автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Методический аппарат оценки техногенного риска при взрывах и пожарах на объектах топливно-энергетического комплекса

На правах рукописи

Бызов Антон Прокопьевич

МЕТОДИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА ПРИ ВЗРЫВАХ И ПОЖАРАХ НА ОБЪЕКТАХ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Специальность 05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (энергетика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005014875

Санкт-Петербург - 2011

005014875

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО) «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» на кафедре «Безопасность жизнедеятельности»

Научный руководитель

- канд. техн. наук, доцент Ефремов Сергей Владимирович

Официальные оппоненты:

- доктор техн. наук, профессор Яковлев Вячеслав Владимирович

- канд. техн. наук, доцент Степанов Илья Владимирович

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий».

Защита диссертации состоится «07» февраля 2012 г. в 18-00 на заседании диссертационного совета Д 212.229.04 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу:

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, в ауд. 411 ПГК.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан «29» декабря 2011 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направить по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Факс: (812) 545-42-84 E-mail: kgl210@mail.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

К.А. Григорьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последние десятилетия развитие вопросов обеспечения безопасного ведения производства получает существенную поддержку со стороны не только представителей власти, но и хозяйствующих субъектов. Для формирования целостной картины состояния безопасности на опасных объектах наиболее эффективными являются методы, основанные на анализе риска.

В России с 90-х годов XX века активизировалась деятельность по формированию нормативно-методической базы в этой области. На законодательном уровне в Федеральных законах «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте» установлена необходимость обоснования уровня безопасности опасных объектов с позиции риск-анализа.

Проведенный анализ показал, что одним из перспективных подходов к оценке техногенных рисков является подход, основанный на моделировании полей потенциального риска. Однако, существующий в настоящее время методический аппарат, основанный на этом подходе, не учитывает динамику развития чрезвычайной ситуации и реакцию рабочего персонала в условиях сложных объектов топливно-энергетического комплекса.

Оценка техногенного риска проводится на различных этапах жизненного цикла опасного объекта и фиксируется в таких документах как декларация промышленной безопасности, паспорт безопасности, декларация пожарной безопасности, независимая оценка рисков. Исполнение этих документов контролируется различными ведомствами: Главгосэкспертизой, МЧС России, Ро-стехнадзором. Отсутствие единого методического аппарата приводит к возникновению различия в оценке идентичных показателей в перечисленных документах.

Наиболее реальная и достоверная оценка риска на объектах топливно-энергетического комплекса может быть получена только путем совместного учета пространственных особенностей объекта, динамики развития чрезвычайной ситуации и поведенческой реакции обслуживающего персонала.

Приведенные выше аргументы свидетельствуют о том, что диссертационная работа, посвященная развитию методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса, является актуальной.

Целью диссертационной работы является развитие методического аппарата оценки техногенного риска в направлении учета особенностей объектов топливно-энергетического комплекса, динамики развития чрезвычайной ситуации и поведенческой реакции персонала.

Основными задачами исследования являются:

- анализ теории рисков как инструмента оценки техногенной опасности на объектах топливно-энергетического комплекса;

- развитие методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса;

- разработка комплекта алгоритмов для реализации предлагаемых методов в виде программных модулей;

- апробация предлагаемого методического аппарата на примере оценки техногенного риска на типовых площадочных объектах топливно-энергетического комплекса.

Объект исследования: Техногенный риск на объектах топливно-энергетического комплекса.

Предмет: Методический аппарат оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

Методы исследования. При решении поставленных в работе задач использовались: теория системного подхода, методы формальной логики, теория вероятностей, методы аппроксимации, графоаналитический метод математического моделирования показателей риска.

Научная новизна работы. В диссертационной работе на основе изучения закономерностей проявления и развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера на объектах топливно-энергетического комплекса усовершенствован методический аппарат оценки техногенного риска, применение которого позволяет:

- учитывать влияние уменьшения интенсивности теплового излучения в зависимости от перемещения человека при пожарах проливов и горении высокоскоростных газовых струй;

- моделировать поля потенциального риска для аварий, связанных с взрывом дрейфующих парогазовых облаков;

- моделировать поля потенциального риска для линейных объектов;

- рассчитывать индивидуальный риск с учетом нестационарности рабочих мест.

Научные результаты, выносимые на защиту:

— усовершенствованный метод оценки вероятности поражения людей тепловым излучением с учетом уменьшения интенсивности теплового излучения в процессе перемещения человека в безопасную зону;

— методика построения полей потенциального риска для линейных источников опасности;

— методика построения полей потенциального риска с учетом дрейфа облаков топливовоздушной смеси;

— подход к оценке интегральных показателей риска с учетом нестационарности рабочих мест.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, разработке новых и усовершенствовании имеющихся математических моделей методического аппарата оценки техногенного риска, алгоритмизации разработанных математических моделей и апробации их работоспособности при оценке риска на типовых объектах топливно-энергетического комплекса.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что ее результаты позволяют:

— осуществлять оценку риска на объектах топливно-энергетического комплекса;

— учитывать совместное влияние потенциальной опасности линейных и точечных объектов при проведении анализа техногенного риска;

— обеспечить снижение риска гибели персонала объекта за счет учета в архитектурно-планировочных решениях полей потенциального риска.

Практическое применение предлагаемого методического аппарата показало, что он является корректным, удобным и эффективным инструментом оценки техногенных рисков на объектах топливно-энергетического комплекса.

Реализация результатов работы. На основе результатов диссертационного исследования разработан комплект программных модулей с использованием инструментария математических и прикладных программ Mathcad, Microsoft Excell (OpenOffice), применение которых позволяет проводить оценку риска.

Результаты работы были использованы при проведении расчетов риска в рамках декларирования и паспортизации опасных объектов, а также проведении расчета пожарного риска для деклараций пожарной безопасности в ряде проектных организаций (ООО «ТЭК», ООО «Промтехдиагностика»), Результаты исследований внедрены при разработке документации в области промыш-

ленной безопасности на объектах ООО «Киришиавтосервис», филиала «Сургутская ГРЭС-2» ОАО «Э.ОН Россия».

Результаты работы были использованы при разработке учебно-методических материалов для дисциплин: опасные технологии и производства и декларирование опасных производств.

Реализация результатов работы подтверждена актами внедрения.

Достоверность и обоснованность положений и выводов обеспечивается корректностью постановки задач, использованием апробированных методов исследований, адекватностью используемого математического аппарата и подтверждена многочисленными расчетами с применением современных методов программирования, результаты которых не противоречат данным литературных источников.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях и симпозиумах: семинар «Проблемы риска в техногенной и социальной сферах», Санкт-Петербург (2007), XXXVII Неделя науки СПбГПУ, Санкт-Петербург (2008), конференция, посвященная 70-летию кафедры БЖД СПбГПУ (2008), XXXVIII Неделя науки СПбГПУ, Санкт-Петербург (2009), научно-практический семинар «Актуальные проблемы в области охраны труда и промышленной безопасности в строительстве», Санкт-Петербург (2010), XV Всероссийская научно-методическая конференция «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах», Санкт-Петербург (2011), XIV Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты и безопасности», секция Ленинградского областного регионального отделения Общероссийской общественной организации «Российское научное общество анализа риска», Санкт-Петербург (2011).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, три из них в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа включает 154 страницы текста, 64 рисунка, 26 таблиц, список литературы из 115 наименований и 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна, сформулированы цели и задачи исследования, определены

объект и предмет исследования, а также обоснована практическая значимость результатов работы.

В первой главе проведен анализ основных положений теории рисков с использованием:

- ретроспективного обзора развития теории рисков;

- субъектно-объектного подхода к исследованию процессов взаимодействия структурных элементов в теории риска;

- классификации рисков по различным признакам.

Теория рисков рассмотрена с позиции инструмента анализа техногенной опасности, основанного на построении прогностических моделей будущих негативных явлений с учетом вероятности их реализации и оценке интегральных показателей с последующим сравнением с приемлемыми уровнями.

Проведенный анализ показал, что теория рисков является удобным и работоспособным инструментом, позволяющим проводить анализ техногенной опасности, строить прогностические модели возможных негативных явлений и разрабатывать мероприятия, направленные на повышение уровня безопасности.

В работах Акимова В.А., Белова П.Г., Быкова А. А., Елохина H.A., Козл-тина A.M., Котляревского В.А., Лисанова М.В., Маршалла В., Мастрюкова Б.С., Махутова H.A., Меньшикова В.В., Одишария Г.Э., Сафонова B.C., Хусниярова М.Х., Швыряева A.A., Шебеко Ю.Н., Яковлева В.В. и других исследователей обоснованы методы оценки техногенного риска на опасных объектах.

Последние десятилетия исследования по совершенствованию методологии анализа риска были направлены на конкретизацию математических моделей путем учета разнообразных факторов, влияющих на результаты расчета риска, которые ранее принимались в упрощенном виде в качестве допущений моделей, а также разработку новых математических моделей. В числе таких допущений выступают: поведение человека в условиях опасности, особенности режима работы персонала, распределение людей на площадке, эффект экранирования термического излучения объектами и т.д.

Проведен анализ структуры принятой методологии анализа риска и определено место проведенного исследования в общей системе. Показано, что для таких этапов оценки риска как оценка частот возникновения аварий, определение количества, продолжительности и особенностей выбросов в атмосферу опасных веществ, расчет полей поражающих параметров, определение количества пострадавших, оценка ущерба накоплена достаточная методическая база, позволяющая решать поставленные задачи.

Расчет таких показателей как потенциальный, индивидуальный, коллективный риски не имеет достаточной методической базы. Для расчета указанных показателей в практике применяются два подхода:

1. Методика определения расчетных величин пожарного риска.

2. Используемый в практике подход, основанный на расчете коллективного риска как математического ожидания количества погибших людей.

Схемы проводимых расчетов приведены на рисунках 1 и 2.

Результаты анализа двух изложенных подходов и пути улучшения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты анализа двух предложенных подходов и пути улучшения комплекса методик

Подход 1 Подход 2 Направления улучшения

При определении вероятности поражения человека тепловым излучением предполагается одинаковый уровень теплового излучения при перемещении человека из исходной позиции в безопасную зону. Требуется совершенствование метода оценки вероятности поражения с учетом перемещения человека в безопасную зону.

При построении полей потенциального риска не учитывается вклад от линейных источников опасности. Требуется разработка методики построения полей потенциального риска для линейных объектов.

Не учитывается перенос облака TBC под воздействием ветра. При оценке количества погибших проводится оценка количества погибших для случая взрыва в точке выброса и случая переноса облака на фиксированное расстояние. Необходимо разработать методику построения полей потенциального риска для аварий и ЧС, связанных с дрейфом облака TBC.

Показатели индивидуального риска связаны с результатами расчета потенциального риска, но для ограниченного числа областей, что ведет к чрезмерному завышению результатов расчетов Показатели потенциального и индивидуального риска не связаны. Индивидуальный риск оценивается как осред-ненный показатель для всего персонала объекта, без разбиения на группы. Необходимо разработать методику, позволяющую осуществлять оценку индивидуального риска на основе полей потенциального риска с учетом вероятности пребывания человека на территории объекта.

Проведенный анализ показал необходимость совершенствования существующих подходов к оценке техногенного риска в части расчета показателей потенциального, индивидуального и коллективного рисков. Структура предлагаемого методического подхода к оценке техногенного риска в части расчета показателей потенциального, индивидуального и коллективного рисков будет иметь вид, представленный на рисунке 3.

Гаснет иснентшьного риска

Pnc-iei индивидуально \ о риска

Определение характерных областей территории

объекта, в к(VIярых »(»{можно появление человека. Оценка потенциального риска io.ii,ко

для ггих областей с учетом только того оборудонапия, которое раскола! аекя и лампой области без учета соседнею оборудования,

_I рубонрополо»._

Суммирование произведений значений ноющиалыюго риска и верониюст пребывания человека в прелатах области территории для всех выбранных областей.

Расчет коллективного риска л. = Y. р> ■ I'¡ - вероятность реализации /'го сценария; N¡ — количество погибших при реализации (-го сценария,

i

Расчет индивидуально го риска Яз II Np - количество рискующих.

Расчет потенциалы юг о риска 11оля потенциального риска строятся для наиболее опасных источников опасности.

Рисунок I - Структура проводимых расчетов с использованием первого подхода

Оценка часюг возникновения ;iLt<ipnñ

Частоты реализации сненариев

поражающих параметров

Поля поражающи* параметров

К ар i oí рафннескнн Вероятности пребывания материал людей в различны*

Сведения о рашешеннн и количестве персонала

Число рискующих в каждой группе

Расчет потенциального риска 11оле по ген шильного риска строится как супсриолшия пилен потенциального риска при рсалишцни рассмотренных сценариев.

1

Расчет индивидуального риска Нндниндуальныи риск оцеииваекя па основе поля потенциального риска с учетом нерол i мое i и пребывания человека-представителя группы в пределах различных областей

1

Расчет коллективного риска Коллечтипнмй риск оценивается на основе индивидуального с учетом числа рискующих в каждой группе.

Рисунок 3 - Структура предлагаемого методического подхода

Рисунок 2 - Структура проводимых расчетов с использованием второго подхода

Изложенный порядок расчета показателей риска позволяет производить оценку интегральных показателей техногенного риска с учетом предложенных улучшений.

Проведенный

анализ показал, что существует множество моделей и методик оценки техногенного риска или их комбинаций. Формирование комплекса методик осуществляется исходя из видов опасностей, которые могут реализоваться на данном опасном объекте.

Во второй главе на основе выявленных недостатков существующих подходов к оценке техногенного риска разработаны методики, позволяющие учитывать соответствующие факторы.

На основе выбора методов моделирования поражающих параметров осуществлено уточнение существующего метода расчета вероятностей поражения людей тепловым излучением. Получены аналитические зависимости, позволяющие учесть уменьшение теплового излучения при перемещении человека в безопасную зону для различных точечных и линейных источников опасности.

Существующий подход полагал, что интенсивность теплового излучения принимается постоянной и равной уровню, который достигается в начальной точке.

Идея необходимости оценки уменьшения интенсивности теплового излучения по мере движения человека при оценке вероятности поражения принадлежит Яковлеву В.В. В соответствии с предложенной моделью оцениваются

вероятности поражения человека (ожоги 1-ой, 2-ой и 3-ей степени) с использованием показателя дозы накопленного тепла телом человека и инструментария вычисления параметров нормального закона распределения накопленной тепловой энергии человеком.

Предложенный метод разработан на основе подхода основанного на про-бит-анализе. В качестве показателя характеризующего дозу полученного теплового излучения принято выражение, входящее в логарифм в пробит-функции в классической постановке задачи.

Выражения для определения вероятности поражения человека при горении круглой плоской лужи, полученные с использованием подхода, основанного на теории пробит-анализа имеют вид:

гбе]

Х(г) = 1реак ■ <?(г)1 + | д(гу --йг, (1)

г

Мг) = -12,8 + 2,56 ■ 1п(Х(г)), (2)

где Рг(г) - составляющая верхнего предела интегрирования интеграла Гаусса, принятого в пробит-анализе; гба - расстояние от центра пролива, соответствующее интенсивности теплового излучения меньше 4 кВт/м2; г - текущее месторасположение человека, м; д(г) - зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния от геометрического центра пролива до точки наблюдения (определяется по существующим методикам) кВт/м2; /рсак - время, затрачиваемое человеком на принятие решения о перемещении в безопасную зону; V -скорость движения человека в безопасную зону, м/с.

Основываясь на полученных результатах для одномерного случая пожара пролива круглой плоской лужи, результаты были обобщены для более сложных случаев источников теплового излучения, имеющих нетривиальные геометрические характеристики, такие как факельное горение струи пламени на точечном источнике опасности с учетом вероятности реализации горизонтально и вертикально ориентированного факела, а также на линейные объекты с учетом возможности появления двух разнонаправленных факелов.

Предложен комплексный подход к построению полей потенциального риска, учитывающий различные подходы к определению вероятности поражения людей, располагающихся в зданиях и на открытой площадке.

Для оценки потенциального риска территория делится на конечное число зон, в пределах которых потенциальный риск принимается постоянным. Для зонирования территории применен метод наложения сетки (см. рисунок 4). Определяется область оценки риска (х„„„, х„шх, утш, >',„„.,), точность проведения

Утах

Ду \

Ymitj '

расчетов Лх, Лу - шаг расчетов и рассчитывается некоторое множество значений потенциального риска R,, ^ для координатного поля (xhyj).

Некоторые виды поражения, такие как термическое поражение человека от пожара разлива, факельного горения струи, пожара вспышки с источниками опасности на открытой площадке не имеет прямого воздействия на людей, расположенных внутри зданий, т.о. в точках расположения зданий на территории потенциальный территориальный риск стремится к нулю.

Для воздушной ударной волны взрыва топливовоздушной смеси (TBC) структура пораженных характеризуется степенью разрушения зданий, т.о. расчет условной вероятности поражения должен проводиться по зависимостям, отражающим вероятность поражения человека в зависимости от степени разрушения здания.

Предложена методика расчета индивидуального риска, учитывающая иестационарность рабочих мест персонала. Методика предусматривает моделирование поля распределения вероятности пребывания персонала в различных зонах территории объекта на основе сведений о режиме работы персонала с учетом:

1. Времени пребывания работника в различных точках территории в течение рабочего дня.

2. Характера рабочего места (стационарное рабочее место, нестационарное).

3. Особенностей режима работы (пятидневная рабочая неделя, работа посменно, отпуск и т.д.).

Три варианта пребывания персонала на рабочих местах и способы моделирования плотности распределения вероятности пребывания персонала:

1. Стационарные рабочие места. Как правило, стационарные рабочие места располагаются в зданиях, т.о. моделирование плотности распределения вероятности пребывания персонала не требуется. Для осреднения достаточно

г: 1:.....-

1 i

Ii Ii ЦЩ üa

Г —\ : ^J \ lllll

1 V f ...

i llililll

У

Лх х>

Рисунок 4 - Наложение расчетной сетки на объект и графическое отражение способа определение областей, в пределах которых возможно появление персонала (1 - административно-бытовой корпус, 2 -резервуарный парк, 3 - емкости аварийного слива, 4 - насосная, 5 - ж/д эстакада, 6 - емкости противопожарного запаса воды)

соотнести полученную вероятность пребывания персонала центру здания, в котором расположено рабочее место.

2. Нестационарные рабочие места. Определяется область, в которой возможно пребывания персонала. Полагается равномерность распределения времени пребывания персонала в различных точках пространства внутри этой области (см. рисунок 4 - квадраты, выделенные серым цветом). Если имеется достаточно исходных данных, территория может быть разбита на области, в которых определено среднее время пребывания персонала в течение дня, и данный расчет может быть осуществлен отдельно по каждой области.

3. Комбинированные рабочие места. Рабочие места только 1 или 2 типа встречаются достаточно редко, имеют место комбинированные варианты. В данном случае условная вероятность поражения делится пропорционально времени пребывания персонала на стационарных и нестационарных рабочих местах.

Вероятность пребывания человека - представителя группы т в пределах каждого квадрата (квадраты, выделенные серым цветом на рисунке 4) составляет:

= лГ"'

"т

где цт - вероятность пребывания персонала группы т в пределах выбранной области; Ыт - количество площадок территории объекта, в пределах которых наиболее вероятно появление персонала группы т.

Вероятность пребывания работника на территории объекта в течение года при работе по фиксированному графику составляет:

Пщд Итг

дт = ~24~'зб5' (4)

где птл/24 - поправка, характеризующая вероятность пребывания человека на территории в течение дня, при птл часовом рабочем дне; птг/365 - поправка, характеризующая вероятность нахождения сотрудника на территории объекта в течении года с учетом ежегодного отпуска, п,т - число рабочих дней в течение года.

Для реального объекта сетка разбиения может быть выбрана произвольно, при этом Л будет составлять около 1 метра. Для площадки размером 400x400 метров с учетом шага 1 метр и при рассмотрении 50 сценариев опасных событий суммарное количество расчетов потенциального территориалыю-

го риска составляет 8 ООО ООО итераций. Выполнение подобного количества расчетов без применения компьютерных технологий невозможно.

При применении разработанного подхода расчет индивидуального риска осуществляется по формуле (5), при этом в качестве зон используется всё множество площадок, полученных в результате разбиения территории путем наложения сетки:

^ит ~ ^' ^' ^п.тлу ' т> (5)

' )

Лпт,у — расчетная величина потенциального риска, соответствующая центру площадки у; Т7,,,,, - вероятность пребывания персонала группы т в пределах площадки у.

Еще одной интегральной мерой опасности объекта для людей является коллективный риск, определяющий ожидаемое количество пострадавших в результате аварий на объекте за определенный период времени.

Коллективный риск определяется на основе индивидуального риска с учетом числа рискующих:

^кол = ^ ' ^ит ' (6)

т

где Ди„, - индивидуальный риск персонала группы т; - число рискующих той группы людей.

Разработана методика построения полей потенциального риска для аварий с образованием топливовоздушных смесей в открытом пространстве, сопровождающихся взрывами и сгоранием облака по модели «пожар-вспышка» с учетом их дрейфа.

Величина потенциального риска в точке с полярными координатами (г,(р) при учете дрейфа облака будет иметь вид:

2л-1405

Кп.т.0", <р) = I | Рвзр ■ РпорО, Ч>. ь, а) ■ рвет(я) • рВоШ (7)

о о

где Ртр - вероятность реализации сценария, связанного с образованием облака и его последующим взрывом; Рпор(г,(р,1,а) - вероятность поражения человека в точке с полярными координатами (г, ф) при воспламенении смеси на расстоянии Ь от источника выброса и реализации ветра направления а; реет(а) - плотность распределения вероятности повторяемости направлений ветра в зависимости от направления, получается с использованием линейной аппроксимации обобщен-

ных данных по розе ветров, характерной для данной географической зоны (8); pe0(L) - плотность распределения вероятности воспламенения облака на пути миграции в зависимости от расстояния от источника выброса облака TBC.

Ри 1 ~ Pi

Рвет(и) =

Pi +

«;+1 ~

(а — di) при < а < ai+1 для i = 1..п - 1;

Рво(£) =

Рп + —~ ап) ПРИ ап ^ « < 27Г>

Z7T — ап

7,6 ■ 10~3при 0 < L < 30; 0,2

— при 30 < L < 1200;

1,667 • Ю-4 при 1200 < L < 1405; I 0 при I > 1405.

(8)

(9)

Полученные аппроксимации плотности распределения вероятности повторяемости направления ветра и плотности распределения условной вероятности воспламенения облака на пути миграции корректно описывают процессы миграции облака и не противоречат теореме о полной группе событий.

Разработана методика построения полей потенциального риска для линейных объектов малой протяженности.

Риск в точке О (см. рисунок 5) определяется суммой мультипликаций вероятностей реализации опасных явлений на участке Л и условных вероятностей поражения человека при реализации опасностей на участке Л. Вероятность возникновения аварии на участке трубопровода в общем случае будет являться плотностью распределения вероятностей Ро(0- Как правило, вероятность реализации опасных явлений на выбранном участке трубопровода является постоянной.

Риск в точке О определяется выражением: I

ь

Трубопровод О

\ s/

h

Lx

Lx, t

Рисунок 5 - Схема трубопровода

R{LX, k) = J P0(t) ■ Р (jh2 + (Lx - t)2) dt,

(10)

где Ь - длина участка трубопровода; Ро(0 - плотность распределения вероятности реализации опасных событий в точке V, Р{({1х,к, £)) = + — с)2) - одномерная функция зависимости вероятности поражения человека от расстояния от источника опасности до места наблюдения, рассчитанная по существующим методам. 14

-1.00Е-07 - 1.00Е-06 -1.00Е-05 ^Трубопровод

Рисунок 6 -

На рисунке 6 приведены изолинии потенциального риска для участка трубопровода, имеющего небольшую длину. На рисунке отчетливо видна степень влияния краевых эффектов на картину потенциально-

Вид изолиний потенциального риска

го риска для непротяженного участка трубопровода.

Предложенная математическая модель позволяет учитывать краевые эффекты и строить поля потенциального риска для произвольно ориентированных трубопроводов, имеющих сложную разветвленную структуру и оценивать вклад в суммарный потенциальный территориальный риск для площадочных объектов, которые имеют в своем составе не только точечные, но и линейные объекты.

Для построения полей потенциального территориального риска для площадочных объектов, включающих как точечные, так и линейные объекты опасности необходимо перейти от фиксированной системы отсчета (Ьх.И) к произвольной системе отсчета (х,у). Трубопровод длинной I будет иметь координаты начала - (хи уд и конца - (х2, у:)- Выражения (11) действительны при расположении всего участка трубопровода внутри первого квадранта координатной сетки, а также выбора начальной и конечной точки трубопровода исходя из

УСЛОВИЯ Х]<Х2-

У2-У1

а = агс1д

х2 хг

о + У1 [} = агМд —,

Х1

(П)

Мх = ^хI + у1 ■ созЦЗ - а),

Ah = Jxf+y? ■ sin{p - a), Lx(x, y) = *Jx2 +y2 ■ cos (arctg ^ — a ) — ALx,

h(x, у) = л/*2 + У2 ' sin (arctg ~~ a) ~

При X/, J'/. Vi>0, Xi<Xi. Потенциальный территориальный риск в точке О от аварий на линейном объекте:

L

Ж*, у) = j P0(t) • Р (Vft20,)0+ (£*(*,У)-t)2) dt.

(12)

Таким образом, поле потенциального риска на площадочном объекте будет формироваться как суперпозиция полей потенциального риска от точечных и линейных объектов:

Кп.т .(Х,у) = йп.т._точ(*.У) +Кп.т.лин(ЛУ)-

(13)

Х( X х2

Рисунок 7 - Расположение трубопровода в произвольной системе координат

С точки зрения риск-менеджмента предложенные математические модели позволяют обосновывать безопасное расположение оборудования, зданий и со-

оружений, а также управлять режимом работы персонала опасных объектов на основе анализа полей потенциального риска и показателей индивидуального и коллективного рисков.

В третьей главе приведены результаты алгоритмизации процесса оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

Общий алгоритм оценки риска представлен на рисунке 8.

В рамках исследования алгоритмизированы два наиболее сложных элемента общего алгоритма:

1. Расчет последствий опасных явлений.

2. Оценка интегральных показателей риска.

Каждая стадия, входящая в общий алгоритм анализа риска, может быть также представлена в виде алгоритма. В свою очередь полученные алгоритмы могут быть детализированы несколькими уровнями алгоритмов.

Проведенный анализ показал, что алгоритм оценки рисков представляет собой сложную разветвленную структуру, включающую вспомогательные алгоритмы, позволяющие строить поля вероятностей смертельного поражения людей и вероятностей полной утраты стоимости основных фондов.

Выбор необходимого набора вспомогательных алгоритмов осуществляется исходя из результатов проведенной идентификации опасностей и построения сценариев реализации опасных явлении.

Разработанный комплект алгоритмов может быть дополнен иными вспомогательными алгоритмами, описывающими другие опасные процессы, такие как выброс химически опасных веществ, радиоактивно опасных веществ. При этом общие алгоритмы не претерпят изменения.

Рисунок 8 - Общий алгоритм анализа риска

Разработанные алгоритмы реализованы в виде комплекта программных модулей с использованием существующих математических программ и программ работы с таблицами.

Проведенный анализ показал, что предложенный подход более предпочтителен по сравнению с используемыми на практике. Разработка автоматизированной методики на основе предложенных алгоритмов в виде конечного программного продукта позволит проводить расчеты по оценке риска в автоматическом режиме, тем самым время разработки значительно сократится, а вероятность ошибки значительно снизится.

В четвертой главе приведены результаты оценки риска на типовых площадочных объектах топливно-энергетического комплекса - нефтеперекачивающей станции (НПС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Проведен анализ возможных опасностей, оценка частот реализации опасных явлений и определено количество, продолжительность и особенности выбросов в атмосферу опасных веществ.

Определена форма представления исходных данных, удобная для реализации подалгоритмов «Расчет последствий опасных явлений» и «Оценка интегральных показателей риска».

На рисунках 9-10 приведены поля потенциального риска для типовых объектов топливно-энергетического комплекса.

Приведены результаты расчета интегральных показателей риска (таблицы

2-3).

Таблица 2 - Сведения об индивидуальном риске для персонала объекта нефтеперекачивающей станции

№ п/п Наименование должностей и профессий Численность группы Индивидуальный риск (по разраб. комплекс. методике) Индивидуальный риск (по сущ. методике)

1 Административно-

управленческий персонал и 7 3,53Е-06 6,66Е-09

ИТР

2 Бухгалтерия, секретарь 4 3,97Е-07 6,66Е-09

3 Персонал, обслуживающий электрооборудование 2 7,04Е-06 1,19Е-05

4 Ремонтный персонал 5 1,34Е-05 1,19Е-05

5 Вспомогательный персонал 2 3,97Е-06 1,19Е-05

6 АРС 12 1.57Е-06 1,53Е-07

7 Операторы НПС 8 7.34Е-07 1,45Е-07

8 Дежурный ремонтный пер- 8 9,90Е-06 1.53Е-07

№ а/и Наименование должностей и профессий Численность группы Индивидуальный риск (по разраб. комплекс. методике) Индивидуальный риск (по сущ. методике)

сонал

9 Водители 4 9.94Е-08 З.ЗЗЕ-09

10 Водитель автопогрузчика 1 2,23Е-05 1.19Е-05

11 Начальник охраны 1 3,53Е-06 6,66Е-09

12 Персонал охраны 12 9Д9Е-06 1.25Е-05

13 Лаборант-химик 1 1.63Е-06 2.16Е-06

Расчетное значение коллективного риска составляет 3,57-Ю^1 и 2,76-10"4 соответственно.

Таблица 3 - Сведения об индивидуальном риске для персонала теплоэлектроцентрали

№ Наименование должно- Численность Индивидуальный Индивидуальный

п/п стей и профессий группы риск (по разраб. комплекс. методике) риск (по сущ. методике)

1 Административно-

управленческий персо- 32 2,30Е-07 2.16Е-06

нал и ИТР

2 Бухгалтерия, 31 1.39Е-07 2.16Е-06

3 Персонал главного корпуса 108 1.46Е-07 2.16Е-06

4 Персонал химцеха 56 1.79Е-08 1.07Е-08

5 Персонал, обслуживаю-

щий электрооборудова- 17 2.61Е-07 2.16Е-06

ние

6 Ремонтный персонал 12 4,44Е-07 2.27Е-06

7 Вспомогательный персонал 9 1.68Е-07 8.97Е-08

8 АРС 32 2,36Е-08 8,97Е-08

9 Дежурный персонал топливного хозяйства 16 3.15Е-07 3,74Е-06

10 Водители 32 3.47Е-08 2J6E-06

11 Начальник охраны 1 2,30Е-07 2,16Е-06

12 Персонал охраны 36 4.00Е-07 2.27Е-06

Расчетные значения коллективного риска составляет 6,13 • 10"5 и 6,5-10"4 соответственно.

дсоЗ

30 50

КГ1« 10"'...10"" 10-*... 10"' 10"'...Ю-6 Ю^-.Ю'1

Рисунок 9 - Поле потенциального риска для нефтеперекачивающей станции (1. Административно-бытовой корпус; 2. Нефтенасосная; 3. Операторная; 4. Котельная; 5. Лаборатория; 6. Ремонтно-механическая мастерская; 7. РВСП-10000 м3 х5 шт.)

Рисунок 10 - Поле потенциального риска для теплоэлектроцентрали (1. Железнодорожная эстакада; 2. Приемная емкость; 3. Насосная; 4. Резервуарный парк; 5. Склад масел; 6. Склад химреагентов; 7. Химркорпус; 8. Объединенный вспомогательный корпус; 9. Главный

корпус.)

Гакш

М;путо

шш ннмн

Ю"1« 10'5...10'410'*...10'5!0'...!0610"8..Л07103ГЛ08 < 10"9

Разница в полученных результатах обусловлена учетом вклада в формирование полей потенциального риска линейных объектов и дрейфа облака топ-ливовоздушной смеси. Линейные объекты нефтеперекачивающей станции обладают повышенным потенциалом опасности в силу значительных объемов нефти, содержащихся в нефтепроводах и высокой производительности перекачки нефти. Учет дрейфа облаков топливовоздушной смеси изменяет вид полей потенциального риска по сравнению со стационарной постановкой задачи: на небольшом удалении от источников опасности наблюдается снижение уровней потенциального риска, на значительном удалении — повышение.

Принятые на объектах архитектурно-строительные решения по планировке территории являются достаточно удачными с точки зрения риск-анализа. Это обусловлено удаленностью постоянных рабочих мест от источников опасности (резервуаров, трубопроводных систем).

Апробация предложенных методов и алгоритмов показала их работоспособность при проведении риск-анализа опасных производственных объектов.

Выявлены основные закономерности и наиболее значимые факторы, влияющие на показатели риска, а также направления выбора мероприятий по снижению уровня риска.

В заключении сформулированы основные результаты исследований:

1. Предложен усовершенствованный метод, позволяющий учесть уменьшение теплового излучения при перемещении человека в безопасную зону. Снято ранее наложенное допущение о расчете вероятности поражения для пикового значения интенсивности теплового излучения и его постоянстве при перемещении в безопасную зону.

2. Предложен подход к расчету индивидуального риска, учитывающий нестационарность рабочих мест персонала.

3. Разработана методика построения полей потенциального риска для аварий с образованием топливовоздушных смесей в открытом пространстве, сопровождающихся взрывами и сгоранием облака по модели «пожар-вспышка» с учетом их дрейфа.

4. Разработана методика построения полей потенциального риска для линейных объектов малой протяженности, позволяющая учитывать совместное влияние линейных и точечных объектов на формирование поля потенциального риска.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вызов А.П. Моделирование процесса формирования полей потенциального риска при авариях иа опасных производственных объектах с учетом дрейфа облака топ-ливовоздушпой смеси / А.П. Бызов, C.B. Ефремов // Безопасность Жизнедеятельности. 2011. №8.-С. 43-46.

2. Бызов А.П. Оценка вероятности поражения человека тепловым излучением с учетом перемещения в безопасную зону / А.П. Бызов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. № 3 (130).- С. 247-252.

3. Бызов А.П. Моделирование полей потенциального риска для линейных объектов / А.П. Бызов, C.B. Ефремов // Безопасность в техносфере. 2011. № 6.- С. 7-10.

4. Бызов А.П. Определение вероятности поражения с использованием пробит-фуикции / А.П. Бызов // Проблема риска в техногенной и социальных сферах. Тезисы семинара. Выпуск 6. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - С. 17-19.

5. Бызов А.П. Исследование показателей и методик оценки риска / А.П. Бызов // XXXVII Неделя науки СПбГПУ: материалы Всероссийской межвузовской научной конференции студентов и аспирантов. Ч.ХШ. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. - С. 80-81.

6. Бызов А.П. Оценка потенциального территориального риска для линейных объектов / А.П. Бызов // XXXVIII Неделя науки СПбГПУ: материалы международной научно-практической конференции. Ч. XII. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - С. 23-27.

7. Бызов А.П. Расчет показателей техногенного риска / А.П. Бызов // Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах: материалы XV Всероссийской конференции. Том 4 - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2011С. 90-91.

Подписано в печать 27.12.2011. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 8559Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Введение.

1. Анализ теории рисков как инструмента оценки техногенной опасности.

1.1. Анализ основ теории рисков.

1.1.1. История развития теории рисков.

1.1.2. Исследование рисков.

1.2. Анализ роли и места теории рисков в оценке техногенной опасности.

1.2.1. Место теории рисков в системе анализа техногенной опасности.

1.2.2. Анализ структуры оценки техногенного риска.

1.3. Анализ методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

1.3.1. Описание топливно-энергетического комплекс России.

1.3.2. Выбор системы показателей и критериев техногенного риска для объектов топливно-энергетического комплекса.

1.3.3. Разработка обобщенной схемы оценки техногенного риска для объектов топливно-энергетического комплекса.

1.3.4. Постановка задачи на развитие методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

Выводы к главе 1.

2. Развитие методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

2.1. Выбор методов моделирования поражающих параметров при авариях на объектах топливно-энергетического комплекса.

2.2. Уточнение методов расчета вероятностей поражения людей при возникновении чрезвычайных ситуаций техногенного характера на объектах топливно-энергетического комплекса.

2.2.1. Оценка вероятности поражения человека тепловым излучением пожара пролива.

2.2.2. Оценка вероятности поражения человека воздушной ударной волной.

2.2.3. Оценка вероятности поражения человека высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке.

2.2.4. Оценка вероятности поражения человека прямым огневым воздействием и тепловым излучением горения высокоскоростных струй.

2.3. Вероятностные подходы к анализу ущерба и потерь с использованием F/N и F/G диаграмм.

2.4. Методы моделирования полей, зон и показателей риска.

2.4.1. Два подхода к моделированию полей потенциального риска.

2.4.2. Функциональное моделирование полей риска.

2.4.3. Зональное моделирование полей потенциального риска.

2.4.4. Методика моделирования полей риска для линейных объектов.

2.4.5. Методика определения показателей индивидуального и коллективного риска на основе моделирования распределения людей на территории.

2.5. Управление риском.

Выводы к главе 2.

3. Алгоритмизация процесса оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

3.1. Общий алгоритм анализа риска.

3.2. Алгоритм расчета последствий опасных явления.

3.3. Алгоритм оценки интегральных показателей риска.

3.4. Разработка подалгоритмов.

3.4.1. Подалгоритм «Определение распределения людей и основных фондов».

3.4.2. Подалгоритм «Пожар разлива для точечных объектов».

3.4.3. Подалгоритм «Пожар разлива для линейных объектов».

3.4.4. Подалгоритм «Взрыв ТВС для точечных объектов».99 1 '

3.4.5. Подалгоритм «Взрыв ТВС для линейных объектов».

3.4.6. Подалгоритмы «Пожар-вспышка для точечных объектов» и «Пожар-вспышка для линейных объектов».

3.4.7. Подалгоритм «Факельное горение для точечных объектов».

3.4.8. Подалгоритм «Факельное горение для линейных объектов».

3.5. Применение комплекта программных модулей при оценке техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

3.5.1. Порядок применения разработанного комплекта алгоритмов для решения задач оценки риска с использованием пакетов математических программ.

3.5.2. Анализ обоснованности применения методического аппарата.

Выводы к главе 3.

4. Оценка техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

4.1. Оценка риска на типовом площадочном объекте транспорта нефти -нефтеперекачивающей станции.

4.1.1. Общая характеристика нефтеперекачивающих станций.

4.1.2. Результаты идентификации опасности, оценки частот реализации опасных явлений и определения количества, продолжительности и особенностей выбросов в атмосферу опасных веществ.

4.1.3. Результаты расчета последствий аварий.

4.1.4. Результаты расчета интегральных показателей риска.

4.1.5. Анализ результатов расчета.

4.2. Оценка риска на типовом площадочном объекте электроэнергетики -теплоэлектроцентрали.

4.2.1. Общая характеристика теплоэлектроцентрали.

4.2.2. Результаты идентификации опасности, оценки частот реализации опасных явлений и определения количества, продолжительности и особенностей выбросов в атмосферу опасных веществ.

4.2.3. Результаты расчета последствий аварий.

4.2.4. Результаты расчета интегральных показателей риска.

4.2.5. Анализ результатов расчета.

Выводы к главе 4.

Актуальность темы. Последние десятилетия развитие вопросов обеспечения безопасного ведения производства получает существенную поддержку со стороны не только представителей власти, но и хозяйствующих субъектов. Для формирования целостной картины состояния безопасности на опасных объектах наиболее эффективными являются методы, основанные на анализе риска.

В России с 90-х годов XX века активизировалась деятельность по формированию нормативно-методической базы в этой области. На законодательном уровне в Федеральных законах «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте» [97,98] установлена необходимость обоснования уровня безопасности опасных объектов с позиции риск-анализа.

В работах Акимова В.А., Белова П.Г., Быкова А. А., Елохина H.A., Козлтина А.М., Котляревского В.А., Лисанова М.В., Маршалла В., Мастрюкова Б.С., Махутова H.A., Меньшикова В.В., Одишария Г.Э., Сафонова B.C., Хусниярова М.Х., Швыряева A.A., Шебеко Ю.Н., Яковлева В.В. и других исследователей обоснованы методы оценки техногенного риска на опасных объектах.

Проведенный анализ показал, что одним из перспективных подходов к оценке техногенных рисков является подход, основанный на моделировании полей потенциального риска. Однако, существующий в настоящее время методический аппарат, основанный на этом подходе, не учитывает динамику развития чрезвычайной ситуации и реакцию рабочего персонала в условиях сложных объектов топливно-энергетического комплекса.

Оценка техногенного риска проводится на различных этапах жизненного цикла опасного объекта и фиксируется в таких документах как декларация промышленной безопасности, паспорт безопасности, декларация пожарной безопасности, независимая оценка рисков. Ис-/» полнение этих документов контролируется различными ведомствами: Главгосэкспертизой, МЧС России, Ростехнадзором. Отсутствие единого методического аппарата приводит к возникновению различия в оценке идентичных показателей в перечисленных документах.

Наиболее реальная и достоверная оценка риска на объектах топливно-энергетического комплекса может быть получена только путем совместного учета пространственных особенностей объекта, динамики развития чрезвычайной ситуации и поведенческой реакции обслуживающего персонала.

Приведенные выше аргументы свидетельствуют о том, что диссертационная работа, посвященная развитию методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса, является актуальной.

Целью диссертационной работы является развитие методического аппарата оценки техногенного риска в направлении учета особенностей объектов топливно-энергетического комплекса, динамики развития чрезвычайной ситуации и поведенческой реакции персонала.

Основными задачами исследования являются: - анализ теории рисков, как инструмента оценки техногенной опасности на объектах топливно-энергетического комплекса;

- развитие методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса;

- разработка комплекта алгоритмов для реализации предлагаемых методов в виде программных модулей;

- апробация предлагаемого методического аппарата на примере оценки техногенного риска на типовых площадочных объектах топливно-энергетического комплекса.

Объект исследования: Техногенный риск на объектах топливно-энергетического комплекса.

Предмет: Методический аппарат оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса.

Методы исследования. При решении поставленных в работе задач использовались теория системного подхода, методы формальной логики, теория вероятностей, методы аппроксимации, графоаналитический метод математического моделирования показателей риска.

Научная новизна работы. В диссертационной работе на основе изучения закономерностей проявления и развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера на объектах топливно-энергетического комплекса усовершенствован методический аппарат оценки техногенного риска, применение которого позволяет:

- учитывать влияние уменьшения интенсивности теплового излучения в зависимости от перемещения человека при пожарах проливов и горении высокоскоростных газовых струй;

- моделировать поля потенциального риска для аварий, связанных с взрывом дрейфующих парогазовых облаков;

- моделировать поля потенциального риска для линейных объектов;

- рассчитывать индивидуальный риск с учетом нестационарности рабочих мест.

Научные результаты, выносимые на защиту:

- усовершенствованный метод оценки вероятности поражения людей тепловым излучением с учетом уменьшения интенсивности теплового излучения в процессе эвакуации человека в безопасную зону;

- методика построения полей потенциального риска для линейных источников опасности;

- методика построения полей потенциального риска с учетом дрейфа облаков топ-ливовоздушной смеси;

- подход к оценке интегральных показателей риска с учетом нестационарности рабочих мест.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, разработке новых и усовершенствовании имеющихся математических моделей методического аппарата оценки техногенного риска, алгоритмизации разработанных математических моделей и апробации их работоспособности при оценке риска на типовых объектах топливно-энергетического комплекса.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что ее результаты позволяют:

- осуществлять оценку риска на объектах топливно-энергетического комплекса;

- учитывать совместное влияние потенциальной опасности линейных и точечных объектов при проведении анализа техногенного риска;

- обеспечить снижение риска гибели персонала объекта за счет учета в архитектурно-планировочных решениях полей потенциального риска.

Практическое применение предлагаемого методического аппарата показало, что он является корректным, удобным и эффективным инструментом оценки техногенных рисков на объектах топливно-энергетического комплекса.

Реализация результатов работы. На основе результатов диссертационного исследования разработан комплект программных модулей с использованием инструментария математических и прикладных программ Mathcad, Microsoft Excell (OpenOfflce), применение которых позволяет проводить оценку риска.

Результаты работы были использованы при проведении расчетов риска в рамках декларирования и паспортизации опасных объектов, а также проведении расчета пожарного риска для деклараций пожарной безопасности в ряде проектных организаций (ООО «ТЭК», ООО «Промтехдиагностика»), Результаты исследований внедрены при разработке документации в области промышленной безопасности на объектах ООО «Киришиавтосервис».

Результаты работы были использованы при разработке учебно-методических материалов для дисциплин: опасные технологии и производства, ноксология, декларирование опасных производств, разработка вопросов безопасности в проектах, информационные технологии в проектировании и управлении техносферной безопасностью.

Реализация результатов работы подтверждена актами внедрения.

Достоверность и обоснованность положений и выводов обеспечивается корректностью постановки задач, использованием апробированных методов исследований, адекватностью используемого математического аппарата и подтверждена многочисленными расчетами с применением современных методов программирования, результаты которых не противоречат данным литературных источников.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях и симпозиумах:

- семинар «Проблемы риска в техногенной и социальной сферах», Санкт-Петербург, 2007 год;

- XXXVII Неделя науки СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2008 год;

- конференция, посвященная 70-летию кафедры БЖД СПбГПУ, 2008 год;

- XXXVIII Неделя науки СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2009 год;

- научно-практический семинар «Актуальные проблемы в области охраны труда и промышленной безопасности в строительстве», Санкт-Петербург, 2010 год;

- XV Всероссийская научно-методическая конференция «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах», Санкт-Петербург, 2011 год;

- XIV Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты и безопасности», секция Ленинградского областного регионального отделе8 • > J 1/. , I ния Общероссийской общественной организации «Российское научное общество анализа риска», Санкт-Петербург, 2011 год. Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, три из них в изданиях, рекомендованных ВАК.

Выводы к главе 4

1. Апробация предложенных методов и модулей алгоритмов показала их работоспособность при проведении риск-анализа опасных производственных объектов.

2. Полученные результаты адекватны законам физики и логике протекающих процессов.

3. Выявлены основные закономерности и наиболее значимые факторы, влияющие на показатели риска, а также направления выбора мероприятий по снижению уровня риска.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной научной задачи развития методического аппарата оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса в направлении учета особенностей этих объектов, динамики развития чрезвычайных ситуаций и поведенческой реакции персонала.

1. Выполнен анализ теории рисков, как инструмента оценки техногенной опасности на объектах топливно-энергетического комплекса.

2. Усовершенствован метод, позволяющий учесть уменьшение теплового излучения при перемещении человека в безопасную зону. Снято ранее наложенное допущение о расчете вероятности поражения для пикового значения интенсивности теплового излучения и его постоянстве при перемещении в безопасную зону.

3. Предложен подход к оценке индивидуального риска, учитывающий нестационарность рабочих мест персонала.

4. Предложена методика построения полей потенциального риска для аварий с образованием топливовоздушных смесей в открытом пространстве, сопровождающихся взрывами и сгоранием облака по модели «пожар-вспышка» с учетом их дрейфа.

5. Предложена методика построения полей потенциального риска для линейных объектов малой протяженности, позволяющая учитывать совместное влияние линейных и точечных объектов на формирование поля потенциального риска.

6. Разработан комплект алгоритмов для реализации предлагаемых методик оценки техногенного риска на объектах топливно-энергетического комплекса в виде программных модулей с использованием существующих математических и прикладных программ.

7. Осуществлена апробация предлагаемого методического аппарата на примере оценки техногенного риска на типовых площадочных объектах топливно-энергетического комплекса, таких как нефтеперекачивающие станции и теплоэлектроцентрали.

1. Акимов В.А. Надежность технических систем и техногенный риск / В.А. Акимов, В. Л. Лапин, В.М. Попов, В.А. Пучков, В.И. Томаков, М.И. Фалеев. M.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2002. - 368 с.

2. Аристотель. Никомахова этика. Перевод Нины Брагинской. Философы Греции ЗАО «Издательство «ЭКСМО Пресс», Москва, 1997. По материалам сайта www.infanata.org.

3. Асташкин В.П. Надежность и техногенный риск : Учеб. пособие / В. П. Асташкин ; М-во образования Рос. Федерации, Воронеж, гос. техн. ун-т. Воронеж : ВГТУ, 2002. - 127 с.

4. Белов П.Г. Семантика понятий «безопасность» и «риск» // Безопасность труда в промышленности, -1998. №2. - С. 63 - 64.

5. Белов П.Г. Экспертная система оценки техногенного риска опасных производственных объектов / П.Г. Белов, А.И. Гражданкин // Безопасность труда в промышленности. 2000, - №11.-С. 6 -10.

6. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. М. : Химия, 1991.-430, X. с.

7. Бирбраер А.Н. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях / А.Н. Бирбраер, С.Г. Шульман. М.: Энергоатомиздат, 1989. -304с.

8. Бирбраер А.Н. Экстремальные воздействия на сооружения / А.Н. Бирбраер, А.Ю. Роледер. СПб, : Изд-во Политехи. Ун-та, 2009. - 594с.

9. Вызов А.П, Оценка вероятности поражения человека тепловым излучением с учетом перемещения в безопасную зону // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. № 3 (130). С. 247-252.

10. Васильев В.И. Устойчивость объектов экономики в чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие. СПб.: СПбГПУ. -2002. 340 с.

11. Вентцель Е.С. Теория вероятностей : Учеб. для студентов вузов / Е.С. Вентцель. 1 Изд. 5-е, стер. - М, : Высш. шк., 1998. - 575 с.

12. Ветошкин А.Г. Техногенный риск и безопасность / А.Г. Ветошкин, K.P. Таранцева -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2001.

13. Воробьев Ю.Л. Управление риском и устойчивое развитие. Человеческое измерение / Ю.Л. Воробьев, Г.Г. Малинецкий, H.A. Махутов // Общественные науки и современность. 2000. - № 6. - С. 150-163.

14. Взрывные явления. Оценка и последствия: В 2-х кн. Кн. 2. Пер. с англ./ Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. и др.; Под ред. Я. Б. Зельдовича, Б. Е. Гельфанда. М.: Мир, 1986.-384 е., ил.

15. Владимиров В.А. Оценка риска и управление техногенной безопасностью / В.А. Владимиров, В.И. Измалков, A.B. Измалков ; Центр стратегических исследований гражданской защиты МЧС России. Москва : Деловой экспресс, 2002. -183 с. : ил. -Библиогр.: с. 176-181.

16. Дис. . канд. техн. наук : 05.26.03. М.: РГБ, 2006. (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).

17. Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. Взрывобезопасность: учебник / под. Ред. B.C. Артамонова. СПб.: Астерион, 2006. - 392 с.

18. Гельфанд Б.Е. Фугасные эффекты взрывов / Б.Е. Гельфанд, М.В. Сильников. СПб.: Полигон, 2002. - 266, 1. с.

19. ГОСТ 19431 -84. Энергетика и электрификация. Термины и определения.

20. ГОСТ Р 22.0.05-94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

21. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

22. ГОСТ 12,1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования. Система стандартов безопасности труда.

23. Гражданкин А.И. Риск аварий как оценка нежелательных потерь / А.И. Гражданкин, f::<1'V

24. Д.В. Дегтярев, М.В. Лисанов, A.C. Печеркин // Моделирование и анализ безопасно-' сти и риска в сложных системах». Труды Международной Школы МА БР . СПб: Издательство «Бизнес-Пресса». - 2002 - С.515-518.

25. Гражданкин А.И. Основные показатели риска аварии в терминах теории вероятности / А.И. Гражданкин, Д.В. Дегтярев, М.В. Лисанов, A.C. Печеркин // Безопасность труда в промышленности. 2002. - №7. - С. 35 - 39.

26. Гражданкин А.И. Оценка риска аварий на объектах хранения и перевалки нефти и нефтепродуктов / А.И. Гражданкин, Ю.А. Дадонов, И.А. Кручинина, М.В. Лисанов, A.B. Пчельников, С.И. Сумской // Безопасность труда в промышленности. 2004. -№6.-С. 33-37.

27. Гуськов A.B. Надежность технических систем и техногенный риск: учебное пособие / A.B. Гуськов, К.Е. Милевский ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Ново-сиб, гос. техн. ун-т. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004,

28. Дадонов Ю.А., Лисанов М.В., Лисин Ю.В., Печеркин A.C., Сидоров В.И. Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах: Серия 27. Выпуск 1.1491 >42,43,44.45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,

29. Вишняков Я.Д. Общая теория рисков : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Я.Д. Вишняков, H.H. Радаев. 2-е изд., испр. - М. : Издательский центр «Академия», 2008.-368 с.

30. Елохин А.Н. Анализ и управление риском: Теория и практика. 2-е изд., испр. и доп. - М.: ООО «ПолиМЕдиа», 2002. - 192 с.

31. Ефремов C.B. Декларирование опасных производств : учебное пособие / C.B. Ефремов, Н.В. Косиченко. СПб.: СПбГПУ - 2004. - 234 с.

32. Ефремов C.B. Опасные технологии и производства. Учебное пособие. СПб.: СПбГПУ.-2003.-220 с.

33. Козлитин A.M. Совершенствование методов расчета показателей риска аварий на опасных производственных объектах // Безопасность труда в промышленности.2004. №10. - С. 35-42.

34. Котляревский В.А. Энциклопедия безопасности : строительство, промышленность, экология : в 3 томах / В.А. Котляревский, В.И. Ларионов, С.П. Сущев. Москва: Наука, 2005.

35. Ларионов В.И. Риск аварий на автозаправочных станциях / В.И. Ларионов, В.А. Акатьев, A.A. Александров // Безопасность труда в промышленности. 2004. - №2. - С. 44-48.

36. Легасов В.А. Проблемы безопасного развития техносферы // Наука и образования. -1987.-№8.-С. 92-101.

37. Лисанов М.В. Нормативно-правовое обеспечение декларирования промышленной безопасности опасных производственных объектов / Лисанов М.В., Печеркин A.C., Сидородов В.И. и др. // Безопасность труда в промышленности. 2000. - №1. - С. 8 -12.

38. Мартынюк В. Ф. О выборе допустимого индивидуального риска / С.А. Грудина, В. Ф. Мартынюк, В. В. Суворова // Безопасность жизнедеятельности. № 6. - 2005 г. - С. 36-39.

39. Национальная социологическая энциклопедия Электронный ресурс. / Электрон, дан., 2005. Режим доступа: http://voluntary.ru/dictionary/, свободный (дата обращения: 29.10.2011).

40. НПБ 105-03. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной безопасности.

41. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, постановление Госгортехнадзора России от 05.05.03 № 29.

42. Переездчиков И.В, Надежность технических систем и техногенный риск : Учеб. пособие : Для студентов 4-5 курсов. / И. В. Переездчиков, О. В, Крышевич; Моск. гос. техн. ун-т им. Н, Э. Баумана. М.: Изд-во МГТУ, 2002,

43. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Срав. изд.: в 2 книгах; кн. 1 / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н, Кравчук и др. М.: Химия, 1990.- 496 с.

44. Приказ МЧС России от 28 февраля 2003 г. №105 «Об утверждении требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения».

45. Приказ МЧС России от 4 ноября 2004 г. №506 «Об утверждении типового паспорта безопасности опасного объекта».

46. РБ Г-05-039-96. Руководство по анализу опасности аварийных взрывов и определению параметров их механического действия. Утверждено постановлением Госатомнадзора России 31 декабря 1996г. № 100.

47. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродукто-обеспечения, расположенных на селитебной территории, МВД РФ ВНИИПО, М., 1997 г.

48. РД 03-496-02. Методическим рекомендациям по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах.

49. РД 08-120-96. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов. Постановление Госгортехнадзора от 12.7.96 № 29. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.

50. РД 03-14-2005 Порядок оформления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов и перечень включаемых в нее сведений

51. РД 03-357-00 Методические рекомендации по составлению декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта (утв. Постановлением Гос-гортехнадзора России от 26.04.2000 г. № 23).

52. РД 09-536-03. Методические указания о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) на химико-технологических объектах.

53. Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий (согласовано УГПН МЧС России, письмо от 03.02.2006 г. №19/2/318, Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г.).

54. Сафонов B.C. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности / B.C. Сафонов, Г.Э. Одишария, A.A. Швыряев М.: НУМЦ Минприроды России, 1996. -207 с.

55. СП 11-107-98. «Свод правил по проектированию и строительству. Порядок разработки и состав раздела инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций проектов строительства»

56. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности", утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 N182.

57. СТО Газпром 2-2.3-400-2009. Методика анализа риска для опасных производственных объектов газодобывающих предприятий ОАО «Газпром».

58. Толковый словарь Ожегова Электронный ресурс. / Электрон, дан. Ожегов.ру, 2005. - Режим доступа: http://www.ozhegov.ru/slovo/45608.html, свободный (дата обращения: 29.10.2011).

59. Федеральный закон № 116-ФЗ от 21.07.97 г. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

60. Федеральный Закон РФ от 22.07.2008 г. №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

61. Федеральный Закон РФ от 27.07.2010 г. №225-ФЗ «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте»

62. Храмов Г.Н. Горение и взрыв / Г.Н. Храмов ; М-во образования и науки Рос. Федерации, С.-Петерб. гос. политехи, ун-т. Санкт-Петербург : Изд-во Политехнического университета, 2010.

63. Хуснияров М.Х. Взрывоопасность установок нефтепереработки / М.Х. Хуснияров, В.Ф. Попков, H.A. Руднев ; Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т. Уфа : Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т, 2002. -124 с.

64. Э.Дж.Хенли, Х.Кумамото. Надежность технических систем и техногенный риск. 1984 г.

65. Шебеко Ю.Н. Оценка пожарного риска линейной части магистральных трубопроводов / Ю.Н. Шебеко, Д.М. Гордиенко, A.A. Пономарев, В.И. Макеев, А.Ю. Шебеко, Ю.И. Дешевых // Пожарная безопасность. 2010. - №4. - С. 47-58.

66. Яйли Е.А., Музалевский А.А. Риск: анализ, оценка, управление/ Под ред. проф. Кар-лина Л.Н. СПб.: РГГМУ, ВВМ, 2005. - 234 с.

67. Яковлев В.В. Нефть. Газ. Последствия аварийных ситуаций. Монография. СПб.: СПбГПУ.- 2003. -420 с.

68. Яковлев В.В. Экологическая безопасность, оценка риска. Монография. СПб.: «Международный центр экологической безопасности региона Балтийского моря», Издательство НП «Стратегия будущего», 2006. - 476 с.

69. Яковлев В.В. Динамическая постановка задач оценки вероятности поражения человека тепловым пожаром разлития нефтепродуктов // Безопасность портов и мульти-модальных транспортных систем: материалы международной конференции, 2008. -С. 66-70.

70. CPR 12Е. Methods for determining and processing probabilities.

71. CPR 14E. Methods for the calculation of physical effects.

72. CPR 16E. Methods for the determination of possible damage.

73. CPR 18E. Guidelines for quantitative risk assessment.

74. Martel B. Chemical risk analysis : A practical handbook/ Bernard Martel. ButterworthHeinmann, 2004. - 528 p.114. http://methodolog.ru/.115. http://ru.wikipedia.org/.