Секція „Екологія”

Підсекція ”Екологічний моніторинг”

Полєжаєв А.М., Ковжога С.О., Малько О.Д., Тузіков С.А.

(Національна юридична академія України ім.Я.Мудрого)

ДО ПИТАННЯ ВИЗНАЧЕННЯ ЙМОВІРНОСТІ ВИНИКНЕННЯ НАДЗВИЧАЙНОЇ СИТУАЦІЇ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРУ

З метою попередження надзвичайних ситуацій техногенного характеру, а також визначення необхідного ресурсу для ліквідування їх наслідків [1], виникає необхідність моніторингу техногенної складової навколишнього середовища. При цьому виникає необхідність визначення кількісних оцінок можливості виникнення надзвичайних ситуацій в наслідок аварій на підприємствах.

Надзвичайні ситуації техногенного характеру виникають, як правило, в наслідок аварій на технічних системах підприємств різного призначення. Виникнення аварії на технічної системі з подальшим розвитком надзвичайної ситуації, у загальному випадку, може бути наслідком трьох випадкових подій:

- вихід з ладу окремих елементів технічної системи в наслідок зносу її елементів (основних виробничих фондів);

- порушення персоналом технології виробництва (так званий „людський фактор”);

- зовнішнє втручання в технічну систему природного або антропогенного характеру.

З вище перелічених випадкових подій найбільш придатним для моніторингу та подальшого прогнозування розвитку надзвичайної ситуації є стан фізичного зносу елементів технічної системи (основних виробничих фондів).

Припустимо, що існує система потенційно-небезпечних об’єктів, на кожному з яких, з метою визначення ступеню зносу з подальшим прогнозуванням можливості виникнення аварії, здійснюється контроль технічного стану обладнання. При цьому кількісною мірою можливості виникнення аварії є ймовірність її виникнення на момент часу .

Виникнення надзвичайної ситуації на потенційно небезпечному об’єкті буде характеризуватися ймовірністю випадкової події

,

де - випадкова подія виникнення аварії на технічної системі в наслідок зносу елементів системи на момент часу прогнозування - ;

- випадкова подія розвитку надзвичайної ситуації на момент часу в наслідок виникнення аварії на технічної системі.

Для здійснення прогнозування явища виникнення аварії на технічної системі на момент часу необхідно мати математичну модель цей системи. В наслідок того, що аварії на технічних системах є наслідком відмови елементів системи, в якості математичної моделі пропонується використовувати модель надійності системи, яка працює до першої відмови з урахуванням старіння (зносу).

Модель може мати вигляд [ 2 ], [ 3 ]

, (1)

де – ймовірність виникнення аварії на технічної системі;

– функція Лапласа від аргументу;

– середнє квадратичне відхилення часу між аваріями на даному типі технічних систем;

– середній час між аваріями на даному типі технічних систем.

Для використання цей моделі для прогнозування події виникнення аварії необхідно пов’язати модель з даними моніторингу технічної системи. Пропонується використовувати у якості параметра, якій контролюється, час від моменту оновлення основних виробничих фондів – й технічної системи до моменту прогнозування аварії на – й технічної системи . При цьому пов’язує величину інтервалу часу

, ,

для кожної - й технічної системи з характеристикою зносу її основних виробничих фондів. Зв’язок інтервалу часу зі зносом основних виробничих фондів системи в моделі пропонується здійснювати з допомогою інтенсивності відмови системи , яка у власну чергу є функцією часу

, , .

Знос основних фондів, як показує практика, супроводжується збільшенням кількості аварій на обладнанні. Для певних типів промислового обладнання існує статистика відмов. Вважаємо, що кожному ступеню зносу технічної системи (основних виробничих фондів) за допомогою статистичних даних можливо встановити відповідне значення інтенсивності відмови системи. Згідно [ 3 ] інтенсивність відмови системи в наслідок старіння її елементів визначиться

, (2)

Параметри і можуть бути визначені з використанням структурних схем надійності технічної системи [ 1 ].

При відомих параметрах і , відомої інтенсивності відмови системи на момент прогнозування за допомогою ( 2 ) визначається параметр моделі , якій використовується в моделі ( 1 ) для визначення ймовірності виникнення аварії на технічної системі на момент часу .

Ймовірність виникнення надзвичайної ситуації на - му потенційно-небезпечному об’єкті може бути визначеною

з умов ,

де - ймовірність виникнення аварії на - му потенційно - небезпечному об’єкті;

- ймовірність не виникнення надзвичайної ситуації в наслідок аварії на - му об’єкті;

- ймовірності виникнення надзвичайної ситуації різного масштабу (відповідно [ 4 ] ) на - му об’єкті в наслідок аварії.

Ймовірність виникнення надзвичайної ситуації на системі підприємств (потенційно-небезпечних об’єктів) може бути визначена з допомогою загального біноміального закону (за схемою „хоч один”)

,

де - кількість потенційно-небезпечних об’єктів в системі.

Ймовірність виникнення надзвичайної ситуації в наслідок аварії на технічної системі може бути визначена шляхом з урахуванням можливості створення надзвичайних ситуацій різного масштабу, аналізу технологічного процесу, якій реалізується цією технічною системою.

Вищевикладений підхід, на наш погляд, дає можливість визначати у процесі моніторингу кількісну характеристику загрози виникнення надзвичайної ситуації на підприємствах в вигляді ймовірності її виникнення в наслідок аварії, прийняття превентивних заходів для попередження цієї загрози, а також, з використанням підходу [ 1 ] визначити обсяг матеріальних ресурсів, необхідний для ліквідації наслідків в випадку виникнення надзвичайної ситуації.

Література:

1. Полєжаєв А.М., Малько О.Д., Тузіков С.А. До питання визначення відповідності рівня надзвичайної ситуації техногенного характеру необхідному обсягу ресурсу системи. Доповідь на 3 міжнародної конференції „НАУКОВИЙ ПОТЕНЦІАЛ СВІТУ – 2006”. 18-29 вересня 2006 року. „Матеріали 3 міжнародної конференції „НАУКОВИЙ ПОТЕНЦІАЛ СВІТУ – 2006”. 18-29 вересня 2006 року. Том 8. Дніпропетровськ, Наука і освіта, 2006.с. 30-32.

2. Надежность и эффективность в технике. Справочник в десяти томах. Том 2. М.: Машиностроение, 1987.

3. Бильчук В.М., Петров В.А.. Прикладная математика. Харьковское ВВКИУ, 1986.

4. Постанова Кабінету Міністрів України № 368 „Про затвердження порядку класифікації надзвичайних ситуацій” від 24.03.2004 р.

А.М. Полєжаев

С.О. Ковжога

О.Д. Малько

С.А. Тузіков

Відомості про авторів

1. Полєжаєв Анатолій Миколайович, кандидат технічних наук, доцент, кафедра Основ безпеки життєдіяльності, Національна юридична академія України ім. Я. Мудрого, вул. Пушкінська, 77, м. Харків, 61024, т.д. 8-057-335-39-18.

2. Ковжога Сергій Олексійович, кандидат хімічних наук, доцент, кафедра Основ безпеки життєдіяльності, Національна юридична академія України ім. Я. Мудрого, вул. Пушкінська, 77, м. Харків, 61024, т. роб. 8-057-704-92-74, т.д. 8-057-714-07-32.

3. Малько Олександр Дмитрович, кандидат військових наук, доцент, кафедра Основ безпеки життєдіяльності, Національна юридична академія України ім. Я. Мудрого, вул. Пушкінська, 77, м. Харків, 61024, т.д. 8-057-702-48-36.

4. Тузіков Сергій Анатолійович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, кафедра Основ безпеки життєдіяльності, Національна юридична академія України ім. Я. Мудрого, вул. Пушкінська, 77, м. Харків, 61024, т.д. 8-057-337-38-17.