Класифікаційні суспільства та їх роль у забезпеченні безпеки мореплавства

Заметим, что при такой трактовке не всякая деятельность в условиях опасности расценивается как проявление риска. Так, управление судном в прибрежном плавании при сложных метеорологических условиях еще нельзя оценивать как рискованное поведение экипажа, поскольку он просто оказался в условиях опасности. В то же время принятие решения о продолжении движения в сложных условиях плавания (а не остановка судна) уже будет рискованным действием, поскольку является осознанным выбором, и в нем есть опасность в случае неудачи оказаться в худшем положении, чем в случае остановки судна.

Вместе с тем мы всегда должны помнить, что риском можно и нужно управлять, предпринимая определенные действия. Мореплавание -- это «управляемый риск». Например, при плавании в условиях ограниченной видимости, такими действиями являются: оповещение капитана судна; уменьшение скорости движения; определение фактической дальности видимости; ведение непрерывного радиолокационного наблюдения; выставление на баке впередсмотрящего; включение бортовых огней; подача звуковых сигналов и т. д.

Второй пример снижения риска, в отношении нанесенного ущерба, основывается на том, что часть риска можно передать другому лицу (компании). Для этого судовладелец, а вместе с ним и грузоотправитель, могут застраховать свое судно и перевозимый груз на случай непредвиденных обстоятельств.

Анализ риска выполняется с использованием статистических данных. В его задачи входит построение логического дерева отказов, моделирование аварийных ситуаций, рас смотрение последствий отказов. На этом этапе дается описание причин возникновения аварийных ситуаций и их последствий.

Оценка риска и его последствий осуществляется расчетным путем. Последствия отказов оцениваются в наиболее приемлемых единицах (человеческие жертвы, денежные единицы). Для оценки риска формулируются критерии и нормы безопасности.

Наиболее общим определением риска признается такое: риск - это количественная оценка опасности (R), отношение числа имевших место неблагоприятных последствий (n) к их возможному числу (N) за определенный период; т.е. определяя риск, необходимо указывать класс последствий, ответить на вопрос - риск чего?

Таким образом, можно рассчитать численное значение общего риска гибели человека в дорожно-транспортных происшествиях, при полетах на самолете, во время работы на морских судах и т. п.

Прежде чем перейти к рассмотрению других аспектов проблемы риска, приведем примеры.

Пример 1. Определить риск R_пр гибели человека на производстве в нашей стране за 1 год, если известно, что ежегодно погибает около п = 2 тыс. человек, а численность работающих составляет, примерно, N= 18.5 млн. человек:

Пример 2. Ежегодно на море вследствие различных причин погибает 1 человек из 2000 моряков, работающих на судах. Всего плавсостав Мирового флота составляет 1200000 че ловек. Определить риск Rгм гибели человека на судах Мирового флота.

человек,

По данным, опубликованным в США, значения общего риска R гибели человека на разных видах транспорта за годичный период составляют: на автомобильном - 3?10^-4; на водном - 9?10^-6 на воздушном - 9?10^-6 на железнодорожном - 4?10^-6.

Как видно, наиболее опасным для человека в этой стране является автомобильный транспорт, на втором месте - воздушный и водный. То есть, из миллиона человек, связанных с работой по использованию и обслуживанию водного транспорта, ежегодно погибают примерно 9 человек. Максимально приемлемым уровнем общего риска гибели человека в Развитых странах мира принята величина R_общ = 1?10^-6 в год. Ориентировочный расчет риска гибели человека-члена экипажа морского судна дает значение R= 5?10^-4, т. е. из каждых 10 тысяч моряков ежегодно погибают по разным причинам примерно 5 человек.

Различают индивидуальный и социальный риск. Индивидуальный риск характеризует опасность определенного вида для отдельного индивидуума.

Социальный (групповой) - это риск для группы людей, устанавливающий зависимость между частотой событий и числом пораженных при этом людей.

Анализ и оценка риска. Обычно выделяют 4 подхода к анализу и оценке риска.

1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, вероятностный анализ безопасности, построение деревьев опасности.

2. Модельный, основанный на построении моделей воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т. и. Эти методы основаны на расчетах, для которых не всегда есть данные.

3. Экспертный, когда вероятность различных событий определяется на основе опроса опытных специалистов, т. е. экспертов,

4. Социологический, основанный на опросе населения.

Перечисленные методы отражают разные аспекты риска. Поэтому по возможности применять их необходимо в комплексе.

Концепция приемлемого (допустимого) риска.

Традиционная техника безопасности базируется на категорическом императиве - обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция неадекватна законам техносферы. Восприятие абсолютной безопасности может обернуться для неподготовленных людей трагедией потому, что обеспечить нулевой риск в действующих системах невозможно. В связи с этим современный мир руководствуется концепцией приемлемого (допустимого) риска. Прежде всего, потому, что экономические возможности повышения безопасности технических систем не безграничны.

Приемлемый риск, базируясь на технических, экономических, социальных и политических аспектах, является компромиссом между уровнем безопасности и возможностями ее достижения.

Суммарный риск имеет допустимый минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Это обстоятельство и нужно учитывать, при выборе риска, с которым общество пока вынуждено мириться.

В некоторых странах, например в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке. Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели обычно считается 1?10^-6 в год.

Концепция приемлемого риска в нашей стране пока не реализована. Более того, некоторые специалисты подвергают ее критике, усматривая в ней антигуманный подход к проблеме. На самом деле, приемлемые риски на 2-3 порядка'«строже» фактических. Следовательно, введение приемлемых рисков является акцией, прямо направленной на защиту человека.

Управление риском. Как правило, повышение уровня безопасности осуществляют в следующих трех направлениях:

а) совершенствование технических систем и объектов;

б) подготовка персонала;

в) предупреждение чрезвычайных ситуаций.

Затраты будут определяться соотношением весовых коэффициентов по каждому на правлению. Для их определения необходим специальный анализ конкретных данных и условий. В основе управления риском лежит методика сравнения затрат и получаемых выгод от снижения риска.

Для расчета риска необходимы обоснованные данные. Острая потребность в статистических данных в настоящее время признана во всем мире. Необходима тщательно аргументированная разработка и создание банков данных, в условиях предприятия, отрасли, региона и т.д.

Для сравнения риска и выгод многие специалисты предлагают ввести финансовую меру человеческой жизни. Такой подход вызывает возражение среди определенного круга лиц, которые утверждают, что человеческая жизнь свята и финансовые сделки недопустимы.

Однако на практике постоянно возникает необходимость такой оценки, именно в целях безопасности людей, если вопрос ставится так: «Сколько надо израсходовать средств, чтобы спасти человеческую жизнь?» По зарубежным исследованиям человеческая жизнь оценивается от 650 тыс. до 7млн. долл. США.

Оценка риска и его последствий осуществляется расчетным путем. Последствия отказов оцениваются в наиболее приемлемых единицах (человеческие жертвы, экономический ущерб). Для оценки риска формулируются критерии и нормы безопасности.

2. Разработка планов проведения судовых операций

Каждый должен планировать свою работу на судне и следовать этому плану. Планирование и выполнение должны быть задокументированы.

Требование МКУБ к разработке и обеспечению планов судовых операций изложено в следующем контексте: Компания должна установить процедуры подготовки планов и инструкций относительно проведения ключевых операций на судне, касающихся безопасности судна и предотвращения загрязнения. Различные связанные с этим задачи должны быть определены и поручены квалифицированному персоналу.

Подробные разъяснения по поводу толкования соответствующих определений в части разработки планов судовых операций представлены в изданных Международной Ассоциацией Классификационных Обществ (МАКО) - International Association of Classification Societies (IACS) «No. 41 Guidance for IACS Auditors to the ISM Code», в контексте которых планами проведения судовых операций являются документально оформленные процедуры выполнения судовых операций, относящихся к обеспечению безопасности судна, экипажа и груза, а также к предотвращению загрязнения. А под планами и инструкциями подразумеваются планы, процедуры, инструкции и проверочные листы (чек-листы), предназначенные для управления мероприятиями, относящимися к обеспечению безопасной эксплуатации судов и предотвращению загрязнения.

Ключевые судовые операции (key shipboard operations) означают:

* операции, для которых обязательные нормы и правила устанавливают требования к их проведению или требования к составлению планов, процедур, инструкций, отчетных Документов и проверочных листов (чек-листов);

* операции, которые установлены Компанией, связаны с особенностями судна и могут повлиять на его безопасную эксплуатацию и предотвращение загрязнения;

* операции, для которых безопасная практика их проведения и безопасная окружающая среда регламентированы ИМО, Администрациями, классификационными обществами ^и Другими организациями морской отрасли;

* операции, которые в случае, если они не будут управляться посредством планов и инструкций, могут создать опасные ситуации.

Обычными (normal) операциями являются операции, обеспечивающие функционирование СУБ (например, ознакомление членов экипажа с судном, досмотр судна с целью обнаружения посторонних лиц и предметов, контроль документации СУБ, внутренние про верки СУБ и пр.).

Специальными или особыми (special) операциями являются операции, при которых ошибки могут стать явными только после того, как они привели к возникновению аварий ной ситуации или несчастного случая (например, организация вахтенной службы на ходу и на стоянке, прием-высадка лоцмана, постановка на якорь, грузовые операции, укладка и крепление груза, швартовные операции, ремонт и докование судна, ремонт оборудования и др.).

Критическими (critical) операциями являются операции, при которых ошибки могут вызвать аварийную ситуацию для судна, людей, груза и окружающей среды или несчастный случай.

Для примера приведем перечень критических судовых операций, идентифицированных в рамках Системы Управления безопасностью (СУБ), качеством и охраной окружаю щей среды одной из судоходных компаний, а именно:

* плавание в стесненных условиях и районах интенсивного судоходства;

* плавание в узкостях, проливах и каналах;

* плавание в реках и прохождение шлюзов;

* плавание в условиях ограниченной видимости;

* плавание в тяжелых погодных условиях;

* плавание во льдах;

* плавание в условиях буксировки;

* перевозка опасных грузов и вредных веществ;

* грузовые операции;

* бункеровка судна;

* вход и работа в замкнутых пространствах;

* работы на высоте.

* работы за бортом.

* спуск и подъем спасательных шлюпок.

* мойка и дегазация топливных и балластных танков.

* подготовка и эксплуатация судовых технических средств (СТС).

* эксплуатация главного двигателя при выходе из строя, одного или более цилиндров, газотурбонагнетателя;

* работа в картере и цилиндре ГД.

* предотвращение и ликвидация возгорания в подпоршневых пространствах ГД.

* предотвращение повреждения механизмов, разрыва трубопроводов и систем под давлением (котлов, воздушных и холодильных компрессоров, баллонов, теплообменных аппаратов и их систем и т.п.);

* предотвращение утечки и действия в случае утечки воды из котла;

* безопасные зарядка, разрядка и хранение аккумуляторов.

Аварийной или чрезвычайной (emergency) ситуацией является ситуация, которая привела к потере или повреждению судна, груза, оборудования или другого имущества, к загрязнению окружающей среды, а также к гибели или травматизму людей (например, взрыв, пожар, повреждение ГД, внезапный крен судна, течь, посадка на мель, смещение груза, выход из строя рулевого устройства и/или гирокомпаса, обесточивание судна, чело век за бортом, несчастный случай, безбилетные пассажиры и невозвращенцы, угроза нападения или нападение злоумышленников и пр.).

Опасной (hazardous) ситуацией является ситуация, которую удалось взять под контроль на грани аварии, несчастного случая или загрязнения окружающей среды, иногда называется "граничащая с потерей" (near miss).

В издании ICS/ISF «Guidelines on the application of the IMO International Safety Management (ISM) Code», приводится перечень судовых операций, для которых рекомендуется разрабатывать операционные процедуры в документальном виде. Этот перечень разбит на следующие основные группы судовых операций, а именно:

* общие;

* судно в порту;

* подготовка судна к выходу в море;

* судно в море;

* подготовка судна к заходу в порт.

В соответствии с требованиями СУБ на каждом судне компании должен быть Комитет по Безопасности и Управлению (КБУ), сформированный и возглавляемый капитаном.

Основная цель КБУ - повышение знаний экипажа по вопросам охраны здоровья безопасности и охраны окружающей среды.

Работы, выполняемые на судне, могут быть опасными, если:

* оборудование имеет дефекты или некорректно используется;

* средства и материалы имеют дефекты;

* место работы забрызгано грязью, маслом или водой;

* нарушены правила техники безопасности.

При выполнении работ должны быть соблюдены следующие меры предосторожности:

* место работы должно быть чистым от выступающих частей, низко расположено и ограждено соответствующими предупреждающими знаками;

* палубы и проходы должны держаться в чистоте и быть свободными от скользких веществ;

* гидравлические трубы на палубе должны тестироваться регулярно для предотвращения течи масла;

* в холодных климатических районах специальное внимание должно быть уделено проходам для предотвращения образования льда;

* мусор должен быть убран с палуб;

* потрескавшаяся краска должна быть удалена и на ее место нанесено новое покрытие;

* поручни и ограждение должны быть в хорошем состоянии. Опасное для работы место должно быть ограждено, достаточно освещено и обозначено предостерегающими сигналами для привлечения внимания.

Освещение должно быть:

* в рабочем состоянии;

* достаточно ярким;

* хорошо размещено и закреплено;

* иметь противогазовую и противоударную защиту.

Если работы выполняются в трюмах, то необходимо чтобы-

* ограждение твиндеков и комингсов трюмов было установлено на штатных местах и хорошо закреплено; * крышки трюмов и твиндеков (если необходимо их открытие) были полностью открыты и взяты на стопора; * трапы и их ограждение, поручни и площадки были в хорошем техническом состоянии;

* достаточное освещение было бы установлено;

* грузовые помещения не содержали вредных газов или веществ. Для машинных и насосных от

делений необходимо:

* содержать их в чистоте и свободными от загрязнений нефтью;

* пространство между пойолами должно быть чистым и не содержать остатков нефти;

* любые течи топлива, масла, пара и воды немедленно устранять;

* содержать их свободными от вредных газов и веществ. Персональные средства защиты включают:

* рабочие костюмы или комбинезоны;

* нескользящие ботинки или туфли с металлической вставкой для предохранения стопы от повреждения при падении на нее тяжеловесного предмета;

* каски;

* предохранительные очки;

* рабочие перчатки;

* дополнительные средства защиты при работе с вредными жидкостями или материалами.

Безопасные рабочие средства или устройства должны быть исправными и предназначенными для выполнения конкретной работы.

Специальное внимание должно быть обращено на использование силовых средств таких как лебедки (в том числе и переносные), домкраты, краны, электрические устройства вентиляторы и т.д.

Переносные электрические устройства должны:

* использоваться только обученным персоналом;

* при включении не подпрыгивать или перемещаться;

* быть заземлены;

* соединяться электрическими кабелями, которые должны быть соответственно за креплены, не иметь разрывов, испытаны на требуемое сопротивление изоляции.

При работе в закрытых помещениях, необходимо:

* проверить состояние атмосферы. Содержание кислорода должно быть не менее 21% и взрывчатого газа не более 1%;

* выставить лицо для страховки и передачи сообщений;

* иметь у входа в закрытое помещение изолирующие дыхательные аппараты и страховочные пояса с длинным линем для подъема пострадавших;

* оформить Разрешение на вход и работу в закрытых помещениях:

* одновременный вход в помещение разрешить 2-м лицам.

Капитан и каждое лицо командного состава всегда должны помнить, что перед началом выполнения опасных работ, на судне следует их должным образом планировать и обсуждать с привлечением лиц, которые будут выполнять поставленную задачу.

Очень важным при разработке планов судовых операций, руководств, процедур и рабочих инструкций является правильное указание ссылки на нормативный документ или элемент нормативного документа, в соответствии, с требованиями которого был разработан этот план или процедура. Так, например, в процедурах регламентирующих действия по предотвращению загрязнения, необходимо указывать, что каждое судно имеет одобренный Администрацией (или признанной организацией по ее поручению) SOPEP (Shipboard Oil Pollution Emergency Plan), разработанный в соответствии с требованиями Правила 26 Международной Конвенции MARPOL - 73/78, Annex 1.

3. Надёжность оператора при использовании автоматизированных систем

Надежность функционирования системы "человек-машина" обусловлена надежностью работы, как оператора, так и технических звеньев системы. Качественно надежность можно рассматривать, как способность системы выполнять требуемые функции в заданный промежуток времени в определенных условиях эксплуатации. Количественно надежность выражает вероятность безотказной работы устройства в течение заданного промежутка времени при определенных условиях эксплуатации.

Абсолютно надежных систем не существует. Поэтому надежность любой системы меньше единицы.

В случае последовательного соединения элементов надежность системы равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных звеньев

Где p_s - надежность всей системы;

p₁, p₂, … , p_n - надежность отдельных элементов системы.

Рис. 3.1. Ручное резервирование

Это свидетельствует о том, что в ряде случаев усложнение системы влечет за собой снижение ее надежности. Однако в принципе имеется возможность создать более надежные системы из менее надежных элементов. Одним из важнейших методов повышения надежности системы является резервирование. Существуют различные виды резервирования.

На рис. 3.1. показана схема резервирования элемента В, последовательно соединенного с элементом А. При выходе из строя В оператор вручную переключает устройство на резервный элемент В'. Вероятность безотказной работы системы ручного резервирования можно определить:

Где р_P - полная вероятность безотказной работы системы;

р_А - вероятность безотказной работы элемента А;

р₀ - вероятность своевременного использования резерва (зависит от человека);

р_в - вероятность безотказной работы элемента В;

р_в' - вероятность безотказной работы элемента В'.

При холодном или автоматическом резервировании функцию человека выполняет технический элемент С. Формула надежности аналогична, однако вместо р₀ фигурирует р_с;

р_с - вероятность безотказной работы элемента С. Горячее резервирование заключается в параллельном подключении нескольких элементов. Полная вероятность безотказной работы системы определяется:

Существуют и другие методы повышения надежности, та кие, как приработка деталей системы перед постановкой в схему, профилактический контроль, и т. д.

Важнейшим понятием надежности является отказ. Под последним понимают частичную или полную утрату свойств технического устройства, которая существенным образом снижает или приводит к полной потере его работоспособности.

Эргономику интересует прежде всего надежность оператора и его влияние на надежность всей системы.

Под отказом оператора необходимо понимать такие его действия (или бездействия), которые ведут к отклонению выходных параметров системы за допустимые пределы или к нарушению норм, регламентирующих ее работу. Это говорит о том, что под отказом понимают не все ошибочные действия оператора, а лишь те предельные погрешности, которые приводят к нарушению функционирования системы.

Вероятность появления отказа в результате совершения ошибки можно определить из соотношения:

Где Q_i. - вероятность появления отказа в результате совершения i-й ошибки;

F_i - вероятность того, что при совершении i ошибки произойдет отказ;

Р_i. - вероятность i-й ошибки;

n_i - число аналогичных операций.

Если появление отказа обусловлено сочетанием двух ошибок, то

Где P₁ и Р₂ - вероятность совершения этих ошибок.

Общая вероятность появления отказа определяется из выражения

Где Q_T - вероятность того, что в результате совершения человеком одной или нескольких ошибок, относящихся, по крайней мере, к одному из n классов ошибок, возникнут условия для появления отказов.

Данный метод расчета лучше всего подходит к анализу повторяющихся ручных операций.

Предлагаемый метод, как и все другие количественные методы определения надежности оператора, предусматривает предварительный сбор исходных данных о вероятности появления ошибок и отказов.

На рис. 3.2. приведены определенные аналогии между человеком и машиной при анализе отказов.

Сопоставляя проблему точности и надежности, необходимо обратить внимание на следующее. Когда речь идет о надежности, то упор делают на анализ возможности оператора функционировать в экстремальных условиях, а также на его способность выполнять заданные функции в течение определенного промежутка времени.

Рис. 3.2. Сравнительная схема свойств и состояний устройств (а) и человека (б).

Действительно, в нормальных условиях работы оператор может совершать ошибки, которые не выходят за допустимые пределы, т. е. обеспечивается заданная точность работы, а при неблагоприятных условиях внешней среды либо наличии эмоционального напряжения ошибки начинают выходить за допустимые пределы и их не обходимо учесть как отказы.

То, что в расчетах точности и надежности иногда используют одинаковые методы расчета, не является показателем идентичности проблемы точности и надежности. При определении точности деятельности опера тора в качестве исходных данных используют ошибки, а при расчете надежности - понятие "отказ".

В качестве количественных критериев при оценке надежности человека-оператора можно взять следующие показатели: среднее время между двумя отказами; общее число отказов за данный промежуток времени; вероятность удовлетворительной безотказной работы в течение определенного отрезка времени.

Выделяют три группы факторов, влияющих на надежность человека: совершенство аппаратуры с учетом инженерно-психологических требований; степень обученности персонала; индивидуальные различия по надежности.

Рассмотрим некоторые факторы, относящиеся к третьей группе.

1. Прежде всего это "долговременная выносливость", которая определяется как способность человека противостоять утомлению и сохранять работоспособность в течение заданного промежутка времени. Работоспособность - это способность человека выполнять определенные функции в течение определенного времени. Судить о работоспособности можно по утомлению. Чем выше утомление, тем ниже работоспособность. Работоспособность изменяется в процессе труда по определенным фазам. Можно выделить три основные фазы.

Первая фаза - вхождение в работу - характеризуется нарастанием работоспособности. До работы характеристики психических и физиологических функций не соответствуют требованиям работы. Скорость и точность действий оператора в этот период низкие.

Вторая фаза - период относительно устойчивой работоспособности. Деятельность оператора становится гармоничной, обеспечивающей оптимальную скорость и точность действий. Ее продолжительность определяется характером работы и под готовкой оператора.

Третья фаза характеризуется снижением работоспособности, вызванным утомлением, что проявляется в нарушении динамики психических процессов. При этом возрастает время реакции, снижается точность движений, ухудшаются сложные навыки, координация движений, сенсорные и интеллектуальные функции.

Необходимо учесть, что в процессе утомления не все функции снижаются в равной мере. В ряде случаев наблюдается ухудшение активных и улучшение неактивных функций. Это свидетельствует о том, что чередование различных видов деятельности (активный отдых) способствует более длительному сохранению работоспособности. Имеются специальные методы изучения состояний тех или иных психофизиологических характеристик, по которым можно судить о степени утомления. Сопоставив их с такими производственными показателями, как скорость, точность и т. д., можно сделать заключение об уровне работоспособности человека.

Методы повышения работоспособности человека различные. Это - рационализация режимов труда и отдыха, механизация тяжелых работ, снижение нагрузки на сенсорные и интеллектуальные компоненты деятельности и т. д.

2. Следующей индивидуальной характеристикой по надежности является устойчивость к факторам внешней среды (шум, вибрация, температура и т. д.). Здесь важное значение для решения задачи надежности имеет улучшение факторов внешней среды, обеспечение в определенной мере адаптации обслуживающего персонала к внешним условиям, а также профессиональный отбор, благодаря которому удастся подобрать персонал, лучше противостоящий тем или иным факторам.

3. Помехоустойчивость - способность человека противостоять отвлекающим факторам, в основе которых лежат свойства внимания, заключающиеся в способности поддерживать внимание на заданном уровне даже при наличии помех. Особое значение приобретает это качество в тех условиях, когда оператор должен выполнять заданную деятельность в условиях помех, которые по своему содержанию оказываются близкими к полезным сигналам. В связи с этим возникают две проблемы: первая связана с изучением структурных взаимоотношений сигнал - шум и возникающей в связи с этим необходимостью реорганизации труда; вторая - это собственно индивидуальные качества человека, связанные с помехоустойчивостью. Решаться она может либо с помощью обучения, либо путем профессионального отбора.

4. Спонтанная отвлекаемость также представляет собой свойство внимания. Однако в данном случае речь идет об отвлечении не в результате помех, а в результате спонтанных колебаний внимания, особенно в условиях монотонной работы. Это приводит к проблеме бдительности, под которой понимают готовность осуществлять нужную работу в режиме пассивного наблюдения.

5. Реакция на непредвиденные раздражители. В случае непредвиденного сигнала иногда наблюдается период "психической рефракторности", когда восприятие сужается и концентрируется лишь на источнике этого раздражителя, не замечая другие важные сигналы.

6. Переключаемость внимания. Сокращение времени на "вхождение" в деятельность по выполнению новой задачи.

7. Устойчивость к действию факторов среды (температуре, давлению, влажности, вибрации, шуму, ускорению и т.п.).

Важное значение в обеспечении надежности работы имеет эмоциональная устойчивость оператора, представляющая собой способность человека критически мыслить и принимать правильные решения в экстремальных условиях. Дело в том, что одной из основных характеристик надежности системы является способность сохранять свои функции в условиях определенных перегрузок. У человека это свойство проявляется в эмоциональной устойчивости.

С этой проблемой мы познакомились раньше. Данная характеристика, как известно, может быть выявлена в экспериментальных условиях. Критерием надежности по указанному фактору является, с одной стороны, сравнение работы оператора в обычных условиях и при наличии эмоциональных факторов. С другой стороны, предлагается анализировать отдельные компоненты деятельности, а затем, выявив их весовые коэффициенты, определить общий показатель надежности. Например, в условиях слежения за целью анализируется соотношение времени успешного выполнения задания и общего времени. Тогда коэффициент слежения r можно определить следующим образом:

Где t - время совпадения следящей системы с целью;

Т - общее время выполнения программы.

В дальнейшем сопоставляется коэффициент управления в нормальных условиях с коэффициентом в экстремальных условиях. Коэффициент надежности по данной функции определяется из выражения

б

Где r_э - коэффициент слежения в экстремальных условиях;

r_о - коэффициент слежения в оптимальных условиях.

На основе величины R устанавливают оценку в баллах уровня квалификации w.

Общая оценка уровня квалификации (по критерию надежности, связанной с эмоциональной устойчивостью) определяется из соотношения

,

Где W_op - общая оценка квалификации в баллах;

k₁, k₂, … , k_n - веса основных функций структуры;

н₁⁰, н₂⁰, … , н_n⁰ - оценка в баллах эффективности выполнения каждой из функций;

n - количество функций.

В основном были рассмотрены качественные критерии надежности оператора Важное значение имеют и количественные критерии, которые могут дать результаты, сопоставимые с количественными методами оценки технических звеньев и всей системы в целом.

Количественно вероятность отказа технического устройства до момента t можно выразить функцией

Тогда функция надежности, описывающая вероятность безотказной работы как противоположное событие можно определить по выражению

Пример вычисления надёжности показан на рисунке 3.3., на котором приведены экспериментальные данные для элемента, рассчитанного на работу в течение 50 ч. Испытывалось 500 элементов. Регистрировалось число отказов и количество исправных элементов, работающих в течение каждого часа. Рассматривая надежность как долю времени, в течение которого работает каждый из них, ее можно выразить следующим образом:

Где F(t) - функция надежности;

S - число исправных элементов в данный промежуток времени;

N - общее число элементов.

На основе экспериментальных значений надежности можно построить эмпирическую кривую зависимости надежности от времени работы. Кривая имеет экспоненциальную форму и проходит очень близко от теоретической кривой, описываемой выражением (рис. 3.3.б)

Где l(t) - интенсивность отказов.

Полученное выражение называется общим законом надежности (экспоненциальный закон надежности).

Функция l(t), определенная по результатам испытаний принимает вид:

Где n - число устройств, отказавших за время t;

n(t) - среднее число устройств, проработавших время t.

По данным таблицы (рис. 3.3.а) вычислим интенсивность отказов l(t), т.е. долю элементов, вышедших из строя за единицу времени. Для этого необходимо определить среднюю численность проработанных за определенный промежуток времени элементов.

Например

, тогда

Полученные показатели позволяют построить кривую интенсивности отказов (рис. 3.3.в) как функцию времени работы.

Из графика видно, что на первых порах интенсивность отказов больше. Однако в результате приработочных отказов она убывает. На втором этапе интенсивность отказов невелика и относительно постоянна. Элементы выходят из строя случайным образом до конца службы (50ч). Дальше, вследствие старения, появляются износовые отказы.

Для многих практических случаев, в частности для второго периода (см. рис. 3.3.б), можно считать интенсивность отказов постоянной величиной:

В этом случае формула экспоненциального закона надежности принимает вид

Зная интенсивность отказов л, с помощью данной формулы можно подсчитать вероятность безотказной работы устройства за тот или иной период времени.

Экспоненциальный закон надежности обладает одним важным свойством. Вероятность безотказной работы на данном интервале (t, t+t) зависит не от времени предшествующей работы t₁, а только от длины интервала t. Иными словами, если известно, что элемент исправен, то будущее его поведение не зависит от прошлого. Если это свойство соблюдается, то закон будет обязательно экспоненциальным.

Ввиду того что человек в системе управления оказывается подверженным случайностям, так же как и машина, к нему применим общий метод подхода, принятый в теории надежности. В этих случаях интенсивность отказа рассматривается как отношение числа отказов оператора n за время t к числу опытов N за данный промежуток времени. Обращает на себя внимание тот факт, что три периода интенсивностей отказов совпадают в определенной мере с тремя фазами работоспособности. Зная интенсивность отказов оператора, можно определить вероятность безотказной работы его за время t.

Если оператор выполняет разнообразные операции и предыдущие ошибки существенно не сказываются на появлении ошибок в последующих операциях, то, считая их распределенными по биноминальному закону, получим вероятность р(х) их появления из выражения

где n - число повторений данной операции;

k - число допущенных при этом ошибок;

b - вероятность, которая при достаточно большом числе опытов может быть принята

Показателем надежности отказов иногда берут среднее время безотказной работы Т_p.

Если работают одновременно m операторов и опера тор i за время t_i допускает k_i. отказов, статистическая частота f*_i(t) его отказов будет

Тогда время t_i между отказами оператора i получается

а среднее время безотказной работы Т_p всех m опера торов определится

Необходимо отметить, что для оператора характерно не только отказывать, но и устранять отказы технических звеньев. Имитируя определенные отказы, можно подсчитать вероятность парированных отказов отдельных технических звеньев. Это позволяет подсчитать надежность системы с учетом возможностей оператора своевременно обнаруживать и парировать отказы в системе.

4. Системы автоматического замера регистрации и управления сбросом нефтесодержащих льяльных вод судов

САЗРИУС льяльных вод машинно-котельных отделений судов валовой вместимостью более 10 тыс. peг. т,. оборудованных сепараторами с очистной способностью до 100 млн.^-1, измеряют и непрерывно регистрируют концентрацию нефти в сливаемых с судов после сепарации льяльных водах, дату и время сброса, а также выдают световой, звуковой и управляющий сигналы на прекращение сброса при концентрации свыше 100 млн.^-1.

Они состоят из концентратомера и устройства регистрации (самописца).

Требования к измерительной части этих приборов не отличаются от требований к измерительной части: САЗРИУС нефтесодержащих балластных и промывочных вод с танкеров, концентратомеры (анализаторы нефтесодержания) для машинно-котельных отделений практически отличаются только диапазоном измерений. (0-100 млн.^-1).

Примером отечественного прибора контроля нефтесодержания может служить прибор КНС-201Л.

Этот прибор аналогичен концентратомеру КНС-201Б. Отличие состоит в том, что в приборе КНС-201Л исследуемая; проба поступает на вход прибора непосредственно, без разбавления. Диапазон измерения при этом 0-100 млн^-1.

Комплектно с прибором поставляется самописец, который .подключается к выводам «Аналоговый выход» прибора.

Контакты выходных реле блока управления, срабатывающих при достижении концентрацией нефти в пробе значения 100 млн.^-1, а также при неисправности при бора включаются в цепи внешней сигнализации и в цепи управления сбросом.

Действие САЗРИУС для машинно-котельных отделений французской фирмы «Серес» основано на принципе турбидиметрии в инфракрасной области спектра.

Инфракрасный излучатель излучает монохроматический луч, который проходит сквозь измерительную камеру, представляющую собой стеклянную трубку, по которой течет анализируемая жидкость.

Измерительный фотоприемник, установленный под углом к оси светового луча, измеряет интенсивность отраженного света, пропорциональную концентрации нефти в анализируемой пробе.

Экспериментальным путем установлено, что отражение света под таким углом характерно только для углеводородов. От частиц механических примесей свет отражается в основном под другими углами, отличными от указанного.

Особенностью прибора является наличие устройства автоматической очистки измерительной камеры. Устройство представляет собой поршень, который совершает поступательное движение, очищая стеклянные стенки камеры.

В комплекте с прибором может поставляться дистанционно управляемый трехходовой клапан, с помощью которого в пробоотборную систему и в прибор подается чистая вода для промывки системы, калибровки и установки нуля прибора.

На панели управления имеется тумблер, переключающий порог срабатывания выходных реле с 100 млн.^-1 на 15 млн.^-1.

В этом случае прибор может быть использован как сигнализатор предельного нефтесодержания. Пределы измерения прибора 0-120 млн^-1. Сигнализаторы предельного нефтесодержания для контроля над сбросом льяльных вод с судов, оборудованных сепараторами и фильтром с очистной способностью до 15 млн.^-1, проще и дешевле описанных выше приборов замера, регистрации и управления сбросом.

Это обусловлено следующими факторами:

· в сливаемой за борт после фильтрации анализируемой воде практически отсутствуют механические примеси;

· для сигнализаторов не требуется непрерывная индикация и регистрация текущих значений концентрации нефти в анализируемой жидкости, а требуется только сигнализация о превышении концентрацией значения 15 млн.^-1;

· допускаемая погрешность больше, чем у описанных выше приборов;

· значительно меньшая интенсивность загрязнения из мерительных трактов прибора, пробоотборных устройств и трубопроводов благодаря более высокой степени очистки анализируемой жидкости.

Примером отечественного сигнализатора предельного нефтесодержания может служить прибор типа СНС-201.

Действие прибора основано на способности нефтепродуктов поглощать свет и заключается в регистрации интенсивности ослабленной части светового потока, про шедшего через эмульсию нефти в воде (принцип турбидиметрии).

Структурная схема сигнализатора СНС-201 показана на рис. 4.1.

Анализируемая нефтесодержащая вода после сепарации и фильтрации через пробоотборное устройство 1 подается на измерительную и сравнительную кюветы З проходит через них и сбрасывается в льяла или накопительную емкость.

Кювета измерительного канала имеет базу 40 мм, сравнительного - 10 мм. Световой поток от источника света 2, в качестве которого используется лампа накаливания, проходит через измерительную и сравнительную кюветы. Так как базы кювет разные, то интенсивности световых потоков после кювет, заполненных нефтесодержащей водой, будут неодинаковы. Световые по токи преобразуются фотоприемниками 4 в электрические сигналы, которые подаются на электронное устройство 5, где эти сигналы усиливаются, преобразуются, логарифмируются и вычитаются. Разностный сигнал, пропорциональный концентрации нефти в воде, подается на вход порогового устройства 6. Пороговое устройство настраивается так, чтобы при концентрации нефти в воде 15 млн^-1 срабатывало выходное реле 7, контакты которого включаются в схему внешней сигнализации и, при необходимости, в схему управления сбросом.

Срабатывание реле происходит также и при неисправностях прибора.

Рис.4.1. Структурная схема сигнализатора СНС-201: I - чистая вода; II от системы фильтрации; III - за борт; IV - сброс; V - к показывающему или самопишущему прибору; VI - в схему сигнализации; VII - в схему управления сбросом.

Конструктивно прибор состоит из двух блоков: блока фотометрического и блока стабилизатора 8.

Приборы для определения границы раздела «Нефть-Вода» для отстойных танков танкеров.

Эти приборы могут быть как стационарными, так и переносными. В случае применения стационарных приборов их следует устанавливать в каждом отстойном ганке, а органы управления и индикаторы положения границы раздела «нефть - вода» располагать в помещении управления грузовыми операциями.

Срабатывание прибора при переходе среды из нефти в воду и наоборот должно быть быстрым и четким. Точность прибора должна обеспечивать индикацию границы раздела «нефть - вода» в пределах ±25 мм от фактической.

Постоянная индикация границы раздела не обязательна.

Датчик-реле уровня раз дела сред типа ДРС является отечественным переносным прибором и состоит из следующих основных частей, (рис. 4.2.): чувствительного, элемента 1, мерной ленты 3 милливольтметра 5, корпуса 8, крышки 6.

Рис. 4.2. Датчик уровня раздела сред.

Один конец ленты за креплен на барабане 4, второй конец -- на чувствительном элементе 1, который представляет собой цинковый диск, помещенный в металлический стакан 2.

При опускании или подъеме чувствительного элемента барабан 4 вращается с помощью ручки 7 и сматывает или наматывает мерную ленту 3.

Стопорение барабана осуществляется с помощью гайки вращением ее по часовой стрелке до упора.

Корпус прибора имеет фланец с резьбой, с помощью которого датчик крепится на горловине отстойного танка.

В крышке имеется окно со стеклом для визуального наблюдения за показаниями милливольтметра.

Стакан перед опусканием его в танк для измерений заполняется забортной водой, что предотвращает загрязнение чувствительного элемента при прохождении слоя нефтепродуктов.

Принцип действия датчика основан на гальваническом эффекте и состоит в регистрации возникновения гальванического тока при переходе цинкового электрода из нефтяного -- непроводящего слоя в водный - проводящий слой.

При опускании стакана с электродом на мерной лен те в танк, при прохождении им слоя нефтепродуктов ток отсутствует, а при попадании электрода в воду проходит гальванический ток по цепи: плюсовый зажим милливольтметра-- «масса» емкости - проводящая контролируемая среда - чувствительный элемент (электрод) - мерная лента - минусовый зажим милливольт метра.

Визуальная регистрация возникновения тока осуществляется по отклонению стрелки милливольтметра. Снятие показаний значения уровня границы раздела сред производится с мерной ленты в момент отклонения стрелки милливольтметра.

1. Организация действий экипажа в чрезвычайных обстоятельствах. Нормативные положения СОЛАС, МКУБ, МАРПОЛ.

Действия членов экипажа при возникновении чрезвычайных ситуаций регламентируются судовым расписанием (Drill Shedule),

"Safety Manual", инструкциями (Emergency Procedures), основанными на международных нормах и стандартах. Требования о готовности на судах к аварийным ситуациям содержатся в главе 8 МКУБ, являющегося главой IX Конвенции СОЛАС с поправками, в правиле 24-4 главы III этой Конвенции, одобренной на Конференции по СОЛАС в ноябре 1995 года, а также в правиле 26 Приложения I Конвенции МАРПОЛ 73/78.

Международный Комитет по безопасности мореплавания ИМО под готовил циркуляр (MSC/Circ.76O/MEPC/Circ.310) -- "Руководство в от ношении структуры интегрированной системы планов действий в чрезвычайных ситуациях на судах", в котором излагаются рекомендации по подготовке на судах всеобъемлющих и эффективных планов действий при аварийных ситуациях на борту на основе модульной структуры.

Цель руководства -- объединить возникающие на судне аварийные ситуации в единую систему и помочь компаниям-судовладельцам в раз работке гармонизированных планов, что позволит избежать дублирования процедур и улучшить их исполнение судовым персоналом в аварийных ситуациях. Такие интегрированные системы планов могут быть легко "встроены" в создаваемые в компаниях в соответствии с требованиями МКУБ судовые системы управления безопасностью (СУБ).

Потенциальными чрезвычайными ситуациями на судах могут быть следующие группы событий:

-- пожар (fire);

-- повреждение судна (damage to the ship);

-- незаконные акты, угрожающие безопасности судна, его пасса жиров и экипажа (unlawful acts threatening the safety of the ship and the security of its passengers and crew);

-- несчастные случаи с персоналом (personnel accidents);

-- инциденты с грузом (cargo related accidents);

-- аварийная помощь другим судам (emergency assistance to other ship).

В свою очередь, каждая группа ситуаций может быть подразделе на дальнейшие виды, которые могут потребовать различных пред принимаемых экипажем мер. Например, в ситуацию "повреждение судна" входят такие его виды, как столкновение (collision), посадка на грунт (grounding /stranding), штормовое повреждение (heavy weather damage), повреждение корпуса, конструкции (hull/structural failure)

Пожар по месту его возникновения (с этим связаны особенности тушения) можно подразделить на такие виды: пожар в грузовых помещениях (fire in cargo areas); в машинном отделении или ЦПУ (fire in machinery spaces or control room); пожар в жилых помещениях или кладовых (fire in accomodation or store room spaces).

Система организации всех действий экипажа основывается на аварийных партиях (emergency teams), созданных из наиболее подготовленных офицеров и рядовых. В расписании по тревогам указаны места сбора (Emergency Team Muster Station) партий, в которых имеется необходимое оборудование и на базе которых аварийные партии действуют. Аварийные партии поддерживаются персоналом, приписанным к другим местам сбора, а именно: Bridge Team (на навигаци онном мостике) и Engine Room Team (в машинном отделении), Support (Standby) Team.

Перечень должностных лиц, приписанных к определенной партии и, соответственно, месту сбора в аварийных ситуациях, представляет Muster List, который должен вывешиваться в местах сбора и быть на руках у командира аварийной партии. Действия, которые должен пред принимать каждый член аварийной партии, варьируются в соответствии с характером аварийной ситуации (nature of the emergency). Обычные для грузового судна аварийные партии (кроме medical team--для пассажирских судов) и их обязанности приведены ниже на примере судового плана действий в чрезвычайных ситуациях (A Shipboard Emergency Responce Plan) одной из судоходных компаний.

COMMUNCATION PLAN

The success of any emergency response solely depends on the quality of communications between the Team Leaders and the command centre.

Данный судовой план включает также разделы: Maintenance of Resources (Human resources and Equipment resources); Trolley Sets; Distress Signal Units; Guideropes; Personal Guideropes; Lifelines; Safety Procedures for Breathing Apparatus Wearers; Entering in Enclosed Space or Approaching Fire; Working within Safe Time Limits; Smoke Inhalation; Evacuation Signals; SCBA Wearers Entry Control; SCBA Wearers Control Procedures; Selection of Appropriate Firefigting Systems.

Как видно, в плане изложены основные принципы организации действий и в случае возникновения аварийной ситуации при стоянке судна в порту. Эта часть аварийной организации на судне выделена в связи с возможностью (или отсутствием таковой) использования по мощи береговых служб (например, портовой пожарной команды) и необходимостью отпустить часть судового персонала на берег.

Основные требования, которые должны выполняться при стоянке в порту:

-- Достаточное количество судового персонала должно всегда оставаться на борту, чтобы бороться за живучесть судна.

-- Номера телефонов портовых служб, оказывающих помощь при пожаре и других чрезвычайных происшествиях на судне, должны быть известны и записаны (выставлены) вблизи вахтенного поста у трапа.

-- Аварийная партия формируется из оставшегося на борту персонала. Навигационный мостик является главным командным пунктом и центром связи с аварийной партией и берегом. На мостике находится капитан (в его отсутствие один из помощников, организующий и возглавляющий все мероприятия по ликвидации аварийной ситуации).

-- Руководитель аварийной партии (Leader of Emergency squad) должен информировать мостик о ситуации, чтобы текущая (up-to-date) информация могла передаваться на берег.

При пожарной тревоге (судно в море -- ship at sea) действия экипажа (Procedures for fire fighting) состоят в следующем: После подачи сигнала пожарной тревоги (fire alarm):

-- члены экипажа собираются в местах сбора, указанных в расписании (muster list);

--пожарная аварийная партия начинает действовать в соответствии с указаниями с мостика (on orders from bridge), для выполнения своей задачи--локализовать огонь (carry out its task aimed containing the fire);

-- курс и скорость судна изменяются как необходимо, чтобы облегчить работу по локализации пожара;

-- подготавливаются насосы (pumps) для тушения пожара водой; -- в случае пожара в МО судно останавливается (the ship is stopped);

-- капитан избирает необходимый в данных условиях (the most appropriate method) способ борьбы с пожаром, и он применяется офи цером руководящим действиями экипажа (fire officer);

-- если пожар в МО, следует приготовить к спуску спасательные шлюпки (preparations are made to launch life boats);

-- капитан контролирует пртивопожарные операции с мостика судна;

-- когда огонь ликвидирован (is extinguished), пожарная вахта несется, дается отбой пожарной тревоги (emergency stations requirement is cancelled) и начинается расследование причин пожара.

Если судно находится в порту (Ship in port), после подачи сигнала тревоги выполняются следующие действия:

-- предусмотренные расписанием противопожарные и аварийные процедуры;

-- вызывается портовая пожарная бригада; информируются соответствующие власти;

-- подтверждается (confirm), что капитан будет руководить суд. ном во всех отношениях;

-- подтверждается, что пожарная бригада порта будет принимать участие в борьбе с пожаром с помощью судовой команды (assisted by the crew);

-- подтверждается, что портовые власти будут информировать суд но обо всех опасностях, касающихся оборудования причала и требуемых действиях;

-- проверяется, кто из членов экипажа находится на борту;

-- выполняются необходимые приготовления к выходу судна из порта, если понадобится, своим ходом или на буксире;

-- эвакуируется персонал, не занятый в борьбе с пожаром. Раздел судового "Safety Manual", посвященный борьбе с пожаром, обычно включает в себя следующие части: