Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 icon

Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9



Смотрите также:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19


Г.П. Потапов




Безопасность

жизнедеятельности

с учетом аспектов

экономики




Учебное пособие


Казань 2003


УДК 614.8.084

ББК 68.9

Б 39


Автор – Г.П.Потапов. Безопасность жизнедеятельности с учетом аспектов экономики: Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. 415 с .


Рецензенты: кафедра «Инженерная экология» Казанского государственного энергетического университета (зав. кафедрой, действительный член Российской Академии Естественных наук, доктор биологических наук, профессор Р.Я. Дыганова); декан факультета управления и предпринимательства, доктор экономических наук, профессор Г.Ф. Мингалеев (Казанский государственный технический университет, кафедра экономики предприятий); зав. кафедрой «Оборудование пищевых продуктов», заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Н.А. Николаев (Казанский государственный технологический университет).


Потапов Г.П. Безопасность жизнедеятельности с аспектами экономики: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та. 2003. – 415 с.

ISBN 5-7579-0575-1

Рассмотрен широкий круг проблем, связанных с решением вопросов безопасности жизнедеятельности с учётом аспектов рыночной экономики. Содержит разделы стратегии обеспечения безопасности в областях производства, экологии, чрезвычайных ситуаций, включены также разделы по экологическому праву, менеджменту, аудиту.

Предназначено для студентов всех специальностей высших и средних учебных заведений, а также может быть полезным руководителям предприятий.


УДК 614.8.084

ББК 68.9





Предисловие


В настоящее время человек обеспокоен (часто напуган) изменениями, происходящими в биосфере и являющимися результатом антропогенной деятельности в последние десятилетия. Лавинообразное появление образцов новой техники и технологий обусловлено развивающейся мировой экономикой. Зачастую эта техника находит объект своего применения без предварительного учёта негативных факторов в сфере производства, охраны природной среды, дисбаланса экологического равновесия и обусловленных этими обстоятельствами чрезвычайных ситуаций (ЧС) и экономических потерь.

Несомненная важность образования в области безопасности жизнедеятельности (БЖД), имеющего явную прикладную направленность в областях охраны труда, окружающей среды, гражданской обороны, требует для своей реализации соответствующей учебной и методической литературы. Недостаток методических разработок по комплексному анализу показателей технико-экономической и эколого-экономической эффективности не позволяет четко определить реальные затраты на создание рационального обеспечения БЖД в условиях рынка.

Специфической особенностью данного учебного пособия является изложение курса безопасности жизнедеятельности для студентов гуманитарных и технических вузов с учетом оптимизации затрат на предупреждение и ликвидацию последствий воздействия негативных факторов как на уровне отдельных технологических процессов (очистка воздуха, воды, утилизация отходов), так и в масштабе региональных эколого-экономических систем (РЭЭС).

При подготовке специалистов как в области экономики, так и в областях производства важно обеспечить у тех и других понимание необходимости совместного решения важнейшей проблемы – выживания человека в современных условиях жизнедеятельности.

В общем случае взаимосвязь экономики и БЖД должна опираться на результаты комплексного анализа всей совокупности показателей научно-технического прогресса в отраслях промышленности, сельского хозяйства и в непроизводственной сфере. Переход системы обеспечения БЖД на рыночные отношения связан с решением экономико-организационных, технических, технологических задач, а также задач оптимального управления БЖД в условиях территориально-производственного комплекса.

Предлагаемое пособие призвано способствовать развитию курсов дисциплин по специальностям: 330100 – «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», 330200 – «Инженерная защита окружающей среды (по отраслям)», 330600 – «Защита в чрезвычайных ситуациях», 060800 – «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)» и др.

Автор выражает признательность заведующему кафедрой технологии и безопасности Казанского финансово-экономического института, доктору технических наук, профессору Ю.И. Азимову, академику Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, доктору технических наук, профессору Ф.М. Гимранову (Казанский государственный технологический университет, кафедра промышленной безопасности) за рекомендации, высказанные ими при рецензировании рукописи пособия


Введение

Современному человеку невозможно обойтись без науки о безопасности жизнедеятельности (БЖД) – области знаний, в которой изучаются опасности, угрожающие человеку, закономерности их проявления и способы защиты от них.

Принято считать, что БЖД – область науки и техники, ориентированная на создание безопасных и комфортных условий жизни и деятельности человека в условиях промышленных зон и территориально-производственных регионов. Основной причиной, сдерживающей процесс должного обеспечения БЖД в регионах, является отсутствие средств на реализацию этого процесса. В то же время нереализованность требований БЖД сопряжена со значительным экономическим ущербом, который выражается в виде финансовых потерь, и в форме безвозвратно потерянных ресурсов, ухудшения экологической ситуации и социального благополучия людей. Экологическая доктрина РФ (Распоряжение Правительства РФ от 31 августа 2002 г. №1225-р г. Москва) четко отражает современный экологический кризис и угрозу возможности устойчивого развития человеческой цивилизации. В распоряжении подчеркнута необходимость «экономического регулирования рыночных отношений в целях рационального неистощимого природопользования, снижения нагрузки на природную среду, её охраны, привлечения бюджетных и внебюджетных средств на природоохранную деятельность».

С 1900 по 1950 гг. в войнах погибло 89 млн человек, а от несчастных случаев (бытовые травмы, автокатастрофы, производственные травмы) – 182 млн человек.

По данным Международной организации труда (МОТ) в сфере производства каждые три минуты в результате несчастного случая погибает 1 человек, каждую секунду четыре человека получают травму. Травматизм – основная причина смерти для людей до 41 года, причем 40 – 60% несчастных случаев происходит по вине самих пострадавших.

Опасность техники растет быстрее, чем способы защиты от неё, а человек не рождается с уважением к правилам безопасности. К тому же в последние десятилетия продолжает увеличиваться гибель людей от стихийных бедствий, зачастую обусловленных техногенными причинами.

Таким образом, реализация интересов государства в области обеспечения БЖД путем повышения образовательного уровня и профессиональных навыков населения является важнейшей задачей государственной политики.

Известно, что деятельностьнеобходимое условие существования человеческого общества. ^ Труд – высшая форма деятельности человека. Формы деятельности современного человека многообразны: физическая, научная, духовная и др. Процесс деятельности включает в себя два элемента: индивида (человека) и окружающую его среду. Между этими элементами существуют прямые и обратные связи. Достигнуть поставленной цели и избежать отрицательных последствий (ущерб здоровью, аварии, катастрофы и др.) – таким должен быть результат деятельности человека. Таким образом, безопасность – это цель, а наука БЖД – средство её достижения.

Лучший способ понять, как защищаться от опасностей, – это изучение курса БЖД, который рассматривает три задачи: идентификацию опасностей, защиту от опасностей, ликвидацию возможных последствий проявления опасностей (исходя из концепции остаточного риска). Каждый человек имеет право на жизнь, на свободу и на личную неприкосновенность (статья 3 Всеобщей декларации прав человека). Без знания науки БЖД невозможно в полной мере воспользоваться этим правом.

С развитием человечества постоянно росло внимание к вопросам изучения опасностей. Ещё в трудах Аристотеля (384 – 322 гг. до н.э.), Гиппократа (460 – 377 гг. до н.э.) и других учёных древности рассматриваются проблемы условий труда.

Знаменитый медик эпохи возрождения Парацельс (1493 – 1541) изучал опасности, связанные с горным делом. Ему принадлежит изречение: «Все есть яд, и все есть лекарство. Только одна доза делает вещество ядом или лекарством». Позже эта идея легла в основу принципа нормирования опасностей.

Немецкий врач и металлург Агрикола (1494 – 1555) изложил вопросы по охране труда в своей работе «О горном деле».

Итальянский врач Рамаццини (1633 – 1714) заложил основы профессиональной гигиены, написав книгу «О болезнях ремесленников».

М.В. Ломоносов (1711 – 1765) написал основополагающие работы по безопасности труда в горном деле.

В XIX в. в связи с интенсивным развитием промышленности появляется целая плеяда ярких ученых, занимающихся проблемами безопасности:

В.Л. Кирпичёв (1845 – 1913), А.А. Пресс (1857 – 1930), Д.П. Никольский (1855 – 1918), В.А.Левицкий (1867 – 1936), А.А. Скочинский (1874 – 1960), С.И. Коплун (1897 – 1943) и др.

В наше время проблемам безопасного развития техносферы посвящены труды многих отечественных ученых, например, акад. В.А. Легасова, акад. Н.Н. Моисеева, акад. П. Л. Капицы, проф. С.В. Белова, проф. О.Н. Русака и др.

Человечество в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям с помощью прямого или косвенного воздействия преобразует биосферу в техносферу, где условия обитания существенно отличаются от биосферных повышенным влиянием на человека негативных техногенных факторов.

Созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворить его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Условия производственной и городской среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований. Причину этого следует искать, прежде всего, в экономике. Прогнозируется, что в ближайшие 10 – 15 лет создание условий, обеспечивающих техносферную безопасность, станет приоритетной задачей человечества [2].

БЖД как научная дисциплина имеет собственную теорию, методологию и методы. Вместе с тем БЖД базируется на достижениях таких дисциплин, как инженерная психология, физиология человека, охрана труда, экология, эргономика, экономика, теория надежности и др.

Особое значение приобретает умение решать вопросы обеспечения БЖД, используя знания в областях финансирования инвестиционной деятельности, оптимизации затрат на предупреждение и устранение негативных техногенных последствий, количественной оценки рисков и упущенной выгоды.

В настоящее время во многих странах большое внимание уделяется разработке экономических моделей управления процессом энергосбережения в регионах [15] − это тоже решение проблемы обеспечения БЖД. Исходным в управлении воздействием на процесс регионального повышения эффективности использования энергии принято считать потенциал энергосбережения в регионе. Существует классификация основных составляющих этого потенциала, включая требования совершенствования организационно-управленческих подходов и обязанности исполнения проектов в соответствии с уже сложившейся нормативно-правовой базой. Очевидно, можно и нужно воспользоваться этими обстоятельствами для решения многоуровневых проблем обеспечения БЖД.

Умение обеспечить БЖД играет важную социальную роль в стабилизации нашего общества. Повышение уровня безопасности деятельности людей способствует их духовности. Это очень важно, ибо сказано: «Какая польза человеку, если он приобретет весь мир, а душе своей навредит» (от Матвея 16/26).



  1. Общие сведения и основные понятия БЖД




    1. 1.1. Опасные и вредные факторы среды обитания


Опасность – центральное понятие БЖД, под которым понимаются явления, процессы, объекты, способные в определённых условиях наносить ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно, то есть вызывать нежелательные последствия.

^ Опасный фактор – это воздействие на человека, которое в определённых условиях приводит к травме или другому ухудшению здоровья (движущиеся предметы, огонь, избыточное давление и др.).

^ Вредный фактор – это воздействие на человека, которое в определённых условиях приводит к заболеванию, снижению работоспособности (аномальные метеоусловия, шум, вибрация, вредные газы и др.).

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-76 ССБТ («Опасные и вредные производственные факторы, классификация») по природе возникновения выделяют четыре группы вредных и опасных производственных факторов: физические, химические, биологические, психофизиологические.

^ Физические факторы вызывают опасность механического воздействия и заболеваний (машины и механизмы, подвижные элементы машин, заготовки, неблагоприятные метеоусловия, шум, инфра − и ультра излучения, электромагнитные поля (ЭМП) и др.).

^ Химические факторы – вредные химические вещества.

Биологические факторы – патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, а также растения, животные.

^ Психофизиологические факторы – физические и нервнопсихические нагрузки, гиподинамия, монотонность труда и т.п.

Чтобы глубже понять опасности, используют их таксономирование (систематизацию):

• По природе происхождения опасности бывают природные, техногенные, антропогенные, экологические, смешанные.

• По стандарту опасности делятся на физические, химические, биологические, психофизиологические.

• По времени проявления отрицательных последствий – на импульсные и кумулятивные.

• По локализации проявления опасности связаны с лито, гидро, атмосферой и космосом.

• По последствиям проявления опасности вызывают утомление, заболевания, травмы, аварии, пожары и др.

• По ущербу опасности могут проявиться как экономические, социальные, технические, экологические и др.

• По мере проявления опасности могут быть бытовыми, спортивными, дорожно-транспортными, производственными, военными, криминогенными и др.

• По характеру воздействия – активные и пассивные (от энергии самого человека).

Номенклатура опасностей в алфавитном порядке весьма обширна: от алкоголя, аномальных метеоусловий до тайфунов и ядов.

Для количественной характеристики опасностей (квантификации) применяют численные, бальные и другие оценки. Наиболее распространена оценка в виде риска.


1.2. Естественные средства защиты человека


Естественные средства защиты человека, выработанные за годы его эволюции, представляют собой совершенные системы самозащиты и заслуживают того, чтобы прежде чем изучать и создавать образцы техногенной защиты, ознакомиться с некоторыми из средств естественной защиты человека.

В основе защиты лежит нервная система человека, которая подразделяется на центральную и периферическую. Центральная нервная система − это головной и спинной мозг. Нервная периферическая система – это особые волокна – нервы, которые пронизывают все органы. По нервным волокнам передаются сигналы (нервные импульсы) от интерцепторов, реагирующих на холод, тепло, боль и др. Скорость передачи сигналов примерно 120 м/с (аналог кабеля с распределенными параметрами). Величину максимального электрического напряжения φ, обусловленного работой рецептора, можно, очевидно, оценить формулой:

, (1.1)

где k – постоянная Больцмана; T – температура; e – заряд электрона; nw и no – соответственно концентрации ионов вблизи стенки клеточной мембраны рецептора и вдали от неё, значения которых изменяются в зависимости от вида воздействия тех или иных факторов на клеточную мембрану рецептора.

В центральной нервной системе происходит распознавание нервных импульсов и выработка приказов для исполнительных органов. Эта деятельность нервной системы называется рефлекторной (безусловной и условной). Она спасает человека в пределах параметров, не превышающих возможности человека. Всякое воздействие, превышающее по интенсивности предел, вызывает боль и нарушение деятельности сигнализатора. Минимальную величину нервного импульса принято называть нижним абсолютным порогом чувствительности, максимальную – верхним.

Основной психофизиологический закон, характеризующий уровень интенсивности ощущений, называется законом Вебера − Фехнера:

, (1.2)

где L – уровень интенсивности ощущений; − относительное значение энергии раздражителя; k, c – константы, зависящие от вида раздражителя.

В многообразии рефлекторной деятельности мозга имеются врожденные безусловные рефлексы, которые передаются по наследству, и условные рефлексы, которые формируются на основе жизненного опыта, то есть воспитываются в человеке (гибкая связь сигналов во времени). Условные рефлексы формируются на основе условных сигналов и предупреждают об опасности. Условный сигнал, не получающий подтверждения, постепенно ослабевает и исчезает совсем. Звук, цвет, свет – условные сигналы, широко используемые в охране человека.

^ Защита от патогенных микроорганизмов осуществляется кожей, слизистыми оболочками (они обладают бактерицидными свойствами). Если микробы проникают внутрь организма, то в борьбу вступают лейкоциты − специальные белые кровяные тельца.

Кожа человека защищает кровь от проникновения в неё хими­ческих веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, защищает от воздействия электрического тока, (электрическое сопротивление может быть более 100 кОм). На коже име­ются 500 тыс. (неравномерно) тактильных анализаторов (рецепторов). Они обладают временем адаптации 2÷20 с, благодаря чему, мы не ощущаем постоянного прикосновения одежды.

На I см2 кожи имеется до 100 специальных ана­лизаторов холода и тепла (30 тыс. для тепла и 250 тыс. – для холо­да).

Вкус воспринимается анализаторами, расположенными в слизистой оболочке языка, ощущением четырех компонентов: сладкого, солёного, кислого, горького. Все остальные вкусовые ощущения – комбинации из этих компонентов. Вкусовые ощущения предупреждают о риске от­равления, поэтому крайне опасно, когда они ослабляются (например, у пьяных людей).

Обоняние обусловлено обонятельными кле­тками в слизистой оболочке носовых раковин (более 60 млн на площади ~ 5 см2). При попадании вредного вещества на анализатор рефлекторно задерживается дыхание.

Слух − свойство человеческого уха воспринимать звуковые колебания в диапазоне частот 20 − 20000 Гц. Он об­ладает бинауральным эффектом вследствие того, что звук доходит до правого и левого уха в разное время, в результате чего человек ориентируется в на­хождении источника звука.

^ Вестибулярный аппарат − орган, обеспечивающий сохранение равновесия тела. Его анализаторы расположены в жидкости внутреннего уха и мозга. Смещение жидкости под действием инерционных сил раздражает анализаторы, вырабатывается электрический импульс, поступающий в центральную нервную систему.

Зрение − сложный биологический процесс, обеспечивающий человеку 80% информации. Специальными анализаторами свет преобразу­ется в электрический импульс, который по нерву передается в мозг. Зрительный анализатор обладает наибольшей величиной адаптации. При темной адаптации чувствительность достигает некоторого оптимального уровня через 40 − 50 мин, световая адаптация, т.е. понижение чувствительности, длится 8 – 10 мин. Глаз остро реагирует на яркость света, (яркость − отношение силы света излучаемой поверхности к площади этой поверхности, измеряется в канделах (кд) на квадратный метр). Раньше применялось название нит (нт), 1 нт=1 кд/м2. При яркости, равной В=30 000 нт наступает эффект ослепления. Приемлемая яркость составляет 5000 нт. Степень различия между двумя яркостями, разделёнными в пространстве и во времени, называется контрастностью (отличие объекта от фона).

Острота зрения – минимальный угол, под которым две точки видны как отдельные, она зависит от освещённости, формы объекта и др. С увеличением освещённости острота зрения растёт.

Зрительный анализатор включает в себя два типа рецепторов: колбочки и палочки: первые обеспечивают хроматическое зрение, вторые – ахроматическое. Глаз различает семь цветов и более сотни их оттенков. Зрительный диапазон охватывает 380 – 780 нм, в котором 380 – 455 нм – фиолетовый, 455 – 470 нм − синий, 470 – 500 нм – голубой, 500 – 550 нм – зелёный, 540 – 590 нм – жёлтый, 590 – 610 нм – оранжевый, 610 – 780 нм – красный.

Наибольшая видимость соответствует жёлтому свету (днём), а ночью (в сумерках) − зелёно-голубому.

Ощущение от светового сигнала сохраняется определенное время (инерция зрения), ~0,1 – 0,3 с. При действии прерывистого раздражителя возникает ощущение мелькания, которое при определенной частоте сливается в ровный немигающий свет (критическая частота мельканий). Инерция зрения обуславливает стробоскопический эффект.

Различают также поле зрения: в горизонтальном направлении 120 – 160о, по вертикали 55 – 60о вверх, 65 – 72о вниз. Особое значение для безопасности (охраны) глаза человека имеют брови, ресницы, веки, слёзы.

^ Вибрационная чувствительность по своей природе не имеет установленных анализаторов. Диапазон ощущений высок: от 1 до 10 000 Гц. Наибольшая чувствительность приходится на 200 – 250 Гц. Пороги виброчувствительности различны для различных участков тела. Наиболее чувствительны дистальные (максимально удаленные от центральной оси тела) участки тела, например, кисти рук.

^ Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность механических стимулов (прикосновение, давление). Наиболее чувствительны дистальные части тела (около 500 тыс. точек). На кончиках пальцев рук предел ощущения 3 г/мм2, на тыльной стороне пальцев 5 г/мм2, на тыльной стороне кисти 12 г/мм2, на животе 26 г/мм2, на пятке 250 г/мм2. Временной порог тактильной чувствительности около 0,1 с. Характерная особенность – быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для разных участков тела равно 2 ÷ 20 с.

^ Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией. Температура кожи немного ниже температуры тела и различна для различных участков: на лбу 34 – 35 оС, на лице 20 – 25 оС, на животе около 34 оС, на стопах ног 25 – 27 оС. Средняя температура свободных от одежды участков кожи 30 – 32 оС.

При контактном воздействии на человека тепла (холода) ощущение возникает уже на площади в 1 мм2, при лучевом – начиная с 700 мм2. Латентный (скрытый) период температурного ощущения равен 250 мс. Абсолютный порог относительно физиологического нуля кожи равен для точек тепла 0,2 оС, а для точек холода 0,4 оС. Порог различительной чувствительности 1 оС.

^ Болевая чувствительность возникает в любом анализаторе. Обнаружены свободные нервные окончания в эпителиальном слое кожи, которые являются специальными рецепторами боли. Между тактильными и болевыми рецепторами существуют противоречивые отношения. Наименьшая плотность болевых рецепторов приходится на те участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецепторами, и наоборот. Болевые рецепторы вызывают оборонительные рефлексы, рефлекс удаления от раздражителя. Ощущение боли мобилизует организм на борьбу за самосохранение, перестраивается работа всех систем организма и повышается его активность. Порог боли чувствительности кончиков пальцев 300 г/мм2. Латентный период около 370 мс. Критическая частота слияния дискретных болевых раздражителей 3 Гц. В области боли основной психофизиологический закон не действует.

^ Органическая чувствительность осуществляется рецепторами внутри организма. На основе взаимодействия анализаторов формируются функциональные системы, на работу которых влияют внешние факторы (климат, электромагнитные поля и пр.).

^ Двигательный анализатор контролирует силу сокращения мышц человека в широких пределах. Номинальная сила кисти руки человека 450 – 650 Н. Сила сжатия для правой руки 500 Н, для левой – 450 Н (может быть и в два раза больше). Диапазон скоростей движения рук 0,01 – 8000 см./с. (вертикальные движения быстрее, чем горизонтальные; к себе быстрее, чем от себя).

Для безопасности человека важно его общее функциональное состояние (ФС), которое представляет собой комплекс различных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают его деятельность. Отмечается несколько фаз работоспособности:

^ Фаза мобилизации – рефлекторно повышает тонус центральной нервной системы, обеспечивается собранность, обдумывание.

Первичная реакция – небольшое снижение ФС (несколько минут).

Гиперкомпенсация – приспособление к наиболее экономному режиму.

^ Фаза компенсации – оптимальный режим всех систем, максимальная эффективность.

Фаза субкомпенсации – высокий уровень ФС несколько снижается, обнаруживается начало утомления.

^ Фаза декомпенсации – быстро ухудшается ФС.

Фаза срыва – происходит расстройство регулирующих органов.


1.3. Принципы, методы и средства обеспечения БЖД


Принципы (идеи, мысли, основные положения каких либо событий) и методы (пути, способы достижения целей, исходя из знания закономерностей развития событий) – это логические этапы обеспечения БЖД. Выбор их зависит от конкретных условий деятельности, уровня опасностей, стоимости ущерба и др.

Принципов обеспечения БЖД много. Например, в области охраны труда можно назвать:

- ориентирующие (активность оператора, гуманизация деятельности, изменение нормирования, замена оператора, классификация, снижение опасности и др.).

- технические (блокировки, вакуумирование, герметизация, защита расстоянием, экранировка, слабое звено и др.).

- организационные (защита временем, информация, нормирование, подборка кадров, эргономика и др.).

- управленческие (контроль, обратная связь, ответственность, планирование, стимулирование и др.).

Под управлением БЖД понимается организованное воздействие на систему «человек – среда» с целью достижения заданных результатов. Управление БЖД сводится к переводу объекта из опасного в менее опасное состояние с учетом экономической и технической целесообразности, допустимого риска.

Принципы системности управления сводятся к следующим:

• Принятие решения должно начинаться с выявления и чёткого формулирования конечных целей, всю проблему надо рассматривать как единое целое, необходим анализ альтернативных путей достижения целей, подцели не должны противоречить основной (общей) цели, соблюдать требования реальности, контролируемости.

• Определяются стадии управления БЖД, включая: анализ и оценку состояния объекта; прогнозирование и планирование мероприятий для достижения целей и задач управления; организацию управляемой и управляющей систем; наблюдение и проверку за ходом организации управления; определение эффективности мероприятий; стимулирование для творчества.

• Определяются свойства управления, при этом учитываются: мировоззрение, физиология, психология, социальные аспекты, эргономика, экология, медицинские, правовые, технические аспекты, уровень образования, воспитания, духовность и культура работников, профессиональный отбор, режим труда и отдыха, средства защиты, льготы и др.

• Принимается декомпозиция предметной деятельности и схема проектирования: выделяются элементы, которые позволяют однозначно определить опасности и их сочетание; делается идентификация опасностей, создаваемых каждым элементом; уровни опасностей сравниваются с допустимыми значениями; определяются цели, которые необходимо достичь; делается комплексная оценка БЖД (бальные показатели); производится анализ возможных средств достижения БЖД (методов); делается выбор альтернатив; производится анализ приемлемых методов; производятся расчеты; делается оценка эффективности (технической, социальной, экономической).

В обеспечении БЖД большая роль отводится эргономике, которая изучает функциональные возможности человека в процессе его деятельности с целью создания таких условий, которые делают деятельность эффективной, комфортной для человека.

Успешное функционирование эргатической системы (человек – окружающая среда – машина) достигается в результате совместимостей: информационной, биофизической, энергетической, пространственно-антропометрической и технико-эстетической.

Информационная совместимость необходима, когда оператор удален от управления физическими (технологическими) процессами на значительные расстояния и объекты управления могут быть невидимы, неосязаемы. Оператор работает с приборами, экранами, мнемосхемами и другими устройствами, которые называются средствами отображения информации.

Органы управления, которыми пользуется оператор, в совокупности образуют сенсомоторное поле. Таким образом, информационная модель машины (комплекса) представляет собой объединение средств отображения информации и сенсомоторного поля, в результате чего и осуществляется управление сложными системами.

Информационная модель должна соответствовать психофизиологическим возможностям человека и учитывать эмерджентные свойства эргатических систем (в противоположность аддитивности как сумме частей системы).

Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора.

Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления машиной с оптимальными возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, мощности, скорости и точности.

Пространственно-антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положения (позы) оператора в процессе работы. При решении этой задачи определяются объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и др.

Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека от общения с машиной, от процесса труда. Здесь важная роль отводится художникам-конструкторам, дизайнерам.

Средства обеспечения БЖД делятся, например, на средства коллективной защиты (СКЗ), средства индивидуальной защиты (СИЗ) и подгруппы в зависимости от характера опасностей, а также средства отображения информации, управления и др.

В результате человеческой деятельности происходит формирование и трансформация потоков вещества, энергии и информации. Если не ограничивать величины этих потоков до допустимых значений, то жизнедеятельность людей может становиться опасной. Как правило, остроту опасностей оценивают по результатам воздействия появившихся негативных факторов: числу жертв, потерям качества компонентов биосферы, материальному ущербу. Сформулированные на такой основе защитные мероприятия часто оказываются несвоевременными, недостаточными и, как след­ствие, недостаточно эффективными. Между тем, оценка последствий воздействия негативных факторов по конеч­ному результату приводит к огром­ным издержкам и кризису биосферы.

Для обеспечения безопасности принима­емых решений ещё на стадии их разработки необходимо использовать научный подход, который включает следующие основные этапы:

— идентификация и описание зон воздействия опасностей социо− и техносферы, отдельных её элементов (окружающая среда, предприятия, машины, приборы и т.д.);

— разработка и реализация наиболее эффективных систем и методов защиты от опасностей;

— формирование систем контроля опасностей и управления состо­янием безопасности техносферы;

— разработка и реализация мер по ликвидации последствий про­явления опасностей;

— организация обучения населения основам безопасности и под­готовка специалистов по безопасности жизнедеятельности.

Главная задача науки о безопасности жизнедеятельности — превентивный анализ источников и причин возникновения опасностей, прогнозирование и оценка их воздействия в пространстве и во времени.

Современная теоретическая база БЖД должна содержать[3]:

— методы анализа опасностей, генерируемых элементами технос­феры;

— основы комплексного описания негативных факторов в про­странстве и во времени с учетом возможности их воздей­ствия на человека в техносфере;

— основы формирования исходных показателей экологичности к вновь создаваемым или рекомендуемым элементам техносферы с уче­том ее состояния;

— основы управления показателями безопасности техносферы на базе мониторинга опасностей и применения наиболее эффективных мер и средств защиты;

— основы формирования требований по безопасности деятельно­сти к операторам технических систем и населению техносферы.

В настоящее время негативное влияние техносферы расширилось до пределов, когда объектами защиты стали не только сфера производства но и быт человека и биосфера.

Наиболее значимы проявления опасностей, обусловленные источниками воздействия элементов техносферы с их выбро­сами, сбросами, твердыми отходами, энергетическими полями и излучениями. Идентичность источников воздействия во всех зонах техносферы неизбежно требует формирования общих подходов и ре­шений в таких областях защитной деятельности, как безопасность труда, быта и охрана природной среды. Все это достигается реализацией основных функций БЖД:

— описание жизненного пространства его зонированием по зна­чениям негативных факторов на основе экспертизы источников нега­тивных воздействий, их взаимного расположения и режима действия, а также с учетом климатических, географических и других особенностей региона или зоны деятельности;

— формирование требований безопасности и экологичности к источникам негативных факторов;

— назначение предельно допусти­мых выбросов (ПДВ), сбросов (ПДС), предельно допустимых энергетических воздействий (ПДЭВ), допустимого риска и др.;

— организация мониторинга состояния среды обитания и инспек­ционного контроля источников негативных воздействий;

— разработка и использование средств защиты биосферы;

— реализация мер по ликвидации последствий аварий и других ЧС;

— обучение населения основам БЖД и подготовка специалистов всех уровней и форм деятельности к реализации требований безопас­ности и экологичности.

Основными направлениями практической деятельности в области БЖД являются профилактика причин и предупреждение условий возник­новения опасных ситуаций. Анализ реальных ситуаций, событий и факторов позволяет сформулировать ряд аксиом науки о безопасности жизнеде­ятельности в техносфере [3]:

Аксиома 1. Техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения.

Соблюдение предельно допустимых (пороговых) значений потоков создает безопасные условия жизнедея­тельности человека в жизненном пространстве и снижает до приемлемых значений негативное влияние техносферы на природную среду.

Аксиома 2. Источниками техногенных опасностей являются элемен­ты техносферы.

Опасности возникают при наличии дефектов и иных неисправно­стей в технических системах, при неправильном проектировании и использовании тех­нических систем, а также из-за наличия отходов, сопровождающих эксплуатацию таких систем.

Аксиома 3. Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени.

Для техногенных опасностей характерно негативное длительное или периодическое влия­ние на человека, природную среду и элементы техносферы. Пространственные зоны вред­ных воздействий изменяются в широких пределах от рабочих и бытовых зон до размеров всего земного и околоземного пространства. К по­следним воздействиям относятся выбросы парниковых и озоноразрушающих газов, поступле­ние радиоактивных веществ в атмосферу, эксплуатация космических летательных аппаратов и т.п.

Аксиома 4. Техногенные опас­ности оказывают негативное воздействие на человека, природную среду и элементы техносферы одновременно, если последние оказываются в зоне влияния опасностей.

Аксиома 5. Техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приво­дят к травмам, материальным потерям и деградации природной среды.

При высоких концентрациях вредных веществ или при высоких потоках энергии вредные факторы по характеру своего воздействия могут приближаться к травмоопасным воздействиям. Например, высокие концентрации токсичных веществ в воздухе, воде, пище могут вызывать отравления.

Аксиома 6. Защита от техногенных опасностей достигается совер­шенствованием источников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты, применением защитных мер.

Уменьшить потоки веществ, энергий или информации в зоне деятельности человека можно, регулируя эти потоки на выходе из источника опасности или увеличивая расстояния от источника до человека. Если это практически неосуществимо, то нужно применять защитные меры: защитную технику, организационные мероприятия и т.п.

Аксиома 7. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них - необходимое условие достижения безопасности жиз­недеятельности.

Воздействие вредных техногенных факторов может быть снижено человеком; воздействие техногенных травмоопасных факторов может быть ограничено допустимым риском путем совер­шенствования источников опасностей и применения защитных средств; воздействие естественных опасностей может быть ограничено мерами предупреждения и защиты. Это достижимо только в результате обучения и приобретения опыта на всех этапах образования и практической деятельности человека.

В ка­честве критериев комфортности устанавливают значения температуры воздуха в помещениях, его влажности и подвижности (например, ГОСТ 12.1.005 − 88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»). Условия комфортности достигаются также соблюде­нием нормативных требований к естественному и искусственному освещению помещений и территорий (например, СНиП 23 − 05 − 95 «Естественное и искусственное освещение»). При этом нормируются значения показателей систем освещения.

^ Критериями безопасности техносферы являются ограничения, вво­димые на концентрации веществ, и потоки энергий в жизненном пространстве.

Например, концентрации веществ регламентируют, исходя из предельно допустимых значений концентраций (ПДК) этих веществ в жизненном пространстве:

или

где Сi — концентрация i −го вещества в жизненном пространстве; ПДКi — предельно допустимая концентрация i −го вещества в жизненном пространстве; n − число веществ.

Для потоков энергии допустимые значения (ПДУ) устанавливаются соот­ношениями:

Ii <ПДУi или ,

где Ii интенсивность i−го потока энергии; ПДУiпредельно допу­стимая интенсивность i −го потока энергии.

Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативны­ми актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации. Так, например, применительно к условиям загрязнения производственной и окружающей среды элек­тромагнитными излучениями радиочастотного диапазона действуют Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 − 96.

Концентрация каждого вредного вещества в приземном слое воздуха не должна превышать максимально разовой предельно допустимой кон­центрации, то есть С ≤ ПДКmax, при экспозиции не более 20 мин.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе несколь­ких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их концентрации должны удовлетворять условию в виде:

С1/ПДК12/ПДК2+...+Сn/ПДКn< 1.

ПДК и ПДУ лежат в основе определения предельно допустимых выбросов (сбросов) или предельно допустимых потоков энергии для источников загрязнения среды обитания.

Предельно допустимые выбросы (сбросы) и предельно допустимые уровни излучения энергии источниками загрязнения среды обитания принимаются в настоящее время за критерии экологичности источника воздействия на среду обитания, обуславливают понятие ассимиляционного потенциала биосферы (рис. 3.1).

Вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций применитель­но к техническим объектам и технологиям оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований.

^ Цель количественного анализа − определение величины вероятности наступления нежелательного события, оценка эффективности различных мероприятий, направленных на уменьшение риска, выбор альтернативных решений по отношению "затраты − степень безопасности". Количественный анализ позволяет определить вероятность завершающего головного события, исходя из вероятностей начальных, исходных событий.

Количественную меру исходных событий выбирают из имеющейся статистики о надежности элементов технических систем. Что касается неправильных действий и ошибок человека-оператора, то количественную меру ошибок выбирают, исходя из анализа произошедших случаев травматизма, аварий и т.д. Количественную меру тех или иных исходных событий можно получить и из статистики подобных событий путем анализа схожих ситуаций и проведения экспертных оценок.

^ Качественный и количественный анализ и оценка безопасности базируются на теории риска, которая дает возможность прогнозировать наступление неблагоприятного события (травма, авария, взрыв и др.), обусловленного как техническими причинами, так и ошибочными действиями человека в общей системе "человек − машина − среда". Как правило, рассматриваются следующие вопросы:

1. Общий анализ опасностей.

2. Детальный анализ опасностей.

3. Основные понятия, определения и символы "дерева отказов".

4. Методы построения дерева отказов на этапе качественного анализа.

5. Методы построения дерева отказов на этапе количественного анализа.

Любой производственный комплекс или технологическая система состоит из таких элементов, как различные виды оборудования, материалы, обслуживающий персонал, окру­жающая производственная и природная среда. Опасные состояния вызы­ваются одним или несколькими элементами, приводящими к отказам в системе. При анализе опасностей можно выделить три этапа:

1) идентификация опасностей;

2) логические процедуры формулирования различных вариантов решений и мероприятий;

3) выбор наилучшего решения для обеспечения безопас­ности.

Стадия идентификации опасностей выполняется на основе качественного анализа. Первый шаг к ликвидации опасностей − их выявление. Анализ включает определение потенциальных источников опасности, которые могут вызвать аварии. Оценка каждой опасности включает изучение вероятности ее появления, а также серьезности травм или повреждений, к которым может привести авария. Прежде всего должны устраняться серьезные опасности.

Качественный анализ выявления опасностей включает их ранжирование по четырем разделам: серьезность, вероятность, затраты, действия. Каждый из этих разделов имеет несколько категорий:

Серьезность: Вероятность:


1. Вызывающая беспокойство 1. Небольшая

2. Предельно допустимая 2. Умеренная

3. Критическая 3. Значительная

4. Катастрофическая 4. Неотвратимая.

Затраты: Действия:

1. Недопустимые 1. Несрочные

2. Требуется анализ 2. Предельные

3. Значительные 3. Достаточно быстрые

4. Номинальные 4. Немедленные

Идентифицированная опасность в результате анализа имеет итоговую характеристику в виде сочетания различных категорий всех четырех разделов. После выявления и ранжирования опасностей переходят к детальному анализу опасностей.

В настоящее время существует несколько методов анализа опасностей и степени риска. Один из них называется методом структурных схем. По этому методу изучаемый объект представляется в виде системы элементов, для которых определяется количественная мера вероятности отказов.

Анализ с помощью дерева событий применяется для определения основных последовательностей и альтернативных результатов отказов, но не пригоден для параллельных схем соединения элементов.

Анализ последствий по видам отказов ориентирован в основном на аппаратуру и оборудование и не учитывает сочетания отказов и человеческого фактора.

Наиболее востребованным является анализ с помощью «дерева отказов». Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:

- четкая ориентация на отыскание отказов, выходов из строя;

- учет отказов оборудования и человеческого фактора (ошибки, неправильные решения, нарушения технологий и др.) в системе «человек − машина»;

- наличие графического материала дает большую наглядность, что позволяет проникнуть в процесс работы системы и поочередно детально анализировать отдельные элементы системы и отдельные отказы;

- возможность эффективного качественного и количест­венного анализа риска,

^ Основные понятия, определения и символы «дерева отказов»:

Событие происшествие, явление, которое произошло в системе или элементе. Любое событие, происходящее в системе, имеет только два состояния − либо появляется, либо не появляется с определенной вероятностью. Событие не обязательно связано с отказом или неисправностью. Оно может появиться и при нормальном состоянии системы. Различают несколько разновидностей событий:

• Нормальное событие − событие, которое может появиться или не появиться в определенное время. Если это существенно, необходимо оговаривать время появления нормального события, например, в логистических операциях и ориентированных графах. Если это событие произошло не вовремя, то оно может считаться отказом.

• Отказ − событие, характеризуемое тем, что одно из двух его возможных состояний связано с ненормальной работой системы из-за поломки, дефекта или ошибки.

• Первичное событие (первичный отказ) − событие, вызванное особенностями самого компонента, элемента. Это его нерабочее состояние (например, отказ лампы, связанный с перегоранием нити накала и др.).

• Вторичное событие (вторичный отказ) − событие, вызванное внешней причиной (например, отказ лампы, связанный со скачком напряжения и др.).

• Головное, или результирующее, событие на вершине дерева − наступает в результате конкретной комбинации различных исходных событий. Обычно это результирующий отказ, приводящий систему к неблагоприятному, нежелательному состоянию, выявляемому априорно или апостериорно.

• Неполное событие − событие, причины которого выявлены неполностью. Это может быть обусловлено либо отсутствием необходимой информации, либо само событие в результате анализа не представляет особого интереса.

Отношения между различными событиями связываются логическими операциями «И» и «ИЛИ», которые обозначаются в виде:



По схеме «И» сигнал на выходе появляется только тогда, когда поступают все входные сигналы. По схеме «ИЛИ» сигнал на выходе появляется при поступлении хотя бы одного сигнала.

При построении дерева отказов часто используются следующие символы событий:




В некоторых случаях при исполнении операции «И» важна последовательность появления событий на входе. Может быть также операция «Исключающая ИЛИ», где только один из входов приводит к появлению выходного события, но при одновременном появлении событий на входе выходное событие не происходит. В этих ситуациях операции «И» и «ИЛИ» снабжаются дополнительными символами в виде овалов, располагаемых сбоку. Внутри овала помещается пояснение, комментарий:



Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа, включающих несколько процедур. Процесс синтеза включает процедуры:

• Определяется наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы (например взрывы, загорания, поражения электротоком, выброс токсичных веществ и др.).

• События разделяются на группы, которые формируются по некоторым общим признакам, например, по одинаковым причинам возникновения (организационные, технические причины; среди технических могут быть неисправности электрических, гидравлических систем и т.д.).

• С учетом общих признаков выделяется одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Это событие будет головным и должно рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов. В последующем такие деревья отказов по отдельным группам будут соединяться логическими операциями в общее дерево отказов.

Процесс анализа проводится в обратной последова­тельности, методом дедукции по схеме «сверху – вниз» и включает следующие процедуры.

• Выбирается головное событие, которое должно быть предотвращено. В одной системе могут рассматриваться несколько головных событий, являющихся вершинами различных групп событий.

• Отбираются все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.

• Определяются отношения между вызывающими и го­ловными событиями, в терминах логических операций «И» и «ИЛИ».

• Принимаются исходные значения величин, которые необходимы для дальнейшего анализа каждого из событий, выявленных на этапе 2 и 3. Для каждого вызывающего события повторяют этапы 2 и 3, при этом термин «головное событие» теперь будет относиться к данному событию-причине, которое продолжают анализировать.

• Этапы 2,З,4 продолжаются до тех пор, пока все события не выразятся через основные события либо окажется нецелесообразным дальнейшее дробление из-за незначительности события, отсутствия данных и т.п.

• События представляются в виде диаграммы, при этом используются символы событий и условные операторы «И» и «ИЛИ». Для каждой системы обычно строится несколько деревьев отказов для различных категорий головных событий, имеющих разные последствия по серьезности.

Рассмотрим несколько примеров построения деревьев отказов [1].

Пример 1. Проведем анализ несоответствия в помещении параметров микроклимата по температуре. Допустим, что температура в помещении ниже требуемой температуры по нормативам, т.е. в помещении холодно (рис.1.1). Головное событие (температура в помещении ниже нормального значения) возможно только при совпадении двух событий: пониженная температура окружающей среды вне помещения и недостаточное поступление тепла в помещение. Пониженная температура на улице определяется сезонными климатическими изменениями и, как нормальное событие, может обозначаться символом «домик», хотя может быть изображено в ромбе, так как оно дальше не анализируется.

Другая ветвь событий обусловлена недостаточным поступлением тепла в помещение. События, приводящие к этому, обозначены на схеме и в дополнительных пояснениях не нуждаются. Можно только отметить, что исходные события помещены в прямоугольники, так как каждый из них может анализироваться дальше, выступая в роли головного события.




Рис. 1.1. Анализ параметров микроклимата по температуре





страница1/19
Дата конвертации05.11.2013
Размер6,7 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы