WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 |

«И ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ В СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА

ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА

На правах рукописи

НЫЧИК ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА

УДК 629.122+626.45

ОЦЕНКА РИСКА АВАРИЙ И ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ В



СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ

Специальность 05.22.19 — «Эксплуатация водного транспорта, судовождение»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель — доктор технических наук профессор М.А. Колосов Санкт – Петербург — 2014 2   

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ БЕЗОПАСНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ

1.1. Опыт эксплуатации судоходных шлюзов

1.2. Аварии в судоходных шлюзах

1.3. Статистика данных об авариях и транспортных происшествиях в судоходных шлюзах России

1.3.1. Роль статистики о навалах судов на ворота шлюзов

1.3.2. Статистика аварий и транспортных происшествий в шлюзах Волго-Балта и других водных путей России

1.4. Оценка безопасности судоходных шлюзов

1.5. Краткие выводы к п.1

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РИСКА АВАРИЙ И

ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ В СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ............ 48

2.1 Формирование баз статистических данных

2.2 Математическое обеспечение оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

2.3 Информационное обеспечение оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

3. УПРАВЛЕНИЕ РИСКОМ АВАРИЙ И ТРАНСОПРТНЫХ

ПРОИСШЕСТВИЙ В СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ

3.1. Оптимизация риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

3   

3.2. Мероприятия для снижения риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

3.2.1. Общие мероприятия, направленные на повышение надежности конструкций судоходных шлюзов

3.2.2. Специальные мероприятия, направленные на повышение безопасности судопропуска

3.3. Экономический эффект от реализации мероприятий по снижению риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

4. ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДИКИ ДЛЯ АНАЛИЗА РИСКА АВАРИЙ И

ТРНАСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ В СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ............ 97

4.1. Анализ риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

4.2. Оценка риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

4.2.1. Качественная оценка риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

4.2.2. Количественные методы оценки риска

4.2.3. Алгоритмизация методики для анализа риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ

–  –  –

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Статистика транспортных происшествий в шлюзах Волго-Донского водного пути за навигацию 1994 — 2004 гг

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Оценка риска аварий и транспортных происшествий в судоходном шлюзе №4 Волго-Балтийского водного пути

–  –  –

Каждый искусственный водный путь имеет, как правило, в своем составе серию гидроузлов с различными судопропускными сооружениями. На внутренних водных путях и в составе речных гидроузлов нашей страны, Западной Европы, США, Канады и других стран мира наиболее широкое распространение получили судопропускные сооружения в виде шлюзов, ставшие классическим типом такого рода сооружений.

Судоходные шлюзы являются объектами повышенной опасности, повреждения или выход из строя которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации.

Надежность судоходного шлюза определяется его эксплуатационным техническим состоянием, условиями его эксплуатации, а также аварийной опасностью ГТС.

23 июля 1997 г. в РФ был принят №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», позволяющий регулировать отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности, и устанавливать обязанности органов государственной власти, собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасной эксплуатации [18].





Данный закон ввел требование о предоставлении в надзорные органы деклараций безопасности гидротехнических сооружений — документа, в котором обосновывается безопасность гидротехнического сооружения и определяются меры по обеспечению безопасности гидротехнического сооружения с учетом его класса [18].

Основой идеи декларирования была активизация работ на объектах по обеспечению нормального уровня безопасности ГТС, отвечающего нормативным требованиям и условиям эксплуатации сооружения [18].

6    Согласно п.п. 8 постановления РФ №1303 от 6 ноября 1998 г. «Об утверждении положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений» в соответствии с №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» декларация безопасности гидротехнического сооружения должна содержать [10]:

а) общую информацию, включающую данные о гидротехнических сооружениях и природных условиях района их расположения, меры по обеспечению безопасности, предусмотренные проектом, правилами эксплуатации и предписаниями органа надзора, сведения о финансовом обеспечении гражданской ответственности за вред, который может быть причинен в результате аварии гидротехнических сооружений, основные сведения о собственнике и эксплуатирующей организации;

б) анализ и оценку безопасности гидротехнических сооружений, включая определение возможных источников опасности;

в) сведения об обеспечении готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации опасных повреждений и аварийных ситуаций;

г) порядок информирования населения, органа надзора, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и территориальных органов Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий о возможных и возникших на гидротехнических сооружениях аварийных ситуациях;

д) заключение, включающее оценку уровня безопасности отдельных гидротехнических сооружений и комплекса гидротехнических сооружений объекта, а также перечень необходимых мероприятий по обеспечению безопасности, и.т.д. [10].

Очевидно, что п. «б» предусматривает решение задач о создании различных методик, рекомендаций и требований в области проведения оценки риска аварий и аварийных происшествий, учитывающих специфику ГТС различного назначения [10].

7    На сегодняшний день решение задачи подобного рода в сфере эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений окончательно не определено. Это является проблемой, «корни» которой упираются в слабую нормативно — методическую базу в обеспечении решения вопроса надежности судоходных шлюзов.

30 мая 2000 г. был впервые введен в практику стандарт предприятия по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений СТП ВНИИГ. 230.2.001-00, который устанавливает основные методические принципы, термины и определения риска, основные требования к процедуре и оформлению результатов, а так же представляет основные методы анализа риска аварий гидротехнических сооружений различных типов и классов.

Данные методические указания распространяются на грунтовые и бетонные плотины, ограждающие и разделительные дамбы золошлакоотвалов, водосбросные, водоспускные и водопропускные сооружения объектов гидро- и теплоэнергетики, а также могут применяться при проведении анализа риска аварий специализированных гидротехнических сооружений — намывных хранилищ отходов промышленных организаций (хвостохранилищ, шламо - и илонакопителей, прудов регуляторов сточных вод и т.д.) и других сооружений, предназначенных для предотвращения вредного воздействия сточных вод и отходов на окружающую природную среду[6].

Разнообразие приведенных в методических указаниях методик наглядно демонстрирует динамичность современного состояния проблемы анализа и оценки риска аварий гидротехнических сооружений в России и за рубежом [7].

Сегодня, как справедливо отмечается в проекте Бюллетеня ICOLD [8] невозможна и вряд ли нужна единая методика анализа риска аварий ГТС. Более актуальной и продуктивной представляется формулировка общих принципов и основных положений методологии деятельности. При этом конкретные методики, реализующие принципы и положения методологии для различных типов ГТС, позволяют не только решать практические задачи по обеспечению 8    надежности сооружений, но и уточнять, совершенствовать, развивать общие принципы и положения методологии в целом [19].

Таким образом, очевидно, что для анализа уровня риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах необходимо составление специальной методики с последующим согласованием ее в Ространснадзоре и утверждением в Министерстве транспорта Российской Федерации. Наличие такой методики, составленной по результатам анализа причин аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах, позволит определять эффективные мероприятия по повышению безопасности судопропуска, обосновывать проектные решения как на ранних стадиях проектирования шлюзов, так и на стадии их модернизации, обосновывать страховые тарифы и ставки и.т.д. Исследованиям в этом направлении и посвящена данная работа.

9   

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ БЕЗОПАСНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ

   

1.1. Опыт эксплуатации судоходных шлюзов Судоходные шлюзы это «мосты водного транспорта». Поэтому история шлюзостроения одновременно является историей создания искусственных водных путей [22]. Шлюзование является радикальным способом улучшения судоходных условий на реках с большим числом перекатов и порогов, т.е.

постройка каскада плотин с судопропускными сооружениями [21].

Судоходный шлюз состоит камеры, в которой находится судно, и голов со специальными затворами — шлюзовыми воротами, отделяющими камеру от верхнего и нижнего бьефов. Изменение положения уровня воды в камере производится с помощью водопроводных галерей (систем питания), соединяющих камеры с верхним и нижним бьефами. Системы питания оборудуются затворами, перекрывающими водопроводные галереи. Эти системы должны обеспечить наполнение и опорожнение шлюза [21]. На рисунках 1.1 приведена схема однокамерного шлюза в плане. Процесс «шлюзования судна» при его движении от нижнего бьефа к верхнему осуществляется следующим образом: камеру соединяют через отверстия с затворами в воротах или через оборудованные затворами галереи в стенках камеры с нижним бьефом так, что с обеих сторон нижних ворот устанавливается одинаковый уровень воды. В это время верхние ворота закрыты. Затем открываются нижние ворота, и судно входит в камеру. После входа судна закрывают нижние ворота и наполняют камеру из верхнего бьефа до выравнивания уровней. Затем открываются верхние ворота, и судно выводится в верхний бьеф. Движение судна из верхнего бьефа в нижний бьеф осуществляется выполнением тех же операций в обратном порядке [20].

10   

Рисунок 1.1 —Схема однокамерного шлюза:

1 — верхний подходной канал; 2 — верхняя голова; 3 — камера; 4 — нижняя голова; 5 — нижний подходной канал;6 — направляющие палы;

7 — причальная стенка

–  –  –

Анализ таблицы 1.3. позволяет сделать вывод о том, что во всех обозначенных случаях, инициирующим аварию событием является воздействие судна на конструкцию сооружения.

Практический интерес представляет работа М.Л. Кузьмицкого [48], в которой он рассматривает судоходные гидротехнические сооружения как конструктивный комплекс строительной, механической и электрической частей, являющиеся элементами транспортной системы, а так же напорного фронта.

Работа посвящена оценке и прогнозированию риска аварий механических систем судоходных шлюзов.

С целью определения фактического риска аварий судоходных гидротехнических сооружений (СГТС) из-за отказов его механического оборудования, автором был выполнен анализ информации и причин его отказов за последние 30 лет. Было установлено, что в большинстве случаев отказы обусловлены старением его элементов и социально-эргономическими факторами. В выводах по данной работе автор отмечает, что совершенствование эксплуатации механического оборудования СГТС в 21    плане повышения его надежности и более полного использования ресурса требует проведения ряда исследований, из которых следует выделить следующие направления:

1) топография и скорость коррозионного изнашивания металлоконструкций;

2) механизм и динамика развития коррозионно-усталостных разрушений металлоконструкций;

3) корректировка состава контролируемых параметров;

4) установление обоснованных предельно-допустимых значений контролируемых параметров.

На современных гидротехнических сооружениях тяжелые условия эксплуатации, обусловленные повышенной влажностью, механическими ударами, резкой сменой климатических условий окружающей среды, предъявляют повышенные требования к качеству изготовления, монтажа накладки, испытаний и ремонта электрооборудования. В отрасли водного транспорта эксплуатационная надежность, пожароопасность и электробезопасность электрооборудования речных судоходных гидротехнических сооружений, портов, судов в значительной степени определяется техническим состоянием его электрической изоляции. С целью обеспечения безопасности речных судоходных гидротехнических сооружений В.М. Приходько в работах [49-51] исследует режимы ускоренной сушки электрооборудования по энергосберегающей технологии посредством портативного универсального тиристорного преобразователя. В работах получены экспериментальные характеристики ускоренной сушки и восстановления изоляционных систем асинхронных двигателей, широко распространенных на речных судоходных гидротехнических сооружениях и водном транспорте.

Следует отметить, что вероятность возникновения аварии в судоходном гидротехническом сооружении зависит не только от 22    работоспособности эксплуатируемого сооружения, но и от безопасности плавания судов.

Авария 1 ноября 2004 г. на Константиновском шлюзе, когда на 18 суток было остановлено движение судов на участке Волгоград — Ростов, на практике продемонстрировала уязвимость СГТС не только по причине их технического состояния, но и от неадекватных действий судоводителей, состояния флота. В период с 1994 г по 2004 год на СГТС Росморречфлота произошло 85 транспортных происшествий, из них только 4 — по вине эксплуатационного персонала и по причине технического состояния СГТС (4,7%), а остальные 81 (95,3%) — из-за неправильных действий судоводителей [52].

С точки зрения обеспечения безопасности плавания судов и составов, зоны судоходных гидротехнических сооружений являются одними из наиболее сложных участков водных путей.

Так, опыт судовождения и эксплуатации крупногабаритных судов и составов показывает, что безопасность их плавания и экономическая эффективность находятся в тесной связи с характерными особенностями внутренних водных путей, среди которых следует выделить ограниченность габаритов, влияние течения и развитых ветровых явлений, высокую интенсивность движения и наличие гидротехнических сооружений. В этой связи, важнейшим направлением при изучении различных аспектов вождения судов стала проблема обеспечения безопасности движения, предполагающая, в частности, достижение оптимального соотношения между габаритами пути, главными размерами судов и составов, мощностью тяги и эффективностью средств управления.

В статье [53] И.Б. Арефьев, И.А. Ягнищак поднимают вопросы об определении параметров судового хода для оценки безопасности плавания на ограниченных территориях. Для решения этой задачи авторы проводят анализ существующего состояния безопасности на основании данных о 23    движении судов в рассматриваемой акватории. Отмечается, что безопасность навигации можно представить в виде функции:

Pi = Pi ( Ai, Si, Ni, H i, M i, I i, Ri ), (1.1) Pi показатель оценки безопасности, где Ai параметры судового хода,

–  –  –

Ni параметры системы определения места судна, Hi параметры гидрометеорологических условий, M i параметры выполняемых маневров, учитывающие «человеческий фактор», Ii параметры интенсивности движения, Ri параметры системы регулирования движения.

Таким образом, показатель безопасности плавания судов на ограниченной акватории является зависимой переменной, обусловленной независимыми или слабозависимыми переменными: Ai, Si, Ni, Hi, M i, Ii, Ri.

–  –  –

Таким образом, задача обеспечения безопасности плавания судов и составов в районе судопропускных гидротехнических сооружений приобретает в настоящее время весьма актуальное значение [55].

В 2003 г. С.А. Педан и В.В. Егоров в статье [56] поднимают вопросы истории возникновения термина «человеческий фактор». Под «человеческим фактором» в контексте безопасности плавания следует понимать возможности и способности человека по приему, обработке информации и принятию решений в различных условиях управления судном. Широкая электронизация навигационного комплекса приблизила труд судоводителя к операторскому, его надежность стала сильно зависеть от нервно-психической сферы. Не случайно итоги расследования аварий и транспортных происшествий сводятся, по существу, к очевидной истине — человек представляет собой наиболее слабое звено в «цепочке» обеспечивающей безопасность плавания.

В статье [57] В.И. Дмитриев и А.К. Гусев поднимают вопросы, связанные с профессиональной пригодностью судоводителей и безопасностью плавания. Авторы пишут, что судоводитель — прежде всего человек, с присущими его природе сомнениями, сменой настроений, усталостью и.т.д. К тому же находится под воздействием большой и весьма устойчивой группы факторов, вызывающих перенапряжение.

26    Путем исследований всех проявлений «человеческого фактора»

удалось выделить фактор усталости, как основной элемент, обуславливающий причины транспортных происшествий. Усталость — физическая или умственная, возникает вследствие воздействия на него определенных факторов, таких, как недосыпание, стрессовые ситуации и.т.д.

когда наступает усталость, работоспособность значительно понижается, вплоть до полной потери контроля над выполняемыми функциями. Фактор усталости может привести к самым драматическим последствиям на борту судна. Не требует доказательств тот факт, что усталость в значительной степени рассеивает внимание. Судно может подвергнуться большой опасности, так как хорошо известно, что человек, постоянно испытывающий усталость, зачастую склонен выполнять возложенные на него функции с минимальными затратами своих внутренних ресурсов даже, если это может привести к печальным последствиям [58].

Длительные периоды работы на движущемся судне довольно утомительны. Ситуация в значительной степени осложняется, когда члены экипажа не располагают достаточным временем для сна и отдыха. Это недосыпание отражается на работе следующим образом:

1. Человек утрачивает способность адекватно воспринимать и реагировать на поступающую информацию. Внимание рассредоточено, что препятствует ясному пониманию. Ответная реакция может быть запоздалой и неадекватной.

2. Существуют также факторы, влияющие на степень сосредоточенности, одним из которых является потеря сна (например, решение долгосрочных и требующих особого внимания задач или работа в ночную смену).

3. Если человек разбужен во время глубокого сна, он будет проявлять заторможенность в действиях в период от 10 минут до часа (это явление называется остаточная сонливость).

Загрузка...

27   

4. Потеря сна может привести к использованию снотворного.

Негативные последствия принятия таких средств отражаются на работоспособности на следующий день.

На сегодняшний день создание методов, которые могли бы учитывать всю совокупность воздействующих факторов на безопасность судоходства на внутренних водных путях и давали бы возможность производить самооценку с целью совершенствования рабочего процесса для увеличения безопасности судоходства, является основной задачей [58].

1.3. Статистика данных об авариях и транспортных происшествиях в судоходных шлюзах России 1.3.1. Роль статистики о навалах судов на ворота шлюзов Техническое состояние (износ) конструкции шлюза, а особенно рабочих ворот может спровоцировать аварию или транспортное происшествие в шлюзе даже при незначительных воздействиях (навал судна, гидродинамические воздействия длинных волн, образующихся при входе судов и.т.д.).

Изучение статистики навалов судов на ворота шлюзов имеет цель дать ответ на следующие основные вопросы:

1. Какова степень опасности навалов, их частота, ущерб, наносимый сооружению и судам;

2. Какие ворота (верхние или нижние) и с какой стороны (сверху или снизу) наиболее часто подвергаются навалам и в первую очередь нуждаются в защите;

3. Какие шлюзы в большей степени страдают от навалов судов на ворота и требуют защиты последних в первую очередь;

4. Какие суда или составы чаще всего наваливаются на ворота;

В качестве основных объектов статистического исследования выступили судопропускные сооружения Волго-Балтийского водного пути.

При количественном анализе аварий и транспортных происшествий были 28    рассмотрены шлюзы и других бассейновых управлений России:

Волго-Донского, Камского, Беломорско-Онежского, Волжского управления, судопропускные сооружения канала им. Москвы. Анализ статистических данных об авариях и транспортных происшествиях проводился в период с 1985—2012 гг. В рамках данной главы основные результаты анализа по Волго-Балту приведены за последние десять лет (2002—2012 гг.).

Ознакомиться с полной статистикой аварийных ситуаций можно в приложении А.

1.3.2. Статистика аварий и транспортных происшествий в шлюзах Волго-Балта и других водных путей России Волго-Балт — одна из важнейших водных магистралей, входящих в единую глубоководную систему внутренних водных путей Европейской части России. Поддерживают работоспособность Волго-Балтийского водного пути: Свирский, Вытегорский, Шекснинский районы гидросооружений и судоходства, Невско-Ладожский, Череповецкий, Новгородский и Гвардейский районы водных путей и судоходства, а также Бассейновый узел связи.

В таблице 1.8 приведены проектные характеристики исследуемых шлюзов Волго-Балта.

Таблица 1.8 — Проектные характеристики исследуемых шлюзов Волго – Балтийского водного пути Полезные габариты камеры, м Шлюз Длина Ширина

–  –  –

Рисунок 1.4 — Повреждения элементов конструкций судоходных шлюзов Волго-Балта за последние пять лет (2007-2012 гг.

) Обработка аварийных ведомостей, в которых фиксируются данные о количестве, причинах, характере аварий и транспортных происшествий, показала, что на водных путях России в 93% всех случаев причиной аварийных ситуаций является «человеческий фактор». Данные таблицы 1.10 показывают, что в период времени с 1985—2012 гг. 1299 происшествий (90%) произошли по вине судоводителя, 94 происшествия (7%) — из-за технических неисправностей судна (отказ ДАУ). Прочие причины, в том числе по вине эксплуатационного персонала шлюза, составляют 37 случаев (3%). Отметим, что статистика транспортных происшествий на водных путях Германии за 1990-1998 гг., также утверждает «человеческий фактор»

(70% случаев), как основной, влияющий на возникновение аварий и 31    транспортных происшествий в районе шлюзов, устоев мостов (см. таблицу 1.11).

Таблица 1.10 — Причины аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах России за 1985—2012 гг.

–  –  –

В настоящее время, учет влияния «человеческого фактора» ведется не полноценно, хотя он является систематическим.

Статистический анализ аварий и транспортных происшествий не позволяет оценить влияние опыта судоводителя, усталости, настроения, стресса на возникновение аварий и транспортных происшествий в шлюзах, в то время как именно эти подфакторы являются основными составляющими «человеческого фактора».

32    Стоит отметить, что актуальность оценки влияния «человеческого фактора» на вероятность возникновения аварий не только в системе «судно-шлюз», но и в других технологических комплексах возрастает с каждым годом. И только качественная фиксация причин аварий, касающаяся и фиксации причин ошибок человека, позволит полноценно оценить его действие.

Тем не менее, наличие опыта судовождения и шлюзования позволяет судоводителю учитывать ряд косвенных подфакторов, влияющих на возникновение аварии или транспортного происшествия в шлюзе. А именно:

интенсивность судопропуска, соотношение размеров камеры шлюза и шлюзуемого судна, гидродинамические явления в камере шлюза, скорость на входе в камеру шлюза и выходе из нее, погодные условия и т.д.

На основании вышесказанного, можно утверждать, что в настоящее время, оценить влияние «человеческого фактора» на вероятность возникновения аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах представляется возможным, учитывая действие двух подфакторов:

соотношение размеров камеры шлюза и шлюзуемого судна и интенсивности судопропуска.

Одной из закономерностей, влияющей на вероятность возникновения аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах, которую представляется возможным оценить, является интенсивность судопропуска.

Установлено, что наибольшее число аварий и транспортных происшествий происходит в шлюзах, где интенсивность судопропуска достигает проектных значений, а иногда и превышает их. Большое число шлюзуемых судов вызывает определенную напряженность как у судоводителя, так и у диспетчеров шлюза, а это в свою очередь способствует проявлению отдельных ошибок в управлении судном, т.е. вступает в силу «человеческий фактор».

Рисунок 1.5 демонстрирует вариации изменения количества пропущенных судов за навигацию 2011 и 2012 гг.

на Волго-Балте, рисунок 33    1.6 — иллюстрирует изменение количества транспортных происшествий за те же годы.

судпропуска, единицы

–  –  –

Рисунок 1.7 — Статистика аварий транспортных происшествий на Волго-Балтийском водном пути за последние десять лет (2002—2012 гг.

) Анализ рисунка 1.7 показывает, что 80% всех аварий и транспортных происшествий происходит на Белоусовском шлюзе №2, шлюзах Новинкинской лестницы (№3—5) и Пахомовском шлюз №6, остальные 20% приходятся на аварии в шлюзах № 1, Нижне-Свирском и Верхне-Свирском.

Здесь проявляется еще одна закономерность, влияющая на вероятность возникновения аварий и транспортных происшествий в шлюзах — «соотношение размеров камеры шлюза и шлюзуемого судна».

Шлюзы №1—6 (и в особенности шлюзы Новинкинской лестницы №3—5) располагаются в стесненных условиях, по отношению друг к другу, в отличие от шлюзов Нижне-Свирского, и шлюзов №7—8, которые несколько удалены от предыдущих. Данная стесненность условий осложняет действия судоводителя, приводит к снижению маневренности судна, способствует развитию стрессовых ситуаций на борту, тем самым подчеркивая усталость судоводителя (особенно в периоды ожидания шлюзования при интенсивном движении).

35    С целью выявления зависимости характеризующей связь между габаритами судов и проектными характеристиками шлюзов, автор приводит ряд таблиц (см. Приложение Б. табл. П.Б.1—П.Б.9), которые иллюстрируют эксплуатационные характеристики судов, инициирующих аварии соответственно габаритам сооружений, в которых имело место быть транспортное происшествие или авария.

В навигацию по Волго-Балтийскому водному пути перевозки осуществляются посредством судов различного класса, с различными габаритами и техническими характеристиками. Анализ транспортных происшествий в шлюзах Волго-Балта за последние 10 лет (2002—2012 гг.) позволяет выделить несколько типов судов, многократно инициирующих аварийные ситуации. Так, к этим судам относим теплоходы типа «Волго – Дон», «Волго – Нефть», составы типа «ОТ + баржа + ОТ» и «МБ + баржа + ОТ». На рисунке 1.8 представлена диаграмма, которая иллюстрирует повторяемость аварий в шлюзах Волго-Балта инициирующими судами.

–  –  –

Рисунок 1.8 — Повторяемость аварий инициирующими судами в шлюзах Волго-Балтийского водного пути за 2002—2012 гг.

В практическом плане, рисунок 1.8 позволяет сделать вывод о том, что чем больше соотношения между длиной камеры шлюза и длиной судна или 36    состава, а так же шириной камеры шлюза и шириной судна или состава, тем меньше вероятность возникновения аварий транспортных происшествий в сооружении.

Обращая внимание на то, что габариты шлюзов Волго-Балта различны, а именно шлюзы №4—№6 имеют длину на 6 м и ширину на 3,7 м меньше средней, обосновываем высокий риск аварий в шлюзах №4—№6, при сравнительно невысоком судопропуске, в сравнении с другими сооружениями исследуемого пути.

Расстояние между бортами наибольших расчетных судов, проходящих через шлюзы, не должно превышать полезной ширины камер и может составлять по «Правилам технической эксплуатации речного транспорта РФ»

[13] для шлюзов шириной 18 м не менее 0,4 м. При таких небольших запасах между конструкциями шлюза и бортами наибольших судов ввод их в шлюз и вывод из него возможны только строго по курсу с отклонениями не более чем на 0,5. Суда и при входе в шлюз и, в несколько меньшей степени, при выходе из него испытывают боковое или косое воздействие ветровой волны и ветра, а иногда и течения, что вносит определенные осложнения в осуществление соответствующих маневров судоводителем. Поэтому для безопасности эксплуатации необходимо чтобы составы судов могли двигаться в течение всего периода ввода их в шлюз и вывода из него точно по прямой, а возможное воздействие в это время на них ветра было строго ограничено.

Для всех однониточных шлюзов желательно, а для шлюзов с большим судооборотом обязательно, расположение на той же прямой участков подходов, на которых отстаиваются суда, ожидающие шлюзования, так как обход перед шлюзом встречных составов по кривым представляет значительные неудобства для судовождения.

В работе [44], выполненной Н. Кононцом, предлагаются практические рекомендации для судоводителей по принятию безопасных скоростей ввода судна в камеру шлюза при отвальном ветре.

37    При входе в шлюз суда переходят из судоходных каналов сравнительно широкого сечения в камеру значительно меньшей ширины. Безопасность этого перехода обеспечивается направляющими сооружениями (палами), которые, кроме того, предотвращают удары судов об углы голов. Судовые ходы, в свою очередь, на подходе судов к месту отстоя не должны иметь крутых поворотов и обратных кривых. На рисуноке 1.9. изображен пропуск крупногабаритного судна «Махачкала—1» через Вытегорский каскад шлюзов.

–  –  –

Рисунок 1.9 — Пропуск крупногабаритного судна через Вытегорский каскад шлюзов Волго-Балтийского водного пути 38    Зависимость риска аварий и транспортных происшествий в шлюзе от соотношения размеров камеры шлюза и размеров шлюзуемого можно рассмотреть и с другой стороны.

Статистика аварий и транспортных происшествий на исследуемых шлюзованных путях за последние пять лет (2007—2012 гг.) показала, что количество происшествий, инициированных навалами судов на ворота шлюзов Волго-Донского канала, значительно превышает количество происшествий на Волго-Балте. Данную статистику подтверждает таблица

1.10 и таблица 1.11.

Габариты камер шлюзов Волго-Донского водного пути составляют 14818 м, средние габариты камеры Волго-Балта — 26018 м. Как показывает практика судовождения, Волго-Донской канал, с точки зрения безопасности шлюзования, сложен в эксплуатации, особенно, если шлюзуются крупногабаритные суда. Например, судно типа «Волго-Дон»

занимает практически всю длину и ширину камеры, оставляя на маневры судоводителей 8—9 м по длине (в общей сложности на корму и нос) и 1—1,5 м по ширине (на оба борта), повышая тем самым вероятность возникновения аварии или транспортного происшествия. При шлюзовании на Волго-Балте судно того же типа, находясь в камере, оставляет на маневрирование 100—120 м по длине (на корму и нос), и, так же, 1,0—1,5 м по ширине (на оба борта), а в шлюзах Верхне-Свирский, №1, №2, №7, №8 до 2,4 м по ширине (на оба борта).

Надо отметить, что основным судоходным требованием к компоновке гидротехнических узлов сооружений на судоходных реках и искусственных водных путях является правильное и целесообразное в данных природных условиях расположение судоходных шлюзов и подходов к ним в плане.

Расположение шлюзов и подходов к ним в плане должно обеспечивать безопасные и удобные условия:

а) ввода составов судов в шлюз и вывода из него;

39   

б) отстоя составов в подходах к шлюзу в ожидании шлюзования в случаях, когда камера шлюза занята другим составом судов;

в) подхода составов судов к месту их отстоя перед шлюзованием с реки или водохранилища.

В результате анализа аварий и транспортных происшествий в шлюзах водных путей России за 1985—2012 гг., стали известны средние значения аварийных происшествий в год для шлюзов, входящих в состав некоторых бассейновых водных управлений России (БВУ) (см. таблицу 1.11).

Таблица 1.11 — Частота аварийных ситуаций в шлюзах некоторых БВУ России Среднее число Наименование БВУ аварийных происшествий в навигацию, единицы

–  –  –

К итогам статистического анализа данных об авариях и транспортных происшествиях в судоходных шлюзах России можно отнести следующее: на возникновение аварийной ситуации в шлюзе главным образом оказывает влияние «человеческий фактор». Его действие представляется возможным оценить количественно, учитывая влияние соотношения размеров камеры шлюза и шлюзуемого судна и интенсивность судопропуска через исследуемый шлюз.

Анализ характера аварий и транспортных происшествий позволил сделать следующие выводы:

- в защите от навалов судов прежде всего нуждаются нижние ворота шлюзов со стороны верхнего бьефа, так как их разрушение при наполненной камере чревато наиболее тяжелыми последствиями;

40   

- для уменьшения количества навалов судов на ворота шлюзов необходимы разработка специальных мероприятий для помощи судоводителям в определении местонахождения судна в камере, расстояния до ворот и скорости судна, а также совершенствование системы дистанционного автоматического управления и навыков судовождения.

1.4. Оценка безопасности судоходных шлюзов Концепция анализа риска при оценке и обеспечении безопасности уже достаточно развита в ряде опасных отраслей промышленности — атомной энергетике, нефтехимии, производстве взрывчатых веществ и т.д. Напротив, такие гидротехнические сооружения, как судоходные шлюзы, являющиеся достаточно крупными сооружениями, свойства материалов тела и основания которых в сочетании уникальны для каждого сооружения, не располагают, на сегодняшний день, комплексным подходом, обобщенным в методику оценки риска аварий. Однако, владея на данном этапе исследований факторами, влияющими на возникновение аварий в шлюзах, можно приступить к формированию подхода по оценке риска аварий и транспортных происшествий в шлюзах.

Оценка безопасности на протяжении многих десятилетий осуществляется с использованием статистических и вероятностных схем из теории надежности систем. В соответствии с ГОСТ 27.002 – 89 [3] отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Критерий отказа — признак или совокупность признаков неработоспособности объекта, установленные в нормативно-технической и (или) проектноконструкторской документации. В классе задач, относящихся к теории надежности, эти подходы достаточно эффективные [59].

Р.М. Нарбут в [60] говорит о том, что в теории безопасности систем, если исследуются риски крушений и аварий, возникает необходимость в поиске других методов оценки опасности или безопасности, выходящих за рамки теории надежности. Статистика таких явлений неустойчива 41    вследствие редкости явления и множества причинных факторов. По всей видимости, появление события такого вида можно рассматривать как проявление системных ошибок, не исключающих и проявление «человеческого фактора». Вполне возможно для таких случаев маловероятных событий типа катастроф и аварий прибегнуть к оценке безопасности путем использования концепции риска, которая в настоящее время успешно развивается на транспорте [61-63].

Традиционный метод оценки рисков в работе элементов транспортной системы базируется на вероятностном подходе к решению проблемы [64].

Принципиально новое видение оценки риска аварий рассматривается в работе [65], и заключается в применении функционального анализа. Основа такого подхода заключается в построении «функций опасности» для количественной оценки степени риска. Отдельные «факторы опасности»

меняются по многомерному пространству, определяющему параметры внешних и внутренних возмущающих воздействий на систему. Факторы опасности так же могут являться функциями различного порядка. Класс математической модели функции опасности определяется конкретными условиями путем подбора соответствующей данному процессу функциональной зависимости. Так, расчеты вероятностей возникновения риска (отказа, аварии, несанкционированного вторжения и т.д.) основаны, в первую очередь, на использовании массивов статистических данных.

Собственно говоря, именно такой подход будет применен для решения задачи, обозначенной в результате диссертационного исследования.

Ряд работ [66-68], под руководством С.Н. Некрасова, посвящен систематизация всех, влияющих на безопасность плавания факторов, с целью выработки концептуального подхода к оценке степени риска. В результате исследования показано, что существует возможность математического описания ряда организационно-технических систем с использованием основных свойств «байесовских» сетей. В процессе работы рассмотрены основные теоретические подходы к применению метода «байесовских» сетей 42    для идентификации информационно-логических моделей навигационного риска судовождения на ВВП.

Регистр гидротехнических сооружений России насчитывает 110 судоходных шлюзов в своем составе, однако математически обоснованной методики оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах в настоящее время — нет.

Необходимо отметить, в практике декларирования безопасности судоходных шлюзов, существует несколько методик, которые на выходе позволяют оценить риск аварии судоходного шлюза. Однако ни одна из них не учитывает воздействия судна на конструкцию сооружения.

Так, методические рекомендации по оценке технического состояния и уровня безопасности судоходных гидротехнических сооружений (СГТС) разработанные специалистами ООО «ЭЦБ ГТС «Гидротехэкспертиза» [15], не учитывают воздействия судна на конструкцию шлюза. Безопасность судоходного шлюза в данной методике оценивается как обычного водоподпорного сооружения (плотина, ГЭС, дамба). Однако статистика аварий и транспортных происшествий показывает, что главным фактором их происхождения является не только техническое состояние сооружения, но и воздействие на эти сооружения судов.

Представляет интерес анализ событий (сценариев аварий), которые являются обоснованием для утверждения временных критериев безопасности, рекомендуемых ООО «ЭЦБ ГТС «Гидротехэкспертиза»

(см таблицу 1.12).

43    Таблица 1.12 — Анализ сценариев аварий, являющихся обоснованием для утверждения временных критериев безопасности, рекомендуемых ООО «ЭЦБ ГТС «Гидротехэкспертиза»

Число сценариев на шлюзах России в № Наименование сценариев, период п/п принятых по рекомендации до 1984 г. 1985 – 2012 гг.

–  –  –

Приведенный анализ (см. таблицу 1.12) показывает, что принятые при декларировании безопасности судоходных шлюзов временные критерии учитывают сценарии аварий, вероятность которых весьма мала и не подтверждается статистикой аварий на водных путях России. Отсутствуют какие-либо сведения о подобных авариях и в зарубежной практике эксплуатации шлюзов (Германия, Франция, США, Канада и др.)

Этому факту имеются объяснения:

1. Все эксплуатируемые судоходные шлюзы оснащены контрольно -измерительной аппаратурой (КИА) и системой наблюдений за состоянием конструкций, при этом любые отклонения в состоянии сооружения и их динамика фиксируются до наступления событий, а проведением соответствующих профилактических мероприятий любое, из указанных в таблице 1.8 может быть предотвращено. Примером является комплекс мероприятий по анкеровке стен шлюзов канала им. Москвы, 44    укрепление основания в шлюзе № 6 Волго-Балтийского водного пути, укрепление стен Павловского шлюза и.т.д. [45].

2. При проектировании судоходных шлюзов используются строительные нормы проектирования, которые учитывают как вероятность изменения нагрузок (воздействий), так и изменения состояния сооружения в зависимости от класса сооружения в расчет водится коэффициент надежности по ответственности (по назначению), который является гарантом, что указанные выше события (события 1-6, см.таблицу 1.12) произойти неожиданно не могут [45].

Разрабатываемый алгоритм для оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах, который может войти в состав полноценной методики для анализа и оценки риска аварий судопропускных ГТС, должен быть взаимно согласован и воспроизводим, так чтобы результаты оценок, выполненные по различным методикам для одного сооружения не противоречили здравому смыслу и друг другу.

Приведение разрабатываемых и имеющихся сегодня подходов по оценке риска аварий, распространяющихся на судопропускные сооружения, «к общему знаменателю» — одна из неотложных задач, которые следует решить в ближайшем будущем автору данной работы.

Декларирование безопасности судоходных шлюзов — отнюдь не единственная сфера применения разрабатываемого алгоритма: весьма полезной и актуальной представляется роль настоящего документа в ряде видов деятельности, касающихся менеджмента риска аварий. Таких как:

выбор и обоснование проектных решений, оценка эффективности мероприятий по повышению надежности ГТС, обоснование страховых тарифов и ставок и.т.д.

В соответствии с ФЗ №225 «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта, в результате аварии на опасном объекте» от 19.07 2010 г. [11], и ст.15 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21.07.97г. риск 45    гражданской ответственности по обязательствам, возникающим вследствие причинения вреда жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения, подлежит обязательному страхованию на время строительства и эксплуатации данного гидротехнического сооружения.

Договор страхования заключается на основании Правил страхования, разработанных и утвержденных Всероссийским Союзом Страховщиков в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации, при этом страховая сумма определяется исходя из класса, состояния и условий эксплуатации гидротехнического сооружения и максимально возможного размера причинения вреда от полного разрушения гидротехнического сооружения, выраженного в денежном эквиваленте.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 1.10.2011 г.

№808 [12] «Об утверждении страховых тарифов по обязательному страхованию гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте, их структуры и порядка применения страховщиками при расчете страховой премии», установлены базовые страховые тарифы по обязательному страхованию и порядок их применения. Для гидротехнических сооружений, в том числе для шлюзов, базовый страховой тариф равен 0,1% (т.е. 0,1 руб. на каждые 100 руб. страховой суммы).

При расчете страховой премии по договору обязательного страхования страховщик вправе применять дополнительный понижающий коэффициент, устанавливаемый им исходя из уровня безопасности опасного объекта, в том числе с учетом соблюдения требований технической и пожарной безопасности при эксплуатации опасного объекта, готовности к предупреждению, локализации и ликвидации чрезвычайной ситуации, возникшей в результате аварии на опасном объекте. Значение коэффициента варьируется в пределах от 1 до 0,9.

46    Экономический эффект от применения максимального понижающего в зависимости от страховой премии и условий страхования, может составить несколько десятков тысяч рублей, что безусловно является привлекательным как для владельца ГТС, так и для страховых компаний.

Таким, образом, для анализа и оценки риска аварий судоходного шлюза необходимо составление специальной методики с последующим согласованием ее в Ространснадзоре и утверждением в МинтрансеРФ. В основу этой методики должен быть положен алгоритм по оценке риска аварий и транспортных происшествий в шлюзах. Разработке этого алгоритма и посвящена данная работа.

1.5. Краткие выводы к п.1

1. На основе анализа работ [26-54] можно сделать вывод о том, что гидродинамические явления, происходящие в камере шлюза при шлюзовании судов, несомненно, оказывают сложность на действия судоводителя. Кроме того, скоростной режим судов при входе и выходе из камеры шлюза не всегда соблюдается, и на настоящий момент не имеет возможности контроля. Так же безопасность шлюзования осложняется конструктивными и компоновочными решениями шлюза (направляющие палы, подходные каналы, наличие порогов и.т.д). Судоходный шлюз в статическом состоянии не представляет опасности, а любая авария или транспортное происшествие в нем инициируется судном.

2. Статистические данные о состоянии аварийности показывают, что число транспортных происшествий с судами и составами в зонах судоходных гидротехнических сооружений составляет около 20 % от их общего количества.

3. В декларациях безопасности шлюзов указывается только уровень технического состояния и уровень безопасности сооружения. Анализ риска аварий и транспортных происшествий на настоящий момент не производится.

47   

4. На вероятность возникновения аварий и транспортных происшествий в шлюзах главным образом влияет «человеческий фактор».

Его действие представляется возможным оценить количественно, учитывая соотношение размеров камеры шлюза и шлюзуемого судна и интенсивность судопропуска через исследуемый шлюз.

5. Для оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах был выбран подход, заключающийся в построении регрессионных многофакторных моделей, при котором расчеты вероятностей возникновения риска аварий и транспортных происшествий основаны, в первую очередь, на использовании массивов статистических данных.

48   

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РИСКА

АВАРИЙ И ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ В СУДОХОДНЫХ

ШЛЮЗАХ

Одной из целей, проводимого в предыдущей главе статистического исследования, была задача о выявлении определенных закономерностей, или факторов (подфакторов), влияющих на риск возникновения аварий и транспортных происшествий в шлюзах. Закономерности были определены, поэтому в качестве математического аппарата с целью моделирования риска использовался метод построения и анализа уравнений множественной регрессии.

Необходимость использования этого метода моделирования определяется в данном случае тем, что для накопления достаточного массива статистических данных требуется много времени и средств, поэтому факторный анализ предлагается проводить по результатам имеющихся статистических данных (пассивный эксперимент).

–  –  –

Рисунок 2.1 — Блок-схема формирования базы данных для оценки риска аварий и транспортных происшествий в судоходных шлюзах 50   



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«Протопопов Валерий Александрович АГРЕГИРОВАННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ УЯЗВИМОСТИ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«Язвенко Полина Александровна ОПАСНЫЕ ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СЕВЕРНОГО СИХОТЭ-АЛИНЯ И ПРОГНОЗ ИХ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТНОМ ОСВОЕНИИ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ ЖД ЛИНИИ КОМСОМОЛЬСК-СОВЕТСКАЯ ГАВАНЬ) Специальность 25.00.08. – Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение Диссертация на соискание ученой...»

«УДК 528.94 СОМОВ Эдуард Владимирович ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ОБЩЕСТВЕННЫМ ТРАНСПОРТОМ НА ПРИМЕРЕ Г. МОСКВЫ Специальность 25.00.33 – картография ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата географических наук Научный руководитель: д.г.н., проф. Тикунов Владимир Сергеевич Москва – 2015 Содержание 1. Введение: 2. Глава 1. Научно-методологические основы...»

«Григорьева Светлана Владиславовна УПРАВЛЕНИЕ СТРАТЕГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ РАЗВИТИЯ ГРУЗОВЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами: транспорт) Диссертация на соискание ученой степени доктора экономических наук Йошкар-Ола Содержание Введение 1. Теоретические основы...»

«ТУРСУНОВ ЗАКИР ШУХРАТОВИЧ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ Специальность: 05.26.01 Охрана труда (в строительстве) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических...»

«Протопопов Валерий Александрович МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОЦЕНКИ УРОВНЯ УЯЗВИМОСТИ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Иркутск Оглавление ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. Проблема оценки уязвимости объектов транспортной инфраструктуры (ОТИ) и возможные подходы к ее решению 1.1 Анализ состояния дел в области исследования уязвимости...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.