Теоретические основы менеджмента техногенного риска

На правах рукописи

Белов Петр Григорьевич

Теоретические основы менеджмента техногенного риска

05.26.03 – «Пожарная и промышленная безопасность

(по химической технологии)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук

Москва – 2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «МАТИ» - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

Буйновский Станислав Николаевич,

доктор технических наук, профессор

Радаев Николай Николаевич,

доктор технических наук

Швецова-Шиловская Татьяна Николаевна.

Ведущая организация Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва

Защита состоится 24 октября 2007 в 12 часов 30 минут

на заседании диссертационного совета Д 417.001.01 при
ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность» по адресу: 105066, г. Москва,
ул. А. Лукьянова, д.4, корп.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность».

Автореферат разослан «21» сентября 2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Колесникова Е.М.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность работы. За последнюю четверть ХХ века зарегистрировано более 60%, а в 80-е годы – 33% от самых крупных происшествий прошлого столетия. При этом ущерб от аварийности, травматизма и профессиональной заболеваемости на производстве достигал 7-10% валового национального продукта промышленно развитых государств, а экологическое загрязнение и несовершенная техника безопасности явились причиной преждевременной смерти примерно 20-30% мужчин и 10-20% женщин. Что касается промышленного сектора, то особенно негативное воздействие на людей и природу дают химическая и смежные с ней отрасли промышленности России. Например, на их опасных производственных объектах (ОПО) ныне зарегистрирован самый высокий риск гибели людей в несчастных случаях.

Несмотря на существенный вклад исследований Баратова А.Н., Бесчастнова М.В., Брушлинского Н.Н., Горского В.Г., Егорова А.Ф., Едигарова А.С., Елохина А.Н., Измалкова В.И., Кафарова В.В., Легасова В.А., Махутова Н.А., Мешалкина В.П., Муромцева Ю.Л., Можаева А.С., Палюха Б.В., Потехина Г.С., Рябинина И.А., Сафонова В.С., Тарасовой Н.П., Швецовой-Шиловской Т.Н., Cramer J.J., Greenberg H.R. и других ученых, проводимая в этих отраслях научная работа пока не привела к созданию единой методологии обеспечения безопасности их ОПО, а организация обеспечения охраны труда, промышленной и экологической безопасности страдает из-за ведомственных барьеров. Как итог – сегодня там отсутствуют не только методики обоснования, обеспечения, контроля и поддержания социально-приемлемого техногенного риска, но также общепринятые количественные показатели и критерии его оценки.

1.2. Цель, объект, предмет и задачи исследования. Исходя из вышеизложенного, цель диссертационной работы заключалась в разработке теоретических основ менеджмента техногенного риска (МТР) на ОПО химической отрасли – как новой информационной технологии управления процессом обеспечения их производственно-экологической безопасности (ПЭБ) на основе концепции социально-приемлемого техногенного риска. В качестве объекта исследования выбрана система «администрация ОПО - его химико-технологические установки», интерпретируемые как организационная и человекомашинная системы (ЧМС), а предмета – объективные закономерности прогнозирования и регулирования техногенного риска администрацией этих ОПО. Основными задачами диссертационного исследования явились:

1. Разработка методологических основ МТР на ОПО химической и смежных с нею отраслей промышленности. При этом решаемые их администрацией задачи были разделены на две группы: а) прогнозирование показателей техногенного риска химико-технологических установок (ХТУ), б) его регулирование для поддержания приемлемого для нее уровня ПЭБ.

2. Обоснование состава моделей и методов, наиболее пригодных для прогнозирования таких количественных параметров риска, как а) мера возможности появления в ХТУ аварийных происшествий, б) мера результата (размер ущерба и время до) проявления техногенного риска в форме аварийных и иных вредных выбросов части обращающегося в ХТУ энергозапаса.

3. Разработка методологии программно-целевого регулирования техногенного риска (ПЦРТР) на ОПО химической отрасли, реализуемой на стадиях 1) стратегического планирования и 2) оперативного управления путем постановки и решения следующих четырех задач: а) обоснование, б) обеспечение, в) контроль и д) поддержание приемлемой для администрации ОПО вероятности появления в ХТУ техногенных происшествий конкретного типа.

4. Проведение ситуационных исследований для апробации и обоснования области предпочтительного применения моделей и методов, рекомендуемых для системного прогнозирования и регулирования техногенного риска, а также формулирование и верификация основанных на них методик, пригодных для постановки и решения соответствующих задач МТР.

1.3. Научная новизна. Сопоставление известных и полученных в диссертации результатов позволяет утверждать об оригинальности следующих ее положений:

1. Концептуально-методологические основы МТР – а) энергоэнтропийная концепция (ЭЭК) и классификация объективно существующих опасностей; б) определения базовых категорий: производственно-экологическая безопасность, техногенный риск, менеджмент техногенного риска, его объект, этапы и задачи; в) наиболее общие принципы и методы МТР; г) концепция системы МТР: структура, цель, задачи, показатели и критерии оценки.

2. Методология прогнозирования техногенного риска на ОПО: а) обобщенная структура данного процесса; б) универсальный подход к прогнозированию риска техногенных происшествий на основе единого класса моделей типа «диаграмма причинно-следственных связей» (ДПСС); в) универсальный подход к прогнозированию техногенного ущерба путем четырехступенчатой декомпозиции процесса его причинения; г) состав и области предпочтительного использования конкретных моделей и методов прогнозирования риска; д) процедура качественного и количественного анализа выбранных моделей с целью выявления закономерностей проявления риска и оценки его параметров; ж) совокупность оригинальных моделей появления происшествий типа «дерево», «потоковый граф» и «сеть стохастической структуры», пригодных для прогноза и снижения техногенного риска при функционировании ХТУ.

3. Методология программно-целевого регулирования техногенного риска администрацией ОПО: а) концепция программно-целевого подхода к снижению такого риска до приемлемого для нее уровня; б) состав и постановка задач, решаемых при стратегическом планировании и оперативном управлении данным процессом с целью обоснования, обеспечения, контроля и поддержания приемлемой вероятности происшествий на ОПО; г) технология и результаты решения новыми и известными способами всех этих задач при проектировании и изготовлении ХТУ, отборе и подготовке эксплуатирующего их персонала; д) организация статистического оценивания и поддержания приемлемого техногенного риска обучением и оснащением персонала средствами защиты; е) технология оценки и оптимизации контрольно-профилактических мероприятий по снижению и перераспределению техногенного риска, с учетом страхования.

1.4. Особую практическую ценность теоретических основ МТР на ОПО представляют:

а) методология системного прогнозирования и регулирования техногенного риска администрацией ОПО, представляющая базис такой новой информационной технологии, которая использует современные математические и машинные методы для априорной оценки и оперативной разработки мероприятий, позволяющих снизить до приемлемого уровня техногенный ущерб от аварийных и иных вредных выбросов накопленного там энергозапаса;

б) технология обоснования, контроля, обеспечения и поддержания приемлемых для администрации ОПО параметров техногенного риска, позволяющая усовершенствовать оперативное управление разработкой и реализацией там таких целевых программ, которые направлены на повышение уровня безопасности наиболее ответственных технологических процессов;

в) способы снижения параметров техногенного риска за счет совершенствования профотбора и обучения персонала ОПО, количественной оценки параметров средств защиты и вредности рабочей среды, оптимизации контрольно-профилактической работы и перераспределения риска путем страхования, позволяющие не только уменьшить число и тяжесть техногенных происшествий, но и улучшить технико-экономические показатели промышленного производства;

г) возможность интеграции МТР в общий менеджмент администрации ОПО, позволяющая консолидировать ее ныне разобщенные усилия по обеспечению пожарной, промышленной и экологической безопасности, гражданской защите, охране труда и предупреждению чрезвычайных ситуаций, что обеспечит не только сокращение численности занятого этим персонала и экономию соответствующих средств, но и снижение возможного техногенного ущерба.

1.5. Апробация и реализация результатов. Основные положения диссертации прошли апробацию в Государственной научно-технической программе "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф", а также в публикациях и выступлениях на следующих научно-практических форумах:

1. Международные, всесоюзные и федеральные симпозиумы,

научно-практические конференции и семинары (школы-семинары):

1. "Проектирование, оценка и оптимизация функционирования систем "человек-техника" – г. Севастополь, ноябрь 1983, апрель 1984 и 1985, сентябрь 1988 и 1989 г. 2. "Эргономика и эффективность систем "человек-техника" – г. Игналина, Литовской ССР, июнь 1985 г. 3. "Эффективность, надежность и качество систем "человек-техника" – г. Тбилиси, сентябрь 1987 г. 4. "Автоматизация научных исследований, эргономического проектирования и испытаний человекомашинных систем" – г. Ленинград, ноябрь 1988 г. 5. "Применение ЭВМ в охране труда" – г. Херсон, сентябрь 1988 г. 6. "Охрана труда и производственной среды на предприятиях г. Москвы" – г. Москва, сентябрь 1992 г. 7. "Безопасность и риск: предупреждение индустриального риска" – г. Москва, апрель 1991 и сентябрь 1992 г. 8. "Экологическое образование и воспитание" – г. Москва, июнь 1998 г. 9. "АВИА-99" – Киев, октябрь 1999 г. 10. «Моделирование и анализ безопасности, риска и качества сложных систем» – Санкт-Петербург, июнь 2001 и июль 2002 г. 11. «Надежность и качество функционирования систем» – г. Москва, сентябрь 1994 и 1998 г., июнь 2000 г., октябрь 2005 г., январь 2007 г. 12. «Актуальные проблемы гражданской защиты» – г. Москва, апрель 2006 г. 13. «Металл оборудования ТЭС. Проблемы и перспективы» – г. Москва, октябрь 2006 г. 14. «Безопасность движения поездов» – г. Москва, октябрь 2006 г. 15. «Анализ и регулирование риска в теплоэнергетике» – г. Москва, декабрь 2006 г. 16. «Управление безопасностью сложных систем» – г. Москва, декабрь 2006 г. 17. «Техногенные катастрофы и проблемы безопасности» – г. Москва, апрель 2007 г. 18. «Образовательная область «Безопасность жизнедеятельности» – г. Москва, май 2007 г.

2. Координационные научно-методические советы,

научно-технические семинары, заседания постоянно-действующих рабочих групп и кафедр

1. Главное управление МО СССР – июнь 1986 г. 2. Головной НИИ МО СССР – май 1987 г. 3. Военная академия им. Ф.Э. Дзержинского – декабрь 1986, март и ноябрь 1987 г., февраль и март 1989, февраль 1990 г. 4. Московский институт народного хозяйства им. Г.В. Плеханова – июнь 1991 г. 5. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики АН СССР – март, июль 1991 г. 6. Всесоюзный НИИ системных исследований АН СССР – май 1991 г. 7. Всесоюзный НИИ эксплуатации атомных электростанций – март 1991 г. 8. Верховный совет Российской федерации – март 1992 г. 9. Институт машиноведения АН СССР (РАН) – апрель 1991, февраль 1994, ноябрь 2005 г. 10. Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова – май 1991 г. 11. Академия гражданской защиты МЧС РФ – апрель 1998 г. 12. Академия труда и социальных отношений ВЦСПС (АТиСО) – июнь 1991 и май 2000 г. 13. Московский инженерно-физический институт – февраль 1992 и ноябрь 1998 г. 14. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана – ноябрь 1993, ноябрь 1996, январь 1998, февраль и апрель 2001 г., май 2007 г. 15. Научно-технический центр «Промышленная безопасность» при Госгортехнадзоре Российской федерации – ноябрь 2003 г. 16. Политехнический музей – январь 1998 г. 17. Рабочая группа по риску и безопасности при Президенте РАН – июль 2000 г. 18. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева – ноябрь 2003 г. 19. Государственная Дума и Совет Федерации Федерального собрания РФ – ноябрь 1996, сентябрь и ноябрь 2000, апрель и май 2001, июнь и октябрь 2002, май 2004 и январь 2005 г. 20. Центр стратегических исследований МЧС РФ – апрель 2002, ноябрь 2003, ноябрь 2004, октябрь 2005, апрель 2006 и 2007 г. 21. Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт – март 2006 г. 22. Институт проблем управления РАН – декабрь 2006 г.

Полученные автором результаты по теме диссертации опубликованы в более 100 научных трудах, и реализованы при а) разработке «Методических указаний по проведению анализа риска ОПО» (РД 03-418-01), стандарта РАО ЕЭС «Тепловые электрические станции. Методика оценки состояния основного оборудования», «Методического руководства по оценке риска ООО «Уральская сталь», «Специальных технических условий проектирования «Анализ риска ОПО проекта Сахалин-II», «Методических рекомендаций по снижению и перераспределению социально-экономического ущерба от аварий и несчастных случаев на железнодорожном транспорте»; б) организации и обеспечении учебно-воспитательного процесса со студентами вузов, обучающимися по специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

1.6. На защиту выносятся следующие основные положения диссертационной работы:

а) методологические основы МТР, включающие ЭЭК и классификацию объективно существующих опасностей, базовые принципы снижения обусловленного ими техногенного риска на ОПО, концепцию системы МТР на предприятиях химической и в смежных с ней отраслях промышленности: объект и структуру, цель и задачи, показатели и критерии оценки качества;

б) методология прогнозирования вероятности появления техногенных происшествий на ОПО, содержащая совокупность рекомендаций по а) моделированию процесса их возникновения с помощью ДПСС, б) системному (качественному и количественному) анализу данных графических моделей и соответствующих им – аналитических и алгоритмических, в) созданию основанных на них методик её априорной оценки и уточнению сфер их применимости;

в) методология прогнозирования техногенного ущерба от аварийных и иных выбросов энергии или вредного вещества ОПО, декомпозирующая соответствующий процесс на четыре типовых этапа (расконсервация, трансляция, трансформация, адсорбция их энергозапаса) и регламентирующая порядок априорной и апостериорной оценке учитываемых параметров;

г) методология программно-целевого регулирования техногенного риска, реализуемая администрацией ОПО в рамках соответствующего менеджмента: а) на этапах стратегического планирования и оперативного управления; б) путем обоснования, обеспечения, контроля и поддержания приемлемой для нее вероятности конкретных техногенных происшествий;

д) совокупность моделей и методов, предлагаемых для решения таких важных задач МТР на ОПО химической и смежных с нею отраслях промышленности, как идентификация источников техногенного риска, прогнозирование, нормирование и статистический контроль его параметров, оценка и оптимизация мероприятий по их поддержанию на приемлемом уровне.

1.7. Структура диссертации включает четыре части, введение, заключение и приложение. В первой части изложены методологические основы МТР; во второй и третьей – методы априорной и апостериорной оценки мер возможности и результата проявления техногенного риска в форме аварийных и иных вредных выбросов ОПО; в четвертой – методология программно-целевого регулирования показателей техногенного риска. В приложении приведены справочные данные и дано описание экспертной системы, решающей задачи МТР.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В диссертации изложены основы методологии и технологии прогнозирования и программно-целевого регулирования техногенного риска, базирующиеся на энергоэнтропийной концепции.

2.1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕНЕДЖМЕНТА ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

2.1.1. Причины и факторы аварийности и травматизма. Главную опасность ОПО химической и смежных отраслей промышленности представляют аварийные и иные выбросы части обращающихся там запасов энергии и ВВ. При этом появление аварийных выбросов можно интерпретировать потоками случайных редких событий, вызванных причинной цепью предпосылок (ПЦП) – ошибками людей, отказами техники и/или нерасчетными внешними воздействиями. Способствующие им факторы – низкие надежность и эргономичность технологического оборудования ОПО, технологическая недисциплинированность и неверные действия их персонала в нестандартных ситуациях, некачественная организация труда и дискомфортность рабочей среды. К косвенным факторам относятся также отсутствие единой методологии предупреждения и снижения тяжести техногенных происшествий, обособленность работ по охране труда, обеспечению промышленной и экологической безопасности.

2.1.2. Энергоэнтропийная концепция и классификация объективно существующих опасностей. Решение проблемы потребовало уточнения представлений о природе аварийности и травматизма, позволяющих обосновать объект и методы соответствующей деятельности. Исходя из этого, в работе сформулирована ЭЭК, сущность которой состоит в следующем:

1. Эксплуатация ОПО потенциально опасна, так как связана с проведением технологических процессов, а последние – с энергопотреблением и использованием вредных или аварийно химически опасных веществ (АХОВ).

2. Опасность проявляется в результате несанкционированного или неуправляемого выхода энергии, накопленной в технологическом оборудовании, вредных веществах (ВВ), непосредственно в самих работающих или во внешней относительно людей и техники среде.

3. Внезапный выход накопленного на ОПО запаса энергии или ВВ может сопровождаться техногенными происшествиями с гибелью или травмированием людей, повреждениями оборудования и загрязнением окружающей природной среды.

4. Такие происшествия вызваны цепями предпосылок, приводящими к потере управления технологическим процессом, нежелательному выбросу используемых в нем энергии или ВВ, их воздействию на людей, оборудование и объекты окружающей среды.

5. Инициаторами и звеньями ПЦП являются ошибочные и несанкционированные действия людей, неисправности и отказы технологического оборудования, а также нерасчетные воздействия на них извне.