Построение дерева событий и дерева отказов ядерного реактора с учетом категории критичности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Задание 1. Построение дерева событий и дерева отказов ядерного реактора с учетом категории критичности

1.1 Стадии анализа риска, опасных ситуаций и последствий

1.2 Выявление последовательности опасных ситуаций

1.2.1 Построение дерева событий и отказов

1.3 Анализ видов отказов и последствий

1.4 Анализ критичности

2. Задание 2. Задачи

Заключение

Литература



Введение

дерево ядерный критичность опасный

Обеспечение безопасности населения и окружающей природной среды представляет собой весьма сложную техническую задачу, решение которой невозможно без совершенствования и углубления инженерной подготовки в области исследования надежности, прогнозирования и обеспечения безопасности технических систем. В ряде промышленно развитых стран изучение безопасности технических систем, как отдельной независимой деятельности, было введено в практику в шестидесятых годах (для примера можно привести деятельность США, начиная с 50-х годов, по созданию системы безопасности авиационно-космической техники). Центр внимания переместился от анализа поведения отдельных элементов различного типа (электрических, механических, гидравлических) на причины и последствия, вызываемые отказом этих элементов в соответствующей системе.

“Дерево отказов”, “Дерево последствий”, “Метод последовательной экспертизы”, “Экспертные оценки” и др. методы выявления отказов были взяты на вооружение специалистами, работающими в химической и других опасных отраслях промышленности, как раз из сферы военных и аэрокосмических исследований. Именно в этих странах 60-е годы были отмечены началом широкой публикации научных работ, относящихся к описываемой области исследований. В нашей стране такие работы (это касается открытой печати, доступной широкому кругу научно-технических работников) имели единичные издания. Это следовало из концепции “абсолютной безопасности” отечественных технологий и оборудования. Названная концепция до недавнего времени была фундаментом, на котором строились нормативы безопасности. Сказалась специфика политического, экономического и социального развития бывшего СССР, которая обусловила отставание, по крайней мере, на 20 лет, в исследованиях в области промышленной безопасности, безопасности жизнедеятельности, культуре, экологии.

Такое отношение к проблемам безопасности сдерживало формирование у специалистов представлений о принципах и методах обеспечения промышленной и экологической безопасности, что продуцировало отставание во всех сферах технической и образовательной деятельности: проектирования, изготовления, эксплуатации, надзора за безопасностью, подготовки специалистов, действий в чрезвычайных ситуациях, и сказалось на росте количества и масштабов экстремальных ситуаций и аварий на промышленных предприятиях, транспортных системах и пр. Требование “абсолютной безопасности”, т.е. “нулевого риска”, в конечном счете, привело к дорогостоящим и даже к трагическим последствиям для населения и экономики страны. Специалисты, эксплуатирующие технические системы и обслуживающие опасные технологии в химической промышленности, системы энергетики и трубопроводный транспорт, оказались неподготовленными в методическом плане к поиску и анализу критических отказов, приводящих к авариям. Уровень знаний в вопросах безопасности жизнедеятельности в техносфере отстал от уровня сложности и темпов развития техники, технологий, технических систем.

Не следует строить иллюзий о безопасности предприятия даже в том случае, если на нем не происходит чрезвычайных ситуаций с разрушениями и гибелью персонала - отказ системы очистки отходящего газа из-за ненадежности техники будет нести огромную опасность для людей и окружающей среды.

В настоящее время в России осуществляется переход от регистрации свершившегося факта к осознанию необходимости использования инженерных методов предварительного анализа и исследования технических систем и объектов повышенного риска с целью предупреждения аварий. Ясно, что в изменившихся условиях подход к решению проблем безопасности производств, экологических проблем, основанный на концепции “реагировать и выправлять”, вынужден уступить место новому, где главенствующий принцип “предвидеть и предупреждать”. Встала задача прогнозирования техногенной деятельности - чтобы предотвратить тот ее предельный негативный масштаб, превышение которого оборачивается трагедией, катастрофами и экологическим ущербом. Уместно здесь отметить, что по подсчетам специалистов, сегодня на территории России размещены свыше 4,5 тыс. потенциально опасных объектов, в т.ч. до 800 - радиационно и примерно 1500 химически и биологически опасных сооружений и производств, которые относятся к объектам повышенного риска.

Вот почему методы исследования возможных отказов должны стать хорошим подспорьем для специалистов по инженерной защите окружающей среды или по безопасности жизнедеятельности, а поиск возможных отказов и анализ последствий должен стать распространенной, обычной процедурой при оценке сложных, дорогостоящих и высокорисковых предприятий, технологий и установок.

В России в настоящее время интенсивно ведутся работы в сфере обеспечения безопасности эксплуатации технических систем, разрабатываются методики, направленные на определение надежности технических систем, оценку риска, совершенствуется нормативно-правовая база.



1. Задание 1. Построение дерева событий и дерева отказов ядерного реактора с учетом категории критичности 2

1.1 Стадии анализа риска, опасных ситуаций и последствий

Первая стадия: предварительный анализ опасности

- выявление источников опасности (например, возможны ли утечки ядовитых веществ, взрывы, пожары и т.д.);

- определение частей системы (подсистем), которые могут вызвать эти опасные состояния (химические реакторы, емкости и хранилища, энергетические установки и др.)

- введение ограничений на анализ риска (например, нужно решить, будет ли он включать детальное изучение риска в результате диверсий, войны, ошибок людей, поражения молнией и т.д.).

Характеристика производится в соответствии с категориями критичности:

1 класс - пренебрежимые эффекты;

2 класс - граничные эффекты;

3 класс - критические ситуации;

4 класс - катастрофические последствия.

На первой стадии (предварительный анализ опасности) следует установить, что наибольший риск связан с радиоактивными утечками, а подсистемой, с которой начинается риск, является система охлаждения реактора Артамонов В.С., Баскин Ю.Г., Гадышев В.А. Надежность технических систем и техногенный риск / Под общ. ред. Ложкина В.Н. - Спб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2009. - 480 с..

Главные задачи, решаемые при анализе безопасности реактора

1. Экономические законы развития и уровни хозяйственной системы



Вторая стадия: выявление последовательности опасных ситуаций.

Дальнейшее исследование производят с помощью двух основных аналитических методов:

- построения дерева событий;

- построения дерева отказов.

Рис.1.1.1. Семь главных задач, решаемых при анализе безопасности реактора

Вторая стадия заканчивается определением всех возможных вариантов отказов в системе и нахождением значений вероятности для этих вариантов.

Третья стадия: анализ последствий.

При анализе последствий используются данные, полученные на стадии предварительной оценки опасности и на стадии выявления последовательности опасных ситуаций.

Целью предварительного анализа опасностей (ПАО) является определение системы, части системы (оборудование, резервуары, продуктопроводы и т. п.); или отдельного элемента, топографии и выявление в общих чертах потенциальных опасностей или отдельных опасных состояний (перегрузка, разгерметизация, утечка, потеря устойчивости или несущей способности и т.д.), которые могут привести к опасным событиям, т.е. определение участка системы, где требуется более подробный анализ.

Следуя энергоэнтропийной концепции опасностей, риск будет связан с бесконтрольным освобождением энергии или утечками токсических веществ. Поскольку одни части системы (предприятия, производства и т.д.) представляют большую опасность, чем другие, поэтому в самом начале анализа следует разбить предприятие (технологическую линию, технологический процесс и т.п.) на подсистемы, для того чтобы выполнить предварительный анализ опасностей в следующей логической последовательности:

Шаг 1. Определение потенциальных источников опасностей - системы, части системы или элементы, которые могут вызвать опасности (энергетические установки, трубопроводы, химические реакторы, емкости, сосуды под давлением, новые технологии и др.).

Шаг 2. Выявление опасностей - возможные пожары, взрывы, утечки токсичных веществ и т.д., которые маловероятны и еще не приводили к авариям.

Шаг 3. Введение ограничения на анализ - исключение из списка опасностей, проявление которых неосуществимо, или части системы, в которых осуществление опасностей практически невозможно Артамонов В.С., Баскин Ю.Г., Гадышев В.А. Надежность технических систем и техногенный риск / Под общ. ред. Ложкина В.Н. - Спб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2009. - 480 с..

Процедура ПАО нередко включает в себя не только предварительное выявление элементов системы или событий, которые ведут к опасным ситуациям - задачи анализа расширяются с использованием количественных (формализованных) приемов сравнения, включением в рассмотрение последовательности событий, превращающих опасности в происшествия, а также корректирующих мероприятий (контрмер) для устранения опасности.

Таким образом, результатом ПАО будут: перечень опасностей, место или элемент системы и корректирующие воздействия. На этой основе в дальнейшем разворачивается детальный количественный анализ. Другими словами - выявляются приоритеты и виды опасностей, которые следует рассматривать более подробно.

1.2 Выявление последовательности опасных ситуаций

Структура качественного исследования при ПАО выглядит следующим образом:

1. Система, подсистема или элемент - аппаратура, механизм или функциональный элемент, технологические операции, подвергаемые анализу.

2. Ситуация - соответствующая фаза работы аппаратуры, механизма, элемента или вид технологической операции.

3. Опасный элемент - анализируемый элемент аппаратуры, механизма или технологическая операция, являющиеся по своей природе опасными.

4. Причина, вызывающая опасное состояние, - нежелаемое событие или ошибка, которые могут быть причиной того, что опасный элемент вызовет определенное опасное состояние.

5. Опасные условия - результат взаимодействия элементов в системе и система в целом, при котором может быть создано опасное состояние.

6. Событие, вызывающее опасные условия, - нежелательные события или дефекты, которые могут вызвать опасное состояние, ведущее к определенному типу возможной аварии.

7. Потенциальная авария. Рассматривается любая возможная авария, которая возникает в результате определенного опасного состояния.

8. Последствия. Рассматриваются возможные последствия потенциальной аварии в случае ее возникновения.

9. Класс опасности. Выполняется качественная оценка потенциальных последствий для каждого опасного состояния в соответствии со следующими критериями:

Класс I - безопасный. Состояние, связанное с ошибками персонала, недостатками конструкции или ее несоответствием проекту, а также неправильной работой, которое не приводит к существенным нарушениям и не вызывает повреждения оборудования и несчастных случаев с людьми.

Класс II - граничный (предельно допустимый): состояние, связанное с ошибками персонала, недостатками конструкции, ее неправильным функционированием или несоответствием проекту, которое приводит к нарушениям в работе, но может быть компенсировано или взято под контроль без повреждений оборудования или несчастных случаев с персоналом.

Класс III - критический: состояние, связанное с ошибками персонала, недостатками конструкции или несоответствием проекту, а также неправильным ее функционированием, приводящее к существенным нарушениям в работе, повреждению оборудования и создающее опасную ситуацию, требующую немедленных мер по спасению персонала и оборудования.

Класс IV - катастрофический: состояние, связанное с ошибками персонала, недостаткам конструкции или ее несоответствием проекту, а также неправильным ее функционированием, полностью нарушающее работу и приводящее к последующему разрушению системы и (или) гибели или массовому травмированию персонала.

10. Мероприятия для предотвращения аварии. Рекомендуемые защитные меры для исключения или ограничения выявленных опасных состояний и (или) потенциальных аварий - требования к элементам конструкций, введение защитных приспособлений, изменение конструкций, введение инструкций для персонала и др. меры Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. - СПб.: Политехника, 2000. - 248 с..

1.2.1 Построение дерева событий и отказов

Предположим, путем выполнения предварительного анализа опасностей было выявлено, что критической частью реактора, т.е. подсистемой, с которой начинается риск, является система охлаждения реактора; таким образом, анализ начинается с просмотра последовательности возможных событий с момента разрушения трубопровода холодильной установки, называемого инициирующим событием, вероятность которого равна РА (рисунке 1.2.1.1.), т. е. авария начинается с разрушения (поломки) трубопровода -- событие А. Далее анализируются возможные варианты развития событий (В, С, D и Е), которые могут последовать за разрушением трубопровода.

На рисунке 1.2.1.1. изображено дерево исходных событий, отображающее все возможные альтернативы. На первой ветви рассматривается состояние электрического питания. Если питание есть, следующей подвергается анализу аварийная система охлаждения активной зоны реактора (АСОР). Отказ АСОР приводит к расплавлению топлива и к различным, в зависимости от целостности конструкции, утечкам радиоактивных продуктов.

Для анализа с использованием двоичной системы, в которой элементы либо выполняют свои функции, либо отказывают, число потенциальных отказов равно 2 ???1 , где N - число рассматриваемых элементов. На практике исходное дерево можно упростить с помощью инженерной логики и свести к более простому дереву, изображенному в нижней части рисунка 1.2.1.1.

Рассмотрим вопрос о наличии электрического питания. Какова вероятность РВ отказа электропитания и какое действие этот отказ оказывает на другие системы защиты. Если нет электрического питания, фактически никакие действия, предусмотренные на случай аварии с использованием для охлаждения активной зоны реактора распылителей, не могут производиться. В результате упрощенное дерево событий не содержит выбора в случае отсутствия электрического питания, и может произойти большая утечка, вероятность которой равна РА Ч РВ. В случае, если отказ в подаче электрической энергии зависит от поломки трубопровода системы охлаждения реактора, вероятность РВ следует подсчитывать как условную вероятность для учета этой зависимости. Если электрическое питание имеется, следующие варианты при анализе зависят от состояния АСОР. Она может работать или не работать, и ее отказ с вероятностью РС1 ведет к последовательности событий. Следует обратить внимание на то, что по-прежнему имеются различные варианты развития аварии Ложкин В.Н., Ложкина О.В. Надежность техники и техногенный риск в современном мире. Справочно-методическое пособие. - СПб.: НПК «Атмосфера» при ГГО им. Воейкова, 2008. - 298 с..



Рис. 1.2.1.1. Способ упрощения дерева событий.

А - поломка трубопровода; В - электропитание; С - автоматическая система охлаждения реактора; D - удаление радиоактивных продуктов; Е - целостность замкнутого контура.

Если система удаления радиоактивных материалов работоспособна, радиоактивные утечки меньше, чем в случае ее отказа. Конечно, отказ в общем случае ведет к последовательности событий с меньшей вероятностью, чем в случае работоспособности. Рассмотрев все варианты дерева, можно получить спектр возможных утечек и соответствующие вероятности для различных последовательностей развития аварии (рисунок 1.2.1.2.). Верхняя линия дерева является основным вариантом аварии реактора. При данной последовательности предполагается, что трубопровод разрушается, а все системы обеспечения безопасности сохраняют работоспособность.

Рис. 1.2.1.2. Гистограмма частот для различных величин утечек.

По данным дерева отказов и полученным значениям вероятности возможных отказов можно построить гистограмму частот для различных величин утечек (на примере ядерного реактора).

Если по данным гистограммы построить кривую, то мы получим предельную кривую частоты аварийных утечек (кривая Фармера). Считается, что кривая отделяет верхнюю область недопустимо большого риска от области приемлемого риска, расположенной ниже и левее кривой.

Рис. 1.2.1.3. Кривая Фармера.



1.3 Анализ видов отказов и последствий

С помощью анализа видов отказов и последствий систематически, на основе последовательного рассмотрения одного элемента за другим анализируются все возможные виды отказов или аварийные ситуации и выявляются их результирующие воздействия на систему. Отдельные аварийные ситуации и виды отказов элементов выявляются и анализируются для того чтобы определить их воздействие на другие близлежащие элементы и систему в целом. Анализ видов отказов и последствий существенно более детальный, чем анализ с помощью дерева отказов, так как при этом необходимо рассмотреть все возможные виды отказов или аварийные ситуации для каждого элемента системы.

Например, реле может отказать по следующим причинам:

- контакты не разомкнулись или не сомкнулись;

- запаздывание в замыкании или размыкании контактов;

- короткое замыкание контактов на корпус, источник питания, между контактами и в цепях управления;

- дребезг контактов (неустойчивый контакт);

- контактная дуга, генерирование помех;

- разрыв обмотки;

- короткое замыкание обмотки;

- низкое или высокое сопротивление обмотки;

- перегрев обмотки Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: Анализ и оценка. Учебное пособие для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 118 с..

Для каждого вида отказа анализируются последствия, намечаются методы устранения или компенсации отказов. Дополнительно для каждой категории должен быть составлен перечень необходимых проверок.

Например, для баков, емкостей, трубопроводов этот перечень может включать следующее:

- переменные параметры (расход, количество, температура, давление, насыщение и т.д.);

- системы (нагрева, охлаждения, электропитания, управления и т.д.);

- особые состояния (обслуживание, включение, выключение, замена содержимого и т.д.);

- изменение условий или состояния (слишком большие, слишком малые, гидроудар, осадок, несмешиваемость вибрация, разрыв, утечка и т.д.).

Используемые при анализе формы документов подобны применяемым при выполнении предварительного анализа опасностей, но в значительной степени детализирован.

1.4 Анализ критичности

Этот вид анализа предусматривает классификацию каждого элемента в соответствии со степенью его влияния на выполнение общей задачи системой. Устанавливаются категории критичности для различных видов отказов.

Категория 2 - отказ, приводящий к задержкам в работе или потере трудоспособности. Данный метод не дает количественной оценки возможных последствий или ущерба, но позволяет ответить на следующие вопросы:

- какой из элементов должен быть подвергнут детальному анализу с целью исключения опасностей, приводящих к возникновению аварий;

- какой элемент требует особого внимания в процессе производства;

- каковы нормативы входного контроля;

- где следует вводить специальные процедуры, правила безопасности и другие защитные мероприятия;

- как наиболее эффективно затратить средства для предотвращения аварий Алымов В.Т., Крапчатов В.П., Тарасова Н.П. Анализ техногенного риска: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Круглый год, 2014. - 160 с..

2. Задание 2. Задачи

Задача №1: По результатам испытаний 100 однотипных элементов определить вероятность безотказной работы для заданных наработок ti, если известно число отказавших элементов n(ti) к моментам наработки. Построить график зависимости вероятности безотказной работы P(ti).

Дано:

t, час	100	200	300	400	500
n, шт.	18	40	43	47	58

N = 100

Решение:

а) n(t) = 100 - 18 = 81 б) n(t) = 100 - 40 = 60

N - n(t) = 100 - 81 = 18 N - n(t) = 100 - 60 = 40

P(100) = n(t)/N = 81/100 = 0.81 P(200) = n(t)/N = 60/100=0.6

q*(t) = = 1 - Р*(t) q*(t) = = 1 - Р*(t)

q(100) = (100-81)/100 = 0.19 q(200) = (100-60)/100 = 0.4

или q(100) = 1 - 0.19 = 0.81 или q(200) = 1 - 0.4 = 0.6

в) n(t) = 100 - 43 = 57 г) n(t) = 100 - 47 = 53

N - n(t) = 100 - 57 = 43 N - n(t) = 100 - 53 = 47

P(300) = n(t)/N = 57/100 = 0.57 P(450) = n(t)/N = 47/100=0.47

q*(t) = = 1 - Р*(t) q*(t) = = 1 - Р*(t)

q(300) = (100-57)/100 = 0.43 q(450) = (100-47)/100 = 0.53

или q(300) = 1 - 0.43 = 0.57 или q(450) = 1 - 0.53 = 0.47

д) n(t) = 100 - 58 = 42

N - n(t) = 100 - 42 = 58

P(500) = n(t)/N = 58/100 = 0.58

q*(t) = = 1 - Р*(t)

q(500) = (100-42)/100 = 0.58

или q(500) = 1 - 0.58 = 0.42

Рис. 2.1. График зависимости вероятности безотказной работы P(ti)

Задача №2: По результатам испытаний 100 однотипных элементов определить плотность распределения отказов для заданных наработок ti, если известно число отказавших элементов n(ti) к моментам наработки:



Дано:

t, час	100	200	300	400	500
n, шт.	18	40	43	47	58

Построить график зависимости f(ti)

Решение:

а) N = 100; ?n(t) = 18; ?t = 100 б) N = 100; ?n(t) = 40; ?t = 100

f*(t) = f*(t) =

f(100) = 18/(100*100) = 0.0018 f(200) = 40/(100*100) = 0.004

в) N = 100; ?n(t) = 43; ?t = 100 г) N = 100; ?n(t) = 47; ?t = 100

f*(t) = f*(t) =

f(300) = 43/(100*100) = 0.0043 f(400) = 47/(100*100) = 0.0047

д) N = 100; ?n(t) = 58; ?t = 100

f*(t) =

f(500) = 60/(100*100) = 0.006



Рис. 2.2. График зависимости f(ti)

Задача №3: По результатам испытаний 100 однотипных элементов определить интенсивность отказов для заданных наработок ti, если известно число отказавших элементов n(ti) к моментам наработки:

Дано:

t, час	100	200	300	400	500
n, шт.	18	40	43	47	58

Построить график л(ti)

Решение:

а) N = 100; ?n(t) = 18; n(t) = 100 - 18 = 81; ?t = 100

л*(t) =

л(100) = 18/(100*81) = 0,0022

б) N = 100; ?n(t) = 40; n(t) = 100 - 40 = 60; ?t = 100



л*(t) =

л(200) = 40/(100*60) = 0,0066

в) N = 100; ?n(t) = 43; n(t) = 100 - 43 = 57; ?t = 100

л*(t) =

л(300) = 43/(100*57) = 0,075

г) N = 100; ?n(t) = 47; n(t) = 100 - 47 = 43; ?t = 100

л*(t) =

л(400) = 47/(100*43) = 0,011

д) N = 100; ?n(t) = 58; n(t) = 100 - 58 = 42; ?t = 100

л*(t) =

л(300) = 58/(100*42) = 0,014



Рис. 2.3. График л(ti)

Задача №4: Прибор состоит из 3-х блоков, которые независимо друг от друга могут отказать. Отказ каждого из блоков приводит к отказу всего прибора. Вероятность отказа каждого из блоков: Р1, Р2, Р3. Найти вероятность безотказной работы прибора.

Дано:

Р1	Р2	Р3
0.15	0.25	0.35

Решение:

Найдем вероятность безотказной работы системы

Р = Р1*Р2*Р3 = 0,15 * 0,25 * 0,35 = 0,013



Ответ:

Вероятность безотказной работы прибора составит 0,013 или 1,3 %.

Задача №5: Прибор состоит из 2-х блоков, дублирующих друг друга. Вероятность безотказной работы каждого из блоков Р. Отказ прибора произойдёт при отказе обоих блоков. Найти вероятность безотказной работы прибора.

Дано:

Р
0.15

Решение:

Р = 1-(1-р)ⁿ = 1-(1-0,15)² = 0,27

Ответ:

Вероятность безотказной работы прибора составит 0,27.

Задача №6: Прибор составлен из 5 элементов, включенных по схеме. Вероятности отказов элементов соответственно: Р1, Р2, Р3, Р4, Р5. Найти вероятность безотказной работы прибора.



Дано:

Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
0.15	0.25	0.35	0.20	0.35

Решение:

Р_с = Р₁* [1-(1- Р₂)*(1- Р₃)*(1- Р₄)]* Р₅ = 0.15* [1-(1-0,25)*(1-0,35)*(1-0,20)] *0,35 = 0.032

Ответ:

Вероятность безотказной работы прибора составит 0,032.

Задача №7: Структура проектируемой системы представляется основной системой, состоящей из NA элементов «А», NБ элементов «Б», NВ элементов «В» и NД элементов «Д». Интенсивности отказов элементов равны лА, лБ, лВ, лД. Определить среднюю наработку до отказа основной системы.

Дано:

NA	NБ	NВ	NД	лА	лБ	лВ	лД
13	15	18	20	2.3·10-4	4.2·10-4	2.5·10-4	5.3·10-4

Решение:

л_с = (N_A* л_A)+( N_Б* л_Б)+( N_В* л_В)+( N_Д* л_Д)

л_с = (13*2,3*10^-4)+(15*4,2*10^-4)+(18*2,5*10^-4)+(20*5,3*10^-4) = 2,44*10^-2

ф_с = 1/ л_с = 1/2,44*10^-2 = 40,98 ч.

Ответ:

Средняя наработка до отказа основной системы составляет 40,98 ч.

Задача №8: Провести численную оценку риска чепе технической системы, состоящей из 3-х подсистем с независимыми отказами. Вероятности отказов подсистем: Р1, Р2, Р3, ожидаемые ущербы от отказов подсистем U1 руб, U2 руб, U3 руб.

Дано:

Р1	Р2	Р3	U1	U2	U3
8.2·10-6	9.3·10-5	5.5·10-4	104	105	106

Решение:

Определим величину риска чрезвычайного происшествия технической системы как ожидаемую величину ущерба:

R= U = У Pi.Ui = P1U1 + P2U2 + P3U3 =8.2·10^-6 * 10⁴ + 9.3·10^-5 * 10⁵ + 5.5·10^-4 * 10⁶ = 559,3 руб.

Ответ: численная оценка риска чепе технической системы, состоящей из 3-х подсистем с независимыми отказами составит 559,3 руб.

Задача №9: Провести численную оценку риска чрезвычайного происшествия с технической системой, состоящей из 5-ти подсистем с независимыми равновозможными отказами Р. Ожидаемые ущербы от отказов подсистем U1 руб, U2 руб, U3 руб, U4 руб, U5 руб.

Дано:

Р1	U1	U2	U3	U4	U5
8.2·10-6	106	104	104	105	106

Решение:

Определим величину риска чрезвычайного происшествия технической системы с равновозможными отказами подсистем как ожидаемую величину ущерба:



R= U = P.УUi =P.(U1+U2+U3+U4+U5) = 8.2·10^-6 * (10⁶+10⁴+10⁴+10⁵+10⁶) = 17,38 руб.

Ответ: численная оценка риска чрезвычайного происшествия с технической системой, состоящей из 5-ти подсистем с независимыми равновозможными отказами составляет 17,38 руб.

Задача №10: Провести численную оценку риска ЧС, если после её совершения смертность на стадии затухания ЧС составила C2. Смертность в этой же группе в начале периода наблюдения до развития ЧС составляла C1. Общая численность исследуемой группы L чел. Сделать вывод.

Дано:

C1	C2	L
0.003	0.05	106

Решение:

Социальный риск характеризует масштабы и тяжесть негативных последствий чрезвычайных ситуаций, а также различного рода явлений и преобразований, снижающих качество жизни людей. По существу - это риск для группы или сообщества людей. Оценить его можно, например, по динамике смертности, рассчитанной на 1000 человек соответствующей группы:

где R_С - социальный риск;

C₁ - число умерших в единицу времени t (смертность) в исследуемой группе в начале периода наблюдения, например до развития чрезвычайных событий;

C₂ - смертность в той же группе людей в конце периода наблюдения, например на стадии затухания чрезвычайной ситуации;

L - общая численность исследуемой группы.

Rc = 1000 * (0.5 - 0.003) / 10⁶ = 4,9*10^-4

Можно сделать вывод, что источниками и факторами социального риска является:

Источник социального риска	Наиболее распространенные факторы социального риска
Урбанизация (освоение) экологически неустойчивых территорий	Поселение людей в зонах возможного затопления, образование оползней, селей, ландшафтных пожаров, извержения вулканов, повышенной сейсмичности региона
Промышленные технологии и объекты повышенной опасности	Аварии на АЭС, ТЭС, химических комбинатах, продуктопроводах и т. п. Транспортные катастрофы. Техногенное загрязнение окружающей среды
Источник социального риска	Наиболее распространенные факторы социального риска
Социальные и военные конфликты	Боевые действия. Применение оружия массового поражения
Эпидемии	Распространение вирусных инфекций
Снижение качества жизни	Голод, нищета. Ухудшение медицинского обслуживания. Низкое качество продуктов питания. Неудовлетворительные жилищно-бытовые условия



Заключение

Развитие техногенной сферы на планете привело к двум противоречивым последствиям. С одной стороны, достигнуты выдающиеся результаты в различных областях техники, предоставившие человечеству возможность продвинуться на принципиально новые уровни во всех сферах жизни и деятельности. С другой стороны, появились ранее неизвестные потенциальные и реальные опасности и угрозы человеку, среде обитания не только в военное, но и в мирное время. Эти угрозы были осознаны в связи с крупнейшими техногенными катастрофами: ядерными, химическими, космическими и авиационными.

Кроме того, для многих потенциально опасных технических объектов характерна выработка проектных сроков службы и их дальнейшая эксплуатация приводит к возрастанию вероятности аварийных отказов.

Применительно к опасным промышленным объектам целесообразно рассматривать безопасность как надежность по отношению к здоровью и жизни людей, состоянию окружающей среды. Такой подход позволяет использовать количественные показатели безопасности, аналогичные в математическом выражении показателям в теории надежности, методы которой разработаны достаточно полно и широко используются на практике.



Литература

1. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: Анализ и оценка. Учебное пособие для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 118 с.

2. Алымов В.Т., Крапчатов В.П., Тарасова Н.П. Анализ техногенного риска: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Круглый год, 2014. - 160 с.

3. Артамонов В.С., Баскин Ю.Г., Гадышев В.А. Надежность технических систем и техногенный риск / Под общ. ред. Ложкина В.Н. - Спб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2009. - 480 с.

4. Венцель Е.С., Овчаров Е.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения - М.: Высшая школа, 2001. - 480 с.

5. Ложкин В.Н., Ложкина О.В. Надежность техники и техногенный риск в современном мире. Справочно-методическое пособие. - СПб.: НПК «Атмосфера» при ГГО им. Воейкова, 2008. - 298 с.

6. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. - СПб.: Политехника, 2000. - 248 с.

Размещено на Allbest.ru

...