Способы количественной оценки и уменьшения неопределенности аварийного риска взрывопожароопасных объектов

Резюме. С целью обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов в настоящее время, наряду с традиционным надзорным, применяется риск-ориентированный подход, являющийся значительно более гибким. Процедура количественной оценки аварийного риска опасных производственных объектов по существу является одной из процедур оценки соответствия, поскольку включает сравнение полученных в результате расчета (либо экспертизы) показателей риска с их нормативными значениями. Целью статьи является постановка проблемы неопределенности, сопутствующей всем этапам процедуры количественной оценки аварийного риска, краткий исторический экскурс, анализ ее типов и источников, описание подходов, применяемых для количественной оценки этой неопределенности. В настоящее время принято выделять терминологический, параметрический и модельный типы неопределенности, в статье приведены их примеры. Анализ показывает, что к ним следует добавить четвертый – вычислительный тип – вклад которого в ряде случаев может быть значительным. Показано, что в силу ряда обстоятельств, скалярные числа, обычно используемые для задания значений параметров физико-математических моделей аварийных процессов, на самом деле являются лишь маркерами интервалов, в которых может меняться их величина. Для учета неопределенности величины параметров аварийного риска в настоящее время используются вероятностные и детерминированные подходы, а также нечеткие числа. Методы. Для целей количественной оценки неопределенности в статье используются методы интервального анализа. В наиболее общем случае без привлечения гипотезы о поведении величины параметра внутри диапазона его возможных изменений параметрическая неопределенность может быть задана интервальным числом. В таком случае все необходимые расчеты выполняются интервальными методами. Естественная (наивная) версия интервального анализа обладает серьезным недостатком, заключающимся в необоснованном увеличении ширины интервального числа, являющегося результатом интервальных расчетов, если один или несколько входных параметров модели входит в расчетное соотношение неоднократно, либо входные параметры функционально взаимозависимы. В современном интервальном анализе разработаны методы нивелирования этого эффекта, кратко описанные в статье. Показано, что при наличии статистической информации о поведении величины параметров в пределах интервалов их изменения результаты интервальных вычислений показателей аварийного риска могут быть значительно улучшены. Предложенный метод уменьшения вычислительной неопределенности количественной оценки аварийного риска в интервальной постановке проиллюстрирован на численном примере расчета показателей риска для сценария аварии «огненный шар». Приведены результаты интервального расчета индивидуального аварийного риска для взрывопожароопасного объекта «резервуар с легковоспламеняющейся жидкостью» тремя способами: а) наивным; б) с принятием мер по учету влияния взаимозависимости параметров; в) дополнительно, с учетом имеющейся статистической информации. Выводы. Интервальные методы позволяют не только учитывать наличие неопределенности у параметров аварийного риска, но и непосредственно количественно оценивать ее. Существуют эффективные способы нивелировать негативные особенности интервальных вычислений.

промышленная безопасность, аварийный риск, параметрическая неопределенность, интервальные методы расчета, минимизация вычислительной неопределенности

1. Колесников Е.Ю., Теляков Э.Ш. О роли методо логии анализа риска в управлении пожарной и про мышленной безопасностью // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т.18. № 1. С. 285.

2. КолесниковЕ.Ю. Количественная оценка неопределен ности пожарного риска. сценарий аварии «Пожар пролива ЛВЖ» // Проблемы анализа риска. 2014. Т. 11. № 4. С. 52.

3. CPR-14E Methods for the calculation of Physical Effects: 3-rd. ed. The Hague, 2005.

4. Guidelines for chemical process quantitative risk analysis: 2-nd ed. AIChE/CCPS, 2000.

5. World bank technical paper number 55. Techniques for Assessing Industrial Hazards. A Manual. Washington D. C., 1988.

6. Методика определения расчетных величин по жарного риска на производственных объектах: утв. Приказом МЧС России от 10.07.2009 г. № 404 в ред. приказа МЧС россии от 14.12.2010 г. № 649 «О внесении изменений в приказ мчс россии от 10.07.2009 № 404».

7. Lee’s Loss Prevention in the Process Industries. Vol. 1-3. 3-rd ed. Elsevier, 2005.

8. Руководство по безопасности «Методические осно вы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»: утв. Федеральной службой по экологическому, технологи ческому и атомному надзору 11.04.2016. Сер. 27. Вып. 16. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2016. 55 с.

9. Moore, Ramon E. Introduction to interval analysis / Ramon E. Moore, R. Baker Kearfott, Michael J. Cloud. Philadelphia, 2009.

10. Шарый С.П. Конечномерный интервальный ана лиз. Новосибирск: «XYZ», 2019. URL: http://www.nsc. ru/interval (дата обращения 10.01.2020).

11. ХансенЭ., УолстерДж.У. Глобальная оптимизация с помощью методов интервального анализа. Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика. Институт компьютерных исследований, 2012.

12. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

13. Зверев А.С., Кирюхин Б.В., Кондратьев К.Я и др. Курс метеорологии (физика атмосферы): учебное по собие. / Под ред. П.Н. Тверского. Л.: Гидрометеоиздат, 1951.

14. Prugh R. W. Quantitative Evaluation of Fireball Hazards // Process Safety Progress. 1994. v. 13. № 2. p. 83.