людей, нарушать их нормальное жизнеобеспечение, наносить материальный ущерб и/или разрушительно действовать на окружающую природную среду.

Техногенная опасность — состояние, внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту, реализуемое в виде поражающих воздействий на человека и окружающую среду [ГОСТ Р 22.0.05−94].

Опасность — источник потенциального ущерба, вреда или ситуация с потенциальной возможностью нанесения ущерба.

В методических указаниях по проведению анализа риска ОПО [РД 03−418−01] опасность аварии оценивается, как угроза причинения ущерба, которая может реализоваться вследствие аварии.

Опасность аварии — угроза, возможность причинения ущерба человеку, имуществу или окружающей среде вследствие аварии на опасном производственном объекте. Опасности аварий на опасных производственных объектах связаны с возможностью разрушения сооружений и технических устройств, взрывом или выбросом опасных веществ с последующим причинением ущерба человеку, имуществу и нанесением вреда окружающей природной среде. .

Следовательно, «опасность» — это ситуация, постоянно присутствующая в техносфере и способная в определённых условиях привести к реализации одного или совокупности следующих нежелательных событий — взрыву, пожару, загрязнению окружающей среды радиоактивными или сильнодействующими ядовитыми и вредными для человеческого организма веществами, высвобождению потенциальной энергии гидродинамической волны прорыва крупных гидротехнических сооружений. Перечисленные события относятся к основным опасностям техносферы и характеризуются как опасные техногенные происшествия.

Опасное техногенное происшествие — это промышленные или транспортные аварии и катастрофы, пожары, взрывы, высвобождение различных видов энергии или опасных и вредных веществ [ГОСТ Р 22.0.05 — 94].

Термин «опасное происшествие» характеризует ситуацию в окружающей среде, возникающую после реализации опасности. При реализации опасности, вследствие техногенной аварии или катастрофы, на прилегающей к потенциально опасному объекту территории формируется поле поражающих факторов.

В зависимости от вида реализовавшейся опасности различают следующие поражающие факторы: ударная волна и поле разлетающихся осколков при взрывах, поток тепловой энергии при пожарах, энергия гидродинамической волны прорыва при разрушении гидротехнических сооружений, поля концентраций радиоактивных, опасных химических и биологических веществ при аварийных выбросах в окружающую среду.

Поражающий фактор — составляющая опасного происшествия, характеризуемая физическими, химическими и биологическими действиями или проявлениями, которые определяются или выражаются соответствующими параметрами [ГОСТ Р 22.0.05−94].

Реализация опасности — это, в общем случае, случайное явление и, соответственно, возникновение поражающего фактора будет определяться вероятностью этого явления или его частотой. При использовании этих характеристик необходимо всегда иметь в виду их различие: частота — это результат того, что уже произошло, а вероятность — это предсказание того, что может случиться в будущем. Вероятность — это мера того, что событие может произойти [ГОСТ 51 897−2002]. В силу этого, используемый способ интерпретации частоты того или иного события, полученный из статистических данных, как вероятность этого события в будущем, требует в каждом конкретном случае соответствующих. Такой способ основан на предположении, что обстоятельства, имевшие место в прошлом, сохранятся и в будущем. Если обстоятельства изменятся, должны измениться и исходные предпосылки для прогноза.

Сформировавшееся в результате техногенной аварии или катастрофы поле поражающих факторов проявляется через поражающие воздействия.

Поражающее воздействие — негативное влияние одного или совокупности поражающих факторов на жизнь и здоровье людей, на сельскохозяйственных животных и растения, объекты народного хозяйства и окружающую природную среду [ГОСТ Р 22.0.05−94].

В зависимости от вида реализовавшейся опасности различают следующие поражающие воздействия: ударную, тепловую, дозовую, экологическую нагрузки на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты народного хозяйства и окружающую природную среду. Как следствие поражающего воздействия, на прилегающей к потенциально опасному объекту территории создается чрезвычайная ситуация.

Техногенная чрезвычайная ситуация — состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной чрезвычайной ситуации на потенциально опасном объекте, определённой территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде [ГОСТ Р 22.0.05−94].

Важным этапом в решении задач обеспечения промышленной безопасности является процедура отнесения производственного объекта к категории опасных, что потребовало введения в нормативные документы по промышленной безопасности понятия опасного объекта.

Потенциально опасный объект (ПОО) — объект, на котором используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, создающие реальную угрозу возникновения источника чрезвычайной ситуации [ГОСТ Р 22.0.02−94].

Опасный производственный объект (ОПО) — предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, указанные в приложении 1 к Федеральному закону № 116-ФЗ.

Авария промышленного предприятия — процесс разрушительного высвобождения его собственного энергозапаса, при котором сырьё, промежуточные продукты, продукция предприятия и отходы производства, установленное на промышленной площадке технологическое оборудование, вовлекаясь в аварийный процесс, создают поражающие факторы для населения, окружающей среды, самого предприятия и соседних промышленных объектов.

Промышленная авария — авария на промышленном объекте, в технической системе или на промышленной установке, опасное техногенное происшествие, создающее на объекте или определённой территории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного процесса, а также нанесению ущерба окружающей природной среде [ГОСТ Р 22.0.05−94].

К опасным техногенным происшествиям ГОСТ Р 22.0.05−94 относит аварии на промышленных объектах или транспорте, пожары, взрывы, выбросы опасных веществ или высвобождение различных видов энергии.

Более узкий, ведомственный смысл в понятие аварии заложен Законом о промышленной безопасности опасных производственных объектов № 116-Ф3, в котором авария определена как разрушение сооружений и технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрывы или выбросы опасных веществ.

При оценке опасностей потенциально опасного объекта выделяются следующие классы аварий:

Проектная промышленная авария ПА (включая максимальную проектную аварию МПА) — для которой проектом определены исходные и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничения последствий аварий установленными пределами [ГОСТ Р22.0.05−94].

Запроектная промышленная авария (ЗА) — вызываемая неучтёнными для проектной аварии исходными состояниями и сопровождающаяся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности и реализациями ошибочных решений персонала, приведшими к тяжёлым последствиям [ГОСТ Р 22. 0.05−94].

Промышленная катастрофа — крупная промышленная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей либо разрушения и уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьёзному ущербу окружающей природной среде [ГОСТ Р22.0.05−94].

Промышленная катастрофа интерпретируется как максимальная гипотетическая авария (МГА). Аварии этого уровня принято относить к маловероятным, умозрительно возможным событиям. В методических рекомендациях РД 03−357−00 максимальная гипотетическая авария определена как авария, связанная с возможным выбросом опасных веществ из технологического оборудования (блока), сопровождающаяся отказом систем противоаварийной защиты, локализации аварий и реализацией ошибочных действий персонала и приводящая к максимально возможному ущербу.

Проектные аварии характеризуют профессиональный риск (объект воздействия — персонал предприятия), запроектные — антропогенный риск (объект воздействия — население на прилегающей территории).

Район (зона) ЧС — территория, на которой в результате действия поражающих факторов возникает опасность для жизни и здоровья людей, материальных ценностей, нарушаются экономическая деятельность, нормальное жизнеобеспечение, функционирование систем управления и связи, а также экологическое равновесие.

Район чрезвычайной ситуации включает в себя место реализации опасности (источник техногенной ЧС) и окружающую это место достаточно большую территорию, где проявляются все особенности данного поражающего фактора или последствия его воздействия. В районе ЧС могут возникать очаги поражения.

Очагом поражения называется территория, в пределах которой произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушение и повреждение технологического оборудования, зданий и сооружений. В очаге поражения требуются дополнительная и немедленно предоставляемая помощь и материальные ресурсы для ликвидации ЧС.

С точки зрения планирования действий в чрезвычайных ситуациях при возможных авариях на потенциально опасных объектах и разработки превентивных мер защиты производственного персонала, населения и окружающей среды важно выделить в районе ЧС, по установленному порогу воздействия основного поражающего фактора, территорию вокруг источника техногенной чрезвычайной ситуации, в пределах которой всегда существует вероятность поражения человека, объектов экономики и экосистем.

Зона вероятной чрезвычайной ситуации (зона ВЧС) — территория, на которой существует либо не исключена опасность возникновения чрезвычайной ситуации [ГОСТ Р 22.0.02−94].

Круг вероятного поражения (КВП) — это площадь внутри окружности с центром в точке реализации опасности, за пределами которой вероятность поражения реципиента риска исчезающе мала. Радиус окружности, ограничивающей данную территорию, определяется установленным для рассматриваемого реципиента риска порогом воздействия основного поражающего фактора при реализации на потенциально опасном объекте постулируемой максимальной гипотетической аварии.

Реципиент риска — объект техногенного воздействия (человек, объекты экономики, экосистемы), воспринимающий воздействие определенного вида.

Поражение реципиента риска — нанесение с определённой вероятностью ущерба рассматриваемого уровня (летальный исход для человека, потеря взрывои пожароустойчивости для объектов экономики, загрязнение сверх установленных норм для экосистем).

Данный термин описывает острые, реально проявившиеся эффекты с явно выраженным порогом воздействия на человека, материальные ценности и окружающую природную среду. Так, например, для человека рассматриваются острые эффекты для его здоровья, проявляющиеся при высоких уровнях воздействия физических параметров (концентраций, потоков энергии и т. д.).

Применительно к материальным объектам это уровни избыточного давления во фронте ударной волны и плотности теплового потока, превышение которых приводит к потере ремонтопригодности или возможности восстановления аппаратуры, оборудования, зданий и сооружений. Применительно к окружающей природной среде это сверхлимитное, необратимое загрязнение вредными веществами.

Медленно текущие процессы (так называемые «ползучие» события) — это, например, отложенная смерть из-за ракового заболевания или генетические эффекты для человека по вине потенциально опасного объекта или постепенное разрушение несущих конструкций здания из-за утечек вредных веществ с того же объекта и т. д.

При оценке последствий техногенных аварий и катастроф для производственного персонала и населения выделяются следующие категории поражения человека: летальный исход, тяжёлые травмы, травмы средней тяжести, легкие поражения.

При прогнозировании и оценке последствий техногенных ЧС под поражением человека понимается летальный исход (событие смерти). при высоких уровнях поражающего воздействия на человека.

Взрывоустойчивость — предельная величина избыточного давления, до которой рассматриваемое оборудование, аппараты и конструкционные элементы зданий и сооружений сохраняют ремонтопригодность или возможность восстановления при капитальном ремонте.

Пожароустойчивость — предельная величина плотности теплового потока, менее которой не происходит воспламенение веществ и материалов при длительных тепловых нагрузках и возникновение пожара.

Из всего сказанного выше можно выделить следующую причинно-следственную цепь событий: потенциально опасный объект, как источник опасности; опасное техногенное происшествие; формирование поля поражающих факторов, в результате аварии определённого класса; поражающее воздействие, при наличии реципиентов риска; возникновение ЧС на прилегающей к «объекту» территории. Вследствие стохастического (вероятностного) характера перечисленных событий, прогностическая оценка уровня потенциала опасности (степени защищённости реципиента) в каждой конкретной точке прилегающей территории, а также масштабов последствий рассматриваемого спектра аварий возможна только с привлечением методологии анализа опасностей и риска.