Методы анализа и оценки техногенного риска

Л.В. Сурова, О.И. Юскевич

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Рассмотрены многочисленные методы изучения рисков, количественные и качественные методики анализа и оценки техногенного риска, получившие наиболее широкое распространение. Ключевые слова: риск, оценка риска, управление риском.

В Федеральном Законе «Об основах охраны труда в РФ», содержащем права работника на охрану труда, указано, что каждый имеет право «на получение достоверной информации от работодателя или государственных и общественных органов о состоянии условий и охране труда на рабочем месте, о существовании риска повреждения здоровья». Этими положениями обусловлена актуальность и необходимость разработки проблемы оценки риска.

Риск - мера ожидаемой неудачи, неблагополучия в деятельности, опасность наступления для здоровья человека неблагоприятных последствий; определенные явления, наступление которых содержит возможность материальных потерь. Для риска характерны неожиданность, внезапность наступления опасной ситуации, что предполагает быстрые решительные действия по устранению или ослаблению воздействия источника опасности. Риск - количественная характеристика действия опасностей, формируемых конкретной деятельностью человека. Значение риска от конкретной опасности можно получить из статистики несчастных случаев, случаев заболевания, случаев насильственных действий на членов общества за различные промежутки времени (смена, сутки, неделя, квартал, год). Риск в настоящее время все чаще используется для оценки воздействия негативных факторов производства. Это связано с тем, что риск как количественную характеристику реализации опасностей можно использовать для оценки состояния условий труда, экономического ущерба, определяемого несчастными случаями и заболеваниями на производстве, формирования системы социальной политики на производстве (обеспечение компенсаций, льгот).

Процесс управления риском охватывает различные аспекты - от идентификации и анализа риска до оценки его допустимости и определения потенциальных возможностей снижения риска посредством выбора, реализации и контроля соответствующих управляющих действий. Анализ техногенного риска является составной частью процесса управления промышленной безопасностью. Он заключается в использовании всей доступной информации для идентификации опасностей и оценки риска воз-

можных нежелательных событий. Результаты анализа риска используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности, обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом анализе безопасности по критериям «стоимость - безопасность - выгода», оценке воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и при других процедурах, связанных с анализом безопасности[1; 2].

В терминологии, принятой национальными стандартами даны следующие определения «риска». Риск: сочетание вероятности события и его последствий [3]. Применительно к безопасности риск: сочетание вероятности нанесения ущерба и тяжести этого ущерба [4]. В Руководстве MOT ILO-OSH-2001 приведено более конкретное определение риска. Риск (risk): сочетание вероятности наступления опасного события и тяжести травмы или ущерба для человеческого здоровья, вызванных этим событием. Аналогичное определение приведено в OHSAS 18001:2007. Риск - сочетание вероятности возникновения опасного события или воздействия и серьезность травмы или ухудшения здоровья, которые могут быть вызваны таким событием или воздействием [5].

Задачей управления рисками является контроль, предотвращение или сокращение гибели людей, снижение заболеваемости, снижение ущерба, урона имуществу и логически вытекающих потерь, а также предотвращение неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Длительное время в основе функционирования промышленных предприятий лежала так называемая концепция «абсолютной безопасности» или «нулевого риска» - принцип ALAPA (As Low As Practically Achievable). Концепция «нулевого риска» предусматривала такую организацию производственного объекта, при которой полностью исключалась возможность аварии. Современное состояние безопасности техносферы наглядно демонстрирует неправомерность такого подхода из-за невозможности достижения абсолютной безопасности. Кроме того, концепция абсолютной безопасности в настоящее время признается неадекватной внутренним законам техносферы.

Современный мир отверг концепцию абсолютной безопасности как практически нереализуемую и перешел к концепции приемлемого риска, в основе которой заложен принцип «предвидеть и предупредить» - принцип приемлемого риска ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Эта концепция предусматривает возможность аварии и соответственно меры по предотвращению ее возникновения и развития. Ее основные положения лежат в основе современных методов анализа техногенного риска. Приемлемый

риск является компромиссом между желанием достижения определенного уровня безопасности и практической возможностью его достижения.

Основные задачи анализа риска заключаются в представлении лицам, принимающим решения, объективной информации о состоянии промышленной безопасности объекта, сведений о наиболее опасных, «слабых» местах с точки зрения безопасности, обоснованных рекомендаций по уменьшению риска. Анализ риска представляет собой систематическое использование информации для выявления опасности и количественной оценки риска. Поскольку технические системы, как правило, имеют сложную структуру и природу, а методы определения риска представляют собой многосоставной комплекс задач, то в общем случае выбор методики оценки риска представляется достаточно сложной проблемой. В данной статье проведен анализ методик оценки риска, которые получили наиболее широкое распространение.

Для управления техногенной безопасностью и риском в Единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций разрабатывалась методика, изложенная в работе В. Владимирова [6]. Для оценки риска техногенных аварий с различной по своей природе потенциальной опасностью выбран единый методический подход с использованием функции Гаусса. Такой подход даёт возможность унифицировать методический аппарат по прогнозированию уровней риска в интересах информационной поддержки подготовки и принятия управленческих решений. В соответствии с ним риск негативных воздействий при авариях и катастрофах рассматривается применительно к взрыво-, пожа-ро-, химически- и радиационно-опасным объектам. В общем случае, включающем все рассматриваемые виды воздействия поражающих факторов на человека при авариях, риск поражения людей в той или иной степени, а также объектов окружающей среды может быть выражен одной и той же функцией.

Научно-исследовательским институтом контроля и диагностики технических систем (АО НИЦ КД) разработана методика оценки риска, изложенная в ГОСТ 51901-2002 «Управление надёжностью. Анализ риска технологических систем» [7]. Эта методика гармонизирована с международным стандартом МЭК 60300-3-9:1995 [8]. Анализ риска рассматривается как структурированный процесс, целью которого является определение вероятности и размеров неблагоприятных последствий исследуемого действия, объекта или системы. В качестве неблагоприятных последствий рассматривается вред, наносимый людям, имуществу или окружающей среде. В соответствии с указанной областью применения «стандарт устанавливает руководящие указания по выбору и реализации методов анализа риска для оценки риска технологиче-

ских систем». В группу стандартов по анализу и оценке рисков ГОСТ Р 51901 входят стандарты подгруппы «Менеджмент риска» [9; 10].

Методические принципы, методы и процедуры анализа риска опасных производственных объектов изложены в методических указаниях РД 03-418-01 [11]. Данные указания используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности, обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом анализе безопасности по критериям «стоимость - безопасность - выгода», оценке воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и при других процедурах, связанных с анализом безопасности.

Анализ методических подходов к оценке риска, приведенных в различных источниках, показывает, что процедура предварительного анализа практически у всех одна и та же, состоит из следующих этапов:

1. определение в первом приближении границ предметной области объектов исследования, для которых необходимо подобрать подходящую методику оценки риска;

2. сбор всех видов документов, определяющих потенциальную опасность выбранных объектов;

3. сбор статистических данных о несчастных случаях, происшествиях и авариях, относящихся к выбранным объектам;

4. проведение анализа документов, собранных по результатам исследований и статистических данных;

4.1 .идентификация всех видов потенциальных опасностей, характерных для выбранных объектов, для которых оценивается риск;

4.2 .формирование списка потенциальных опасностей для определенных объектов.

Отказ оборудования Способствующие факторы ----- Авария »

V

\ /

Отказ системы защиты

\

Инициирующий фактор

Нарушение технологического процесса

Опасная ситуация

Ущерб

Рис. 1. Сценарий возникновения и развития аварии

Детальный анализ риска любой технической системы должен дать ответы на три основных вопроса:

1. Что плохого может произойти? (Идентификация опасностей).

2. Как часто это может случаться? (Анализ частоты).

3. Какие могут быть последствия? (Анализ последствий).

Типовой сценарий возникновения и развития аварии представлен на рисунке 1 [2].

В общем случае процесс проведения анализа риска включает следующие основные этапы:

• планирование и организация работ;

• идентификация опасностей;

• оценка риска;

• разработка рекомендаций по уменьшению риска.

• На этапе планирования и организации работ следует:

• определить анализируемый опасный производственный объект и дать его общее описание;

• описать причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа риска;

• подобрать группу исполнителей для проведения анализа риска;

• определить и описать источники информации об опасном производственном объекте;

• указать ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и другие обстоятельства, определяющие глубину, полноту и детальность проводимого анализа риска;

• четко определить цели и задачи проводимого анализа риска;

• обосновать используемые методы анализа риска;

определить критерии приемлемого риска.

Цели и задачи анализа риска могут различаться и конкретизироваться на разных этапах жизненного цикла опасного производственного цикла. При выборе методов анализа риска следует учитывать цели, задачи анализа, сложность рассматриваемых объектов, наличие необходимых данных и квалификацию привлекаемых для проведения анализа специалистов. На этапе планирования выявляются управленческие решения, которые должны быть приняты, а также требующиеся для этого исходные и выходные данные.

Основным требованием к выбору или определению критерия приемлемого риска является его обоснованность и определенность. При этом критерии приемлемого риска могут задаваться нормативной документацией, определяться на этапе планирования анализа риска и/или в процессе получения результатов анализа. Критерии приемлемого риска следует определять исходя из совокупности условий, включающих определенные требования безопасности и количественные показатели опасности. Условие прием-

лемости риска может выражаться в виде условий выполнения определенных требований безопасности, в том числе количественных критериев.

Основой для определения критериев приемлемого риска являются:

• нормы и правила промышленной безопасности или иные документы по безопасности в анализируемой области;

• сведения о произошедших авариях, инцидентах и их последствиях;

• опыт практической деятельности;

• социально-экономическая выгода от эксплуатации опасного производственного объекта.

Основные задачи этапа идентификации опасностей - выявление и четкое описание всех источников опасностей и путей (сценариев) их реализации. Это ответственный этап анализа, так как не выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения. При идентификации следует определить, какие элементы, технические устройства, технологические блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности.

Результатом идентификации опасностей являются:

• перечень нежелательных событий;

• описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения и развития нежелательных событий (например, сценариев возможных аварий);

• предварительные оценки опасности и риска.

Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего направления деятельности. В качестве вариантов дальнейших действий может быть:

• решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей или достаточности полученных предварительных оценок;

• решение о проведении более детального анализа опасностей и оценки риска;

• выработка предварительных рекомендаций по уменьшению опасностей.

Основные задачи этапа оценки риска связаны с:

• определением частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий;

• оценкой последствий возникновения нежелательных событий;

• обобщением оценок риска.

Для определения частоты нежелательных событий рекомендуется использовать:

• статистические данные по аварийности и надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности;

• логические методы анализа «деревьев событий», «деревьев отказов», имитационные модели возникновения аварий в человеко-машинной системе;

• экспертные оценки путем учета мнения специалистов в данной области.

Оценка последствий включает анализ возможных воздействий на людей, имущество и/или окружающую природную среду. Для оценки последствий необходимо оценить физические эффекты нежелательных событий (отказы, разрушение технических устройств, зданий, сооружений, пожары, взрывы, выбросы токсичных веществ и т.д.), уточнить объекты, которые могут быть подвергнуты опасности. При анализе последствий аварий необходимо использовать модели аварийных процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей. Следует также учитывать и по возможности выявлять связь масштабов последствий с частотой их возникновения.

Обобщенная оценка риска (или степень риска) аварий должна отражать состояние промышленной безопасности с учетом показателей риска от всех нежелательных событий, которые могут произойти на опасном производственном объекте, и основываться на результатах:

• интегрирования показателей рисков всех нежелательных событий (сценариев аварий) с учетом их взаимного влияния;

• анализа неопределенности и точности полученных результатов;

• анализа соответствия, условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности и критериям приемлемого риска.

При обобщении оценок риска следует по возможности проанализировать неопределенность и точность полученных результатов. Как правило, основными источниками неопределенностей являются неполная информации по надежности оборудования и человеческим ошибкам, принимаемые предположения и допущения используемых моделей аварийного процесса. Чтобы правильно интерпретировать результаты оценки риска, необходимо понимать характер неопределенностей и их причины.

Разработка рекомендаций по уменьшению риска является заключительным этапом анализа риска. В рекомендациях представляются обоснованные меры по уменьшению риска, основанные на результатах оценок риска. Меры по уменьшению риска могут иметь технический и/или организационный характер. В выборе типа меры решающее значение имеет общая оценка действенности и надежности мер, оказывающих влияние на риск, а также размер затрат на их реализацию. При разработке мер по

уменьшению риска необходимо учитывать, что вследствие возможной ограниченности ресурсов в первую очередь должны разрабатываться простейшие и связанные с наименьшими затратами рекомендации, а также меры на перспективу.

В большинстве случаев первоочередными мерами обеспечения безопасности, как правило, являются меры предупреждения аварии. Выбор планируемых для внедрения мер безопасности имеет следующие приоритеты:

1. меры уменьшения вероятности возникновения аварийной ситуации, включающие:

• меры уменьшения вероятности возникновения инцидента;

• меры уменьшения вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию;

2. меры уменьшения тяжести последствий аварии, которые, в свою очередь, имеют следующие приоритеты:

• меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, запорной арматуры);

• меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов);

• меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.

При выборе методов проведения анализа риска необходимо учитывать этапы функционирования объекта (проектирование, эксплуатация и т.д.), цели анализа, критерии приемлемого риска, тип анализируемого опасного производственного объекта и характер опасности, наличие ресурсов для проведения анализа, опыт и квалификацию исполнителей, наличие необходимой информации и другие факторы.

Практика показывает, что использование сложных количественных методов анализа риска зачастую дает значение показателей риска, точность которых для сложных технических систем невелика. В связи с этим проведение полной количественной оценки риска более эффективно для сравнения источников опасностей или различных вариантов мер безопасности (например, при размещении объекта), чем для составления заключения о степени безопасности объекта. Однако количественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях и единственно допустимы, в частности, для сравнения опасностей различной природы, оценки последствий крупных аварий или для иллюстрации результатов.

Обеспечение необходимой информацией является важным условием проведения оценки риска. Вследствие недостатка статистических данных на практике рекомендуется использовать экспертные оценки и методы ранжирования риска, основанные на упрощенных методах количественного анализа риска. В этих подходах рассматриваемые события или эле-

9

менты обычно разбиваются по величине вероятности, тяжести последствий и риска на несколько групп (или категорий, рангов), например, с высоким, промежуточным, низким или незначительным уровнем риска. При таком подходе высокий уровень риска может считаться (в зависимости от специфики объекта) неприемлемым (или требующим особого рассмотрения), промежуточный уровень риска требует выполнения программы работ по уменьшению уровня риска, низкий уровень считается приемлемым, а незначительный вообще может не рассматриваться.

При выборе и применении методов анализа риска рекомендуется придерживаться следующих требований:

• метод должен быть научно обоснован и соответствовать рассматриваемым опасностям;

• метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понять формы реализации опасностей и наметить пути снижения риска;

• метод должен быть повторяемым и проверяемым.

Различают следующие методы:

• качественные (методы проверочного листа, анализ видов и последствий отказов (АВПО));

• количественные (анализ вида, последствий и критичности отказа (АВКПО), ранжирование опасностей и определение степени риска промышленного объекта);

• нечеткие (анализ опасности и работоспособности (АОР));

• логико-графические (анализ деревьев отказов (АДО) и деревьев событий (АДС));

• вероятностные.

Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к другу, причем качественные методы могут включать количественные критерии риска (в основном по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность - тяжесть последствий» ранжирования опасности). Полный количественный анализ риска может включать все указанные методы.

Конечным результатом оценки риска является перечень исходов для каждого рассматриваемого случая, при этом рассчитываются частота и последствия, т.е. величины ожидаемых последствий. Суммирование произведений из всех последствий определяет серьезность аварии.

При определении математического ожидания величины ущерба представляется целесообразным принимать во внимание все возможные виды опасных происшествий, аварий и катастроф применительно к данному объекту и оценку риска производить по сумме произведений вероятностей указанных событий на соответствующие ущербы. В этом случае:

R = 'ZRi-Yi,

здесь R, уровень риска, выраженный через математическое ожидание ущерба, Ri - вероятность возникновения опасного события i-ro вида или типа, Yi - величина ущерба при i-м событии.

Целью снижения рисков и смягчения последствий ЧС природного и техногенного характера должно стать обеспечение гарантированного уровня безопасности личности, общества и окружающей среды в пределах показателей приемлемого риска, критерии (нормативы) которых устанавливаются для соответствующего периода социально-экономического развития страны с учетом мирового опыта в данной области.

Источники

1. Шлыков В.Н. Риск как показатель производственного травматизма // Безопасность жизнедеятельности, 2009. № 5. С. 8-14.

2. Левашов С.П. Профессиональный риск: методология системного анализа и моделирования: Учебное пособие. Изд-во Курганского гос. ун-та, 2008. 154 с.

3. ГОСТ Р 51897-2002. Менеджмент риска. Термины и определения.

4. ГОСТ Р 51898-200 2. Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты.

5. OHSAS 18001:2007. Occupational health and safety management systems. Requirements.

6. Владимиров В.А. Оценка риска и управление техногенной безопасностью: Монография / В.И. Измалков, А.В. Измалков. М.: ФИД «Деловой экспресс», 2002. 84 с.

7. Управление надёжностью. Анализ риска технологических систем: ГОСТ 51901-2002. Введ. 2003-09-01. М.: 2003. 22 с.

8. Dependability Management. Part 3: Application guide. Section 9: Risk analysis of technological systems (Управление надежностью. Часть 3. Руководство по применению. Раздел 9. Анализ риска технологических систем).

9. Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем: ГОСТ Р 51901.1-2002. Введ. 200301-01. М.: 2002. 22 с.

10. Менеджмент риска. Системы менеджмента надежности: ГОСТ Р 51901.2-2005 (МЭК 603001:2003). Введ.2005-09-01. М.: 2005. 14 с.

11. Методические указания РД 03-418-01.