Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Судовые энергетические установки

Диссертационная работа:

Туркин Владимир Антонович. Основы комплексного решения проблемы обеспечения безопасности эксплуатации судовых технических средств на базе анализа риска : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.08.05 СПб., 2003 365 с. РГБ ОД, 71:06-5/448

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА 10

1.1. Основные понятия и определения теории управления безопасностью и анализа риска 11

1.2. Обзор подходов к анализу риска 21

1.3. Роль человеческого фактора в оценке риска 26

1.4. Методы и этапы оценки риска аварии 28

1.5. Анализ методик, используемых при оценке риска 40

1.6. Выводы и задачи исследования 52

ГЛАВА 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТА ОПАСНОСТЕЙ 60

2.1. Условия возникновения аварийных ситуаций 60

2.2. Статистика аварийности мирового торгового флота 70

2.3. Оценка интенсивности отказов технических средств танкеров 82

2.4. Применение интегрального закона распределения интенсивности отказов... 94

2.5. Энтропийный подход к оценке интенсивностей отказов морской техники .101

2.6. Использование метода экспертных оценок для идентификации

и ранжирования опасных событий 108

2.7. Статистика отказов человеческого звена в сложных технических системах 118

2.8. Выводы 127

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ РИСКА ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ .129

3.1. Анализ риска эксплуатации судового вспомогательного котла цилиндрической конструкции 131

3.2. Экспериментальное исследование причин, вызывающих интенсивное образование трещин в металле корпуса котлов типа "Санрод" 145

3.3. Оценка напряжений, возникающих в металле корпуса котла вследствие загрязнения накипью и сажей .159

3.4. Анализ риска эксплуатации СЭУ танкеров 180

3.5. Повышение эксплуатационной надежности СЭУ посредством предотвращения обрастания систем циркуляции забортной воды. 187

3.6. Выводы 193

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РИСКА ВЫПОЛНЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ОПЕРАЦИЙ НА ТАНКЕРАХ 195

4.1. Особенности технологического процесса проведения грузовых операций на танкерах 195

4.2. Анализ опасностей и риска эксплуатации насосных агрегатов грузовых систем 203

4.3. Анализ риска эксплуатации технологических трубопроводов грузовой системы 205

4.4. Анализ риска проведения операций наполнения и опорожнения грузовых танков 210

4.5. Пример расчета величины экологического риска, сопровождающего грузовые операции на танкерах .221

4.6. Выводы .231

ГЛАВА 5. НАДЕЖНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА 233

5.1. Классификация ошибок человека 235

5.2. Факторы, формирующие деятельность человека 246

5.3. Количественное определение факторов, формирующих деятельность человека 251 5.4. Ошибки повседневные и возникающие при выполнении процедур 258

5.5. Вероятность отсутствия реакции человека в процессе развития аварии .268

5.6. Оценка количества ошибок человека при наличии жестких временных ограничений 272

5.7. Метод экспертных оценок надежности человека 280

5.8. Анализ надежности оператора по его усредненным характеристикам... 283

5.9. Выводы 286

ГЛАВА 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА 288

6.1. Энергоэнтропийная концепция природы техногенных происшествий .288

6.2. Основные идеи моделирования процесса возникновения техногенных происшествий 292

6.3. Оценка влияния психофизиологических свойств человека

на вероятность возникновения аварий 300

6.4. Влияние безопасности судового оборудования на вероятность возникновения аварийных происшествий 306

6.5. Оптимизация значений факторов безопасности 309

6.6. Выводы .314

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 315

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .319

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОРМИРУЮЩИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ФАКТОРЫ 333

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ЧЕЛОВЕК И СИСТЕМА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЭВМ 340

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ВЕРОЯТНОСТЬ ОШИБОК ЧЕЛОВЕКА (ВОЧ) 349

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ 354  

Введение к работе:

Перечень произошедших за последние полвека катастроф на море не оставляет сомнений в необходимости анализа риска эксплуатации таких опасных производственных объектов, как танкеры, их судовые энергетические и грузовые системы. В настоящее время обеспечение безопасности и приемлемого уровня риска является принципиальным вопросом, определяющим перспективы развития морской техники.

Подтверждением сказанному является принятие в 1993 году Резолюции ИМО А.741(18) "Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения" (МКУБ - ISM Code) и придание кодексу обязательного применения включением его в качестве главы IX в Международную Конвенцию СОЛАС. В разделе 1.2 Кодекса отмечается, что его цели состоят в обеспечении безопасности на море, предотвращении несчастных случаев или гибели людей и избежании причинения ущерба окружающей среде, в частности морской среде, и имуществу. Цели компании, связанные с управлением безопасностью, должны, среди прочего: 1) обеспечивать безопасную практику эксплуатации судов и безопасные для человека условия труда; 2) обеспечивать защиту от всех выявленных рисков; и 3) постоянно улучшать навыки берегового и судового персонала, относящиеся к управлению безопасностью, включая готовность к аварийным ситуациям, связанным как с безопасностью, так и защитой окружающей среды.

Важность рассматриваемой проблемы обусловлена потенциальной опасностью морских судов и, в особенности, танкерного флота для членов их экипажа, окружающей природной среды, населения. В связи с отмеченным, технические средства, обеспечивающие эксплуатацию танкера, относятся к числу наиболее ответственных с экологической, экономической и социальной точек зрения объектов, обеспечение безопасности которых представляет собой отдельную проблему. При этом безопасность судовых технических средств и танкера в целом рассматривается в качестве самостоятельного свойства, обеспечение которого осуществляется с помощью специальных технических средств, как в условиях нормальной эксплуатации, так и в случае возникновения аварийных ситуаций, вызванных действиями или бездействием человека, техногенными или природными воздействиями.

В данной работе анализ риска строится на основе вероятностной методологии, предложенной Дж. Расмуссеном в середине прошлого века для целей анализа безопасности атомных электростанций в США и получившей в дальнейшем широкое развитие.

Применительно к отечественным и зарубежным опасным производственным объектам различные аспекты этой методики нашли свое отражение в трудах X. Кумамото, Э. Дж. Хенли, Дж. Раста, Л. Уивера, В. Маршала, К.В. Фролова, Н.А. Махутова, В.А. Острейковского, С.Г. Шульмана, А.Н. Елохина. Значительным вкладом в разработку методов анализа риска является использование моделирования явлений и процессов, связанных с возникновением аварийности на опасных производственных объектах, предложенного коллективом ученых МГТУ им. Н.Э. Баумана в составе П.Г. Белова, А.И. Гражданкина и других. Решением задач, связанных с управлением безопасностью на кораблях ВМФ на основе логико-вероятностного метода занимаются ученые научной школы под руководством профессора И.А. Рябинина. Вопросы надежности и безопасности при эксплуатации морской техники транспортных судов получили свое широкое развитие в научных трудах ученых Государственной морской академии имени адм. СО. Макарова, профессоров Н.И. Денисенко, В.В. Романовского, И.И. Костылева, В.А. Петухова.

Сложность и актуальность системного анализа безопасности при эксплуатации морской техники с учетом экстремальных техногенных и природных воздействий обусловлена следующим: особая экономическая, социальная и экологическая ответственность морского транспорта; сложность рассматриваемой системы, необходимость учета взаимодействия большого числа подсистем и элементов, возможность возникновения отказов по общим причинам; сущест венная неполнота исходной информации о возможных воздействиях и особенностях поведения рассматриваемых объектов, необходимость учета случайных и неопределенных факторов; важность развития методологии оценки индивидуальной и экологической безопасности сложных технических систем для создания и развития других опасных производственных объектов и технологий в различных областях человеческой деятельности.

Увеличение опыта эксплуатации современных высокоавтоматизированных морских судов, а также изучение сценариев развития имевших место на танкерном флоте катастроф сформировало устойчивую тенденцию к ужесточению требований, предъявляемых к безопасности при эксплуатации судовых технических средств. В настоящее время в рамках выполнения жестких требований МКУБ в плане поддержания сертифицированных компаниями систем управления безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения проводится большой объем работы по увеличению надежности и безопасности эксплуатируемых и создаваемых вновь объектов морской техники. При этом с учетом последних рекомендаций ИМО происходит отказ от концепции единичного отказа к выполнению вероятностной оценки эксплуатирующейся техники в рамках концепции приемлемого риска. Этот подход принимает во внимание весь комплекс возможных воздействий и их негативных последствий. В условиях существенной роли случайных и неопределенных параметров это позволяет более адекватно учесть разбросы характеристик внешнего воздействия и рассматриваемого объекта, а также условности расчетных моделей, несовершенство средств диагностики, возможные ошибки персонала и некоторые другие особенности функционирования сложных технических систем морского судна. К настоящему моменту сложилась определенная схема выполнения вероятностных анализов безопасности. Тем не менее, применение вероятностных подходов на основе концепции приемлемых рисков к оценке безопасности судовой техники носит ограниченный характер и в большинстве случаев выполнены только весьма приблизительные его оценки. Большинство исследований не уделяет должного внимания вкладу человеческого фактора и касаются в основ ном различных аспектов функционирования технологического оборудования. Основные причины, препятствующие дальнейшему развитию концепции приемлемого риска на морском флоте, сводятся к следующему:

- отсутствие единого подхода к задачам вероятностного анализа безопасности технических систем при различных внешних и внутренних воздействиях;

- различный уровень расчетных моделей и методик оценки надежности для подсистем и элементов СЭУ, а также недостаточная проработанность отдельных задач, возникающих при проведении анализа безопасности, что затрудняет комплексную оценку риска для всей технической системы судна в целом;

- отсутствие достаточного опыта проведения такого рода исследований в практике проектных организаций, занимающихся созданием оборудования для морских судов и достаточного количества расчетов различных элементов СЭУ, способных служить примером проведения вероятностных оценок безопасности.

Целью исследования является рассмотрение отмеченных аспектов проблемы вероятностного анализа безопасности эксплуатации судовых технических средств. Работа включает шесть глав, введение, заключение и приложение.

Первая глава посвящена раскрытию основных принципов анализа безопасности человеко-машинных систем и формулировке задач исследования. На основе анализа отечественных и зарубежных публикаций рассмотрены существующие методы оценки риска, сделан вывод о необходимости перехода от концепции "нулевого" риска к политике "приемлемого" риска, базирующейся на принципе: "настолько низко, насколько это достижимо в пределах разумного". Рассмотрены этапы и особенности оценки индивидуального, профессионального, социального, экономического и экологического рисков.

Во второй главе рассмотрены методы и приведены результаты статистической обработки данных по отказам судовых технических средств, а также статистические данные по надежности человека-оператора. Выявлены десять опасностей, имеющие неприемлемый уровень риска.

В третьей главе выполнен анализа риска и безопасности эксплуатации технических средств танкеров. Выполнен детальный анализа риска и безопас ности для аварийных ситуаций: взрыв судового вспомогательного котла огне-трубно-водотрубной конструкции (типа "Санрод") на танкере, движущемся в полном грузу; потеря ходкости танкера, движущегося в полном грузу.

В четвертой главе рассмотрены методы и приведены результаты анализа риска проведения грузовых операций на танкерах. Составлены сценарии развития аварий на танкере, вызванных разгерметизацией грузовых трубопроводов и переливом нефти в процессе наполнения его танков. С использованием построенных деревьев событий выполнен количественный анализ вероятности появления поражающих факторов для указанных опасных ситуаций.

В пятой главе рассмотрены методы качественной и количественной оценки надежности человека-оператора. С учетом того, что деятельностью человека руководят мыслительные процессы, основанные на навыках, правилах или знаниях, предложено использовать логическое дерево предсказания ожидаемого поведения механика при выполнении им работы. Показаны способы оценки формирующих деятельность факторов. В зависимости от типа ошибок рекомендованы различные модели количественной оценки надежности человека.

В шестой главе, учитывая неприемлемость по этическим и экономическим соображениям экспериментального изучения аспектов, касающихся жизни людей и загрязнения окружающей среды, предложено использовать метод математического моделирования явлений и процессов, связанных с возникновением происшествий. В качестве основы для имитационного моделирования выбрана логико-лингвистическая модель возникновения происшествия в человеко-машинной системе. С использованием данной модели, а также методов планирования эксперимента получены уравнения, описывающие зависимость вероятности возникновения происшествий от психофизиологических характеристик человека и используемого оборудования. Решена задача оптимизации предполагаемых мер безопасности на анализируемом техническом объекте.

В заключении содержатся выводы из выполненного исследования и рекомендации. В приложениях приведены вспомогательные данные по характеристикам человека и акт внедрения результатов работы в ОАО "Новошип".  

Подобные работы
Никитин Александр Мстиславович
Совершенствование технического обслуживания и ремонта судовых энергетических установок на основе анализа рисков
Гомзяков Михаил Владимирович
Анализ показателей обеспечения эксплуатационной безопасности судовых технических средств
Самойленко Анатолий Юрьевич
Повышение эффективности эксплуатации судовых дизелей на основе совершенствования методов и средств контроля их режимных параметров
Федосеева Татьяна Вячеславовна
Автоматизация принятия решений по управлению предприятиями промышленности и транспортного комплекса на основе анализа рисков
Поляков Виктор Исаакович
Решение проблемы улучшения вибрационных условий обитаемости на судах и обеспечение требований санитарных норм вибрации на основе использования и совершенствования компьютерных методов и средств численного анализа колебаний корпусных конструкций
Трифаленков Илья Анатольевич
Разработка требований к средствам защиты информации в корпоративных системах с внешним информационным обменом на основе анализа рисков
Зиновьева Ольга Михайловна
Методология построения страховой защиты от аварий на опасных производственных объектах на основе посценарного анализа рисков
Дмитренко Марина Алексеевна
Анализ состояния инфекционных заболеваний в территориально распределенной системе региона по риску заболеваемости и комфортности проживания на основе ГИС-технологий
Выонг Тхи Ынг
Совершенствование методов снижения рисков принятия ошибочных решений в системе управления перевозками : на основе теории игр
Тузлукова Екатерина Валерьевна
Развитие методов анализа динамических свойств энергосистем на основе решения частичной проблемы собственных значений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net