Количественная оценка технического риска
практическое занятие 9
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО РИСКА
Техническим называют риск, связанный с отказом технического устройства.
Методы количественного анализа риска, как правило, характеризуются расчетом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объема информации по аварийности, надежности оборудования, проведения экспертных работ, учета особенностей окружающей местности, метеоусловий, времени пребывания людей в опасных зонах и других факторов.
Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям и наиболее эффективен:
· на стадии проектирования и размещения опасного производственного объекта;
· при обосновании и оптимизации мер безопасности;
· при оценке опасности крупных аварий на опасных производственных объектах, имеющих однотипные технические устройства (например, магистральные трубопроводы);
· при комплексной оценке опасностей аварий для людей, имущества и окружающей природной среды.
Рекомендации по выбору методов анализа риска для различных видов деятельности и этапов функционирования опасного производственного объекта приведены в РД 03-418-01 (табл. 9.1, где «-» – наименее подходящий метод анализа; «+» – рекомендуемый метод; «++» – наиболее подходящий метод).
Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к другу, причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска (в основном, по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность – тяжесть последствий» ранжирования опасности). По возможности полный количественный анализ риска должен учитывать результаты качественного анализа опасностей.
Таблица 9.1
Рекомендации по выбору методов анализа риска
Метод | Вид деятельности | ||||
Размещение (предпроектные работы) | Проектирование | Ввод/вывод из эксплуатации | Эксплуатация | Реконструкция | |
Анализ «Что будет, если...?» | - | + | ++ | ++ | + |
Метод проверочного листа | - | + | + | ++ | + |
Анализ опасности и работоспособности | - | ++ | + | + | ++ |
Анализ видов и последствий отказов | - | ++ | + | + | ++ |
Анализ деревьев отказов и событий | - | ++ | + | + | ++ |
Количественный анализ риска | ++ | ++ | - | + | ++ |
Рассмотрим простой экспрессный метод количественного анализа риска. Величина риска определяется совокупностью вероятности неблагоприятного события и его последствиями – потерями или ущербом. Таким образом, можно записать следующее выражение для количественного определения риска: R=C∙p, где C – величина потерь, p – вероятность события, приводящего к таким потерям. При этом мы имеем в виду некоторое среднее значение потенциального риска. Реально реализующийся риск может оказаться любым – от нулевого до максимального.
Если к потерям разного масштаба могут привести несколько неблагоприятных событий, реализующихся с разной вероятностью, суммарный средний потенциальный риск
. (9.1)
В этом выражении Е- – подмножество неблагоприятных событий или состояний. Вероятности pj могут зависеть от времени t. В технических устройствах возможны так называемые обратные переходы – переходы из неблагоприятных состояний в благоприятные, образующие подмножество Е+. Такие переходы имеют место в результате ремонта или восстановления технического устройства. С учетом сказанного выражение для риска существенно усложняется:
. (9.2)
Здесь первый множитель первого слагаемого отражает переходы в неблагоприятные состояния, а второй – обратные переходы в благоприятные состояния, второе слагаемое характеризует возможные переходы из одних неблагоприятных состояний в другие неблагоприятные состояния; Mi,j – число переходов из всех состояний i в состояние j. Если таких переходов нет, то второе слагаемое равно нулю.
задание к контрольной работе 9
Оценить средний потенциальный риск R(t) нерезервированной неремонтируемой системы с последовательной ССН при наработке t, состоящей из i элементов, для которых известны интенсивности отказов λi и величины ущерба при отказах ri для случая экспоненциального распределения риска.
Номер варианта | i | λi , ч-1 | ri , усл. ед. | t, ч |
1 | 3 | 10-4; 10-5; 10-6 | 104; 2*104; 3*104 | 1,5*104 |
2 | 4 | 10-4; 5*10-5; 5*10-5; 10-6 | 103; 104; 104; 105 | 105 |
3 | 3 | 10-5; 10-4; 10-5 | 2*105; 5*104; 3*105 | 2*104 |
4 | 4 | 5*10-6; 10-5; 10-4; 2*10-4 | 107; 105; 104; 104 | 105 |
5 | 3 | 10-5; 2*10-5; 3*10-5 | 104; 2*104; 7*104 | 5*104 |
6 | 4 | 10-5; 10-5; 10-4; 10-6 | 104; 104; 102; 5*104 | 105 |
7 | 3 | 10-6; 2*10-6; 7*10-6 | 104; 104; 105 | 106 |
8 | 4 | 10-5; 10-4; 10-5; 10-4 | 105; 104; 105; 104 | 104 |
9 | 3 | 10-5; 10-5; 10-4 | 6*104; 4*104; 104 | 3*104 |
10 | 4 | 10-4; 10-5; 10-5; 10-4 | 104; 3*104; 5*104; 104 | 105 |
11 | 3 | 10-5; 10-3; 10-5 | 104; 104; 4*104 | 5*103 |
12 | 4 | 10-4; 10-5; 5*10-6; 8*10-6 | 104; 2*104; 3*105; 106 | 105 |
13 | 3 | 8*10-5; 10-5; 2*10-5 | 104; 4*104; 2*104 | 8*104 |
14 | 4 | 10-6; 2*10-6; 3*10-6; 4*10-6 | 106; 3*105; 2*105; 105 | 3*105 |
15 | 3 | 10-4; 3*10-4; 7*10-4 | 104; 6*103; 103 | 5*103 |
16 | 4 | 10-3; 2*10-3; 10-3; 3*10-3 | 103; 104; 2*103; 104 | 5*102 |
17 | 3 | 10-4; 5*10-6; 10-5 | 104; 106; 105 | 105 |
18 | 4 | 10-5; 2*10-5; 10-5; 4*10-5 | 5*104; 2*104; 7*104; 104 | 7*104 |
19 | 3 | 10-4; 10-6; 5*10-4 | 3*104; 106; 104 | 103 |
20 | 4 | 10-6; 2*10-6; 10-6; 10-6 | 4*105; 106; 105; 3*105 | 105 |
Решение. Для последовательной ССН . При экспоненциальном распределении кумулятивный риск
.
ОТВЕТЫ
Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
R(t), усл.ед. | 9103 | 6103 | 7,6104 | 1,7105 | 4104 | 2,1103 | 7,3104 | 1.6104 | 1,6104 | 1,3104 |
Номер варианта | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
R(t), усл.ед. | 104 | 8104 | 1,5104 | 2,5105 | 3,2103 | 7,3103 | 6,1104 | 2,5104 | 6,8103 | 2,2105 |