ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 677
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Для системы
. (8.15)
Если
, то
. (8.16)
Таким образом, вероятность безотказной работы системы, состоящей из элементов с вероятностью безотказной работы по экспоненциальному закону, также подчиняется экспоненциальному закону, причем интенсивности отказов отдельных элементов складываются.
Используя экспоненциальный закон распределения, несложно определить среднее число изделий п,которые выйдут из строя к заданному моменту времени, и среднее число изделий Nр, которые останутся работоспособными. При
t ≤ 0,1
. (8.17)
Контрольные вопросы
9. Расчет риска
9.1. Количественная оценка риска
Одной из основных задач анализа риска является определение количественных характеристик опасности. Зная эти характеристики, можно на базе общих методов разработать эффективные частные методы обеспечения безопасности и оценивать существующие технические системы и объекты с точки зрения их безопасности для человека.
В главе 7 показано, что идентификация качественно определяет опасность. Для количественного определения опасности используется понятие квантификация опасности, означающее введение количественных характеристик для оценки сложных, качественно определяемых понятий.
Наиболее простое соотношение для определения величины риска
(9.1)
где n − число неблагоприятных последствий, например смертельных исходов; N − возможное максимальное число неблагоприятных последствий за определенный отрезок времени.
Риск является неизбежным сопутствующим фактором любой деятельности. Цель управления риском − предотвращение или уменьшение травматизма, разрушений материальных объектов, потерь имущества и вредного воздействия на окружающую среду. Для управления риском его необходимо проанализировать и оценить количественно.
Пример 9.1. Определить риск гибели на производстве за год, если известно, что в РФ ежегодно погибает около n = 8000 человек при численности работающих
человек.
С точки зрения общества в целом интересно сравнение полученной величины со степенью риска в обычных условиях человеческой жизни для того, чтобы получить представление о приемлемом уровне риска и иметь основу для принятия соответствующих решений.
9.2. Определение величины риска
сокращения продолжительности жизни
от воздействия радиоактивного загрязнения
Радиоактивное загрязнение местности отрицательно влияет на здоровье проживающих в ней людей. Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) на основе изучения обширных научных данных допускает, что при получении человеком сверхнормативного уровня дозы облучения в 0,01 Зв (1 бэр) сокращение продолжительности его жизни может составить 5 суток из 25 000, которые в среднем живет человек. Доза обусловлена внешним и внутренним облучением.
Сокращение продолжительности жизни при равной степени загрязнённости территории радионуклидами определяется в такой последовательности.
Первоначально рассчитывается доза облучения за всю жизнь после образования загрязнения по формуле, рекомендуемой службой ООН:
, (9.2)
где П – плотность загрязнения местности радионуклидами, Бк/м2; К – коэффициент, величина которого зависит от типа почв, преобладающих в регионе проживания.
Тип почвы определяет интенсивность миграции радионуклидов в растительные и мясомолочные продукты питания, например, для песчаных почв
К = 0,8, для черноземных К = 0,2.
Затем определяется сокращение продолжительности жизни (СПЖ), связанное с дозой облучения:
, (9.3)
где СПЖ определяется в сутках.
Величина риска потерь за жизнь
. (9.4)
Выборка R–1 в данном случае приобретает смысл числа дней, по истечении которых теряется один день на протяжении жизни в 25 000 дней.
9.3. Определение величины риска заболевания
профессиональной вибрационной болезнью
В результате воздействия производственной вибрации на человека возникают нервно-сосудистые расстройства, поражения костно-суставной и других систем человека.
Патологические отклонения в организме, вызываемые вибрацией, называют вибрационной болезнью. Она имеет две основные формы: периферийную, возникающую от воздействия локальной вибрации, и церебральную – от воздействия общей вибрации.
Вибрационная болезнь занимает ведущее место в структуре профессиональных заболеваний для таких профессий, как шахтер, формовщик, обрубщик литья, слесарь механосборочных работ, клепальщик, оператор кузнечно-прессового оборудования и др., зачастую приводит к инвалидности работников и требует в дальнейшем значительных затрат на содержание и лечение пострадавших.
Для определения величины риска заболевания вибрационной болезнью проводились длительные регулярные исследования в условиях производства.
Так, на протяжении 25 лет наблюдалась группа рабочих из 40 человек. Каждый из них в течение 4 часов работал с одним и тем же типом инструмента, передающим локальную вибрацию на руки. При этом инструменты имели
уровень виброускорения LW в диапазоне от 120 до 160 дБ. Была поставлена задача – определить, через какое время проявятся симптомы васкулярных нарушений в организме человека, указывающие на начало развития вибрационной болезни, в зависимости от величины уровня виброускорения, генерируемого инструментом.
Эти нарушения, появляющиеся с течением времени, фиксировались
при проявлении их у 10 % численности рабочих, далее в последовательности – 20, 30, 40 и 50 %. Это позволяет интерпретировать вероятность заболевания групп рабочих, при заданном виброускорении, как равную 0,1; 0,2; 0,3;
0,4; 0,5.
Результат наблюдения представлен в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Время воздействия вибрации
до появления васкулярных нарушений, лет
Полученные данные дают возможность определить величину заболевания вибрационной болезнью через соотношение
(9.5)
где Q(t) – вероятность заболевания; t – время воздействия вибрации, по истечении которого появляются признаки вибрационной болезни, лет.
На основании анализа значений (табл. 9.1) риск заболевания от действия локальной вибрации можно представить формулой
(9.6)
Риск заболевания от действия общей вибрации оценивается по формуле
(9.7)
Пример 9.2. Определить риск и время заболевания работников бригады из 10 человек, использующих ручной инструмент с уровнем виброускорения LW= 147 дБ. Сколько человек заболеет за период профессиональной деятельности t= 45 лет.
Решение. Риск заболевания от действия локальной вибрации можно определить по формуле
где Q(t) – вероятность заболевания.
Время заболевания определяем по формуле
.
1 работник:
, 
года;
2 работника:
, 
года;
3 работника:
, 
года;
4 работника:
, 
года;
5 работников:
, 
года;
6 работников:
, 
года;
7 работников:
, 
года;
8 работников:
, 
года;
9 работников:
, 
года;
10 работников:
, 
года.
Рис. 9.1. Схема к расчету риска
Из графика видно, что за период профессиональной деятельности (45 лет) заболеют все работники. У всей бригады в составе 10 человек появятся признаки заболевания вибрационной болезнью уже через 4,54 года (примерно 4 года
Для системы
. (8.15)Если
, то . (8.16)Таким образом, вероятность безотказной работы системы, состоящей из элементов с вероятностью безотказной работы по экспоненциальному закону, также подчиняется экспоненциальному закону, причем интенсивности отказов отдельных элементов складываются.
Используя экспоненциальный закон распределения, несложно определить среднее число изделий п,которые выйдут из строя к заданному моменту времени, и среднее число изделий Nр, которые останутся работоспособными. При
t ≤ 0,1
. (8.17)Контрольные вопросы
-
Достоинства «дерева неисправностей». -
Недостатки «дерева неисправностей». -
Дать определение блока описания событий. -
Дать определение базового события. -
Последовательность анализа надежности методом «дерева неисправностей».
9. Расчет риска
9.1. Количественная оценка риска
Одной из основных задач анализа риска является определение количественных характеристик опасности. Зная эти характеристики, можно на базе общих методов разработать эффективные частные методы обеспечения безопасности и оценивать существующие технические системы и объекты с точки зрения их безопасности для человека.
В главе 7 показано, что идентификация качественно определяет опасность. Для количественного определения опасности используется понятие квантификация опасности, означающее введение количественных характеристик для оценки сложных, качественно определяемых понятий.
Наиболее простое соотношение для определения величины риска
(9.1)где n − число неблагоприятных последствий, например смертельных исходов; N − возможное максимальное число неблагоприятных последствий за определенный отрезок времени.
Риск является неизбежным сопутствующим фактором любой деятельности. Цель управления риском − предотвращение или уменьшение травматизма, разрушений материальных объектов, потерь имущества и вредного воздействия на окружающую среду. Для управления риском его необходимо проанализировать и оценить количественно.
Пример 9.1. Определить риск гибели на производстве за год, если известно, что в РФ ежегодно погибает около n = 8000 человек при численности работающих
человек. С точки зрения общества в целом интересно сравнение полученной величины со степенью риска в обычных условиях человеческой жизни для того, чтобы получить представление о приемлемом уровне риска и иметь основу для принятия соответствующих решений.
9.2. Определение величины риска
сокращения продолжительности жизни
от воздействия радиоактивного загрязнения
Радиоактивное загрязнение местности отрицательно влияет на здоровье проживающих в ней людей. Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) на основе изучения обширных научных данных допускает, что при получении человеком сверхнормативного уровня дозы облучения в 0,01 Зв (1 бэр) сокращение продолжительности его жизни может составить 5 суток из 25 000, которые в среднем живет человек. Доза обусловлена внешним и внутренним облучением.
Сокращение продолжительности жизни при равной степени загрязнённости территории радионуклидами определяется в такой последовательности.
Первоначально рассчитывается доза облучения за всю жизнь после образования загрязнения по формуле, рекомендуемой службой ООН:
, (9.2)где П – плотность загрязнения местности радионуклидами, Бк/м2; К – коэффициент, величина которого зависит от типа почв, преобладающих в регионе проживания.
Тип почвы определяет интенсивность миграции радионуклидов в растительные и мясомолочные продукты питания, например, для песчаных почв
К = 0,8, для черноземных К = 0,2.
Затем определяется сокращение продолжительности жизни (СПЖ), связанное с дозой облучения:
, (9.3)где СПЖ определяется в сутках.
Величина риска потерь за жизнь
. (9.4)Выборка R–1 в данном случае приобретает смысл числа дней, по истечении которых теряется один день на протяжении жизни в 25 000 дней.
9.3. Определение величины риска заболевания
профессиональной вибрационной болезнью
В результате воздействия производственной вибрации на человека возникают нервно-сосудистые расстройства, поражения костно-суставной и других систем человека.
Патологические отклонения в организме, вызываемые вибрацией, называют вибрационной болезнью. Она имеет две основные формы: периферийную, возникающую от воздействия локальной вибрации, и церебральную – от воздействия общей вибрации.
Вибрационная болезнь занимает ведущее место в структуре профессиональных заболеваний для таких профессий, как шахтер, формовщик, обрубщик литья, слесарь механосборочных работ, клепальщик, оператор кузнечно-прессового оборудования и др., зачастую приводит к инвалидности работников и требует в дальнейшем значительных затрат на содержание и лечение пострадавших.
Для определения величины риска заболевания вибрационной болезнью проводились длительные регулярные исследования в условиях производства.
Так, на протяжении 25 лет наблюдалась группа рабочих из 40 человек. Каждый из них в течение 4 часов работал с одним и тем же типом инструмента, передающим локальную вибрацию на руки. При этом инструменты имели
уровень виброускорения LW в диапазоне от 120 до 160 дБ. Была поставлена задача – определить, через какое время проявятся симптомы васкулярных нарушений в организме человека, указывающие на начало развития вибрационной болезни, в зависимости от величины уровня виброускорения, генерируемого инструментом.
Эти нарушения, появляющиеся с течением времени, фиксировались
при проявлении их у 10 % численности рабочих, далее в последовательности – 20, 30, 40 и 50 %. Это позволяет интерпретировать вероятность заболевания групп рабочих, при заданном виброускорении, как равную 0,1; 0,2; 0,3;
0,4; 0,5.
Результат наблюдения представлен в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Время воздействия вибрации
до появления васкулярных нарушений, лет
| Уровень виброускорения LW, дБ | Число работающих, у которых проявились васкулярные нарушения, % | ||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
| 120 | 32,5 | 48,5 | 59,9 | 69,7 | 78,7 |
| 125 | 15,4 | 23,0 | 28,4 | 33,2 | 37,5 |
| 135 | 5,8 | 8,6 | 10,7 | 12,4 | 14,1 |
| 140 | 2,7 | 4,1 | 5,1 | 5,9 | 6,7 |
| 145 | 1,3 | 2,0 | 2,4 | 2,8 | 3,2 |
| 155 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | 1,2 |
| 160 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
Полученные данные дают возможность определить величину заболевания вибрационной болезнью через соотношение
(9.5)где Q(t) – вероятность заболевания; t – время воздействия вибрации, по истечении которого появляются признаки вибрационной болезни, лет.
На основании анализа значений (табл. 9.1) риск заболевания от действия локальной вибрации можно представить формулой
(9.6)Риск заболевания от действия общей вибрации оценивается по формуле
(9.7)Пример 9.2. Определить риск и время заболевания работников бригады из 10 человек, использующих ручной инструмент с уровнем виброускорения LW= 147 дБ. Сколько человек заболеет за период профессиональной деятельности t= 45 лет.
Решение. Риск заболевания от действия локальной вибрации можно определить по формуле
где Q(t) – вероятность заболевания.
Время заболевания определяем по формуле
.1 работник:
, года;2 работника:
, года;3 работника:
, года;4 работника:
, года;5 работников:
, года;6 работников:
, года;7 работников:
, года;8 работников:
, года;9 работников:
, года;10 работников:
, года. Рис. 9.1. Схема к расчету риска
Из графика видно, что за период профессиональной деятельности (45 лет) заболеют все работники. У всей бригады в составе 10 человек появятся признаки заболевания вибрационной болезнью уже через 4,54 года (примерно 4 года