Совершенствование методов оценки и управления аварийным риском в чрезвычайных ситуациях при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.02, кандидат технических наук Петров, Сергей Викторович

• Петров, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Петров, Сергей Викторович

Введение

1 ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ РИСКА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

1.1 Анализ риска

1.2 Нарушения безопасности движения на железных дорогах

1.3 Методы оценки риска

2 МЕТОД ОЦЕНКИ АВАРИЙНЫХ РИСКОВ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

2.1 Оценка риска возникновения аварийных происшествий при перевозке нефти и нефтепродуктов на железнодорожном транспорте

2.2 Метод оценки общесетевого аварийного риска 26г

2.3 Метод оценки аварийных рисков при перевозке нефти и нефтепродуктов по конкретному маршруту

3 МЕТОДИКА ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ АВАРИЙНОГО РИСКА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

3.1 Эколого-экономическая оценка аварийного риска

3.2 Определение экологического ущерба от пролива нефти и нефтепродукта на грунт и в водные объекты

3.3 Определение экологического ущерба от возгорания нефти и нефтепродукта

3.4 Определение экологического ущерба в результате естественной убыли нефти и нефтепродуктов из цистерн

4 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АВАРИЙНОГО РИСКА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ПО КОНКРЕТНЫМ МАРШРУТАМ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО И СТРОЯЩЕГОСЯ УЧАСТКОВ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

4.1 Общесетевой аварийный риск при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте

4.2 Расчет аварийного риска и определение экологического ущерба от аварийных происшествий для маршрута массовой перевозки нефтепродуктов

4.3 Расчет аварийного риска и определение экологического ущерба от аварийных происшествий для строящейся железнодорожной линии 72 5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ АВАРИЙНЫМ РИСКОМ

5.1 Управление аварийным риском с помощью метода «снижение»

5.2 Управление аварийным риском с помощью метода «принятие»

5.3 Управление аварийным риском с помощью метода «передача»

5.4 Управление аварийным риском с помощью метода «исключение» 123 Выводы 124 Приложение А 126 Приложение Б 128 Приложение В 129 Приложение Г 130 Приложение Д 131 Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов оценки и управления аварийным риском в чрезвычайных ситуациях при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте»

Основную долю в структуре опасных грузов, транспортируемых по железной дороге, занимают нефтеналивные грузы (сырая нефть, дизельное топливо и мазут). В настоящее время доля нефтепродуктов в общем объеме грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, составляет около 20%. По данным Межведомственной комиссии по экологической безопасности России, около 30% аварийных происшествий на железнодорожном транспорте связано с разливами нефтепродуктов [34].

В 2008 году, по данным ОАО «РЖД», в стране в целом железнодорожным транспортом было перевезено порядка 300 млн. тонн нефтеналивных грузов. В последние годы нефтяные компании стали более интенсивно использовать железнодорожный транспорт для поставок сырья за границу (ежегодно на экспорт перевозится более 40 млн. тонн нефти).

Перевозки нефти и нефтепродуктов по железным дорогам являются экологически опасными и сопряжены с риском возникновения аварийных происшествий, последствиями которых могут быть проливы различного масштаба, а при неблагоприятных стечениях обстоятельств — пожары и взрывы, приводящие к значительным материальным потерям, загрязнению местности и поражению токсичными веществами значительных масс людей.

В мае 1996 года на станции Мы елец Горьковской дороги произошло крушение грузового поезда с опрокидыванием 23 вагонов-цистерн, разливом фенола и дизельного топлива с возгоранием последнего. Были загрязнены почва и водоемы на значительном расстоянии от места происшествия. Значительные материальные затраты вызваны, в основном, за счет проведения большого комплекса природоохранных мероприятий.

13 августа 2003 года на Свердловской железной дороге в 40 км от Свердловска попал в аварию состав, состоящий из 62 цистерн с бензином. При этом 21 цистерна сошла с рельс, взорвалась или загорелась. Работы по ликвидации разлива заняли больше месяца, однако даже в октябре проведенная проверка выявила наличие загрязнения грунтов нефтепродуктами на уровне 200 ПДК.

15 июня 2005 года на территории Зубцовского района Тверской области на перегоне Зубцов-Аристово Московского отделения Октябрьской железной дороги сошли с рельсов 26 вагонов с мазутом. На грунт вылилось более 780 т мазута, значительное количество которого попало в протекающие рядом с местом аварии речки Гостижа и Вазуза (приток Волги). При этом создалась угроза попадания нефтепродуктов в водохранилища, вода которых используется для питьевого водоснабжения Москвы.

В соответствии с Федеральным законом № 184-ФЗ «О техническом регулировании» количественной мерой безопасности в чрезвычайных ситуациях является аварийный риск. Поэтому анализ, оценка и управление аварийным риском при движении поездов с нефтепродуктами дает возможность разработать организационно-технические мероприятия по предупреждению и уменьшению последствий чрезвычайных ситуаций при перевозке нефти и нефтепродуктов по железным дорогам с целью сохранения безопасной среды обитания.

На основании Постановления Правительства РФ от 16.02.2008 г. №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» требуется расчет экологического риска и возможного загрязнения окружающей природной среды вследствие аварийных происшествий.

В тоже время эколого-экономическая оценка аварийного риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте позволит грузоперевозчикам, страхователям и страховщикам грузов оценивать и предвидеть возможные убытки от аварийных происшествий.

Целью исследования в данной работе является разработка научно-обоснованных методов оценки аварийных рисков и способов управления ими в чрезвычайных ситуациях при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе был решен ряд задач:

- рассмотрены основные концепции и методы анализа риска на железнодорожном транспорте;

- на основании проведенного анализа статистических данных по аварийным происшествиям при движении поездов, перевозящих нефтепродукты, была разработана иерархическая структура отказов социо-технической системы железнодорожного транспорта;

- предложены методы расчета среднесетевого аварийного риска при перевозке нефтепродуктов и расчета аварийного риска для конкретного маршрута;

- определена величина аварийного риска и ущерба окружающей среде при возникновении аварийного происшествия на двух участках железной дороги — строящемся и эксплуатируемом;

- на основе системного подхода с целью управления аварийным риском при железнодорожных перевозках нефтепродуктов, в соответствии с основными методами управления, был разработан комплекс организационно-технических и экономических мероприятий по предупреждению и уменьшению последствий чрезвычайных ситуаций.

Научная новизна.

Разработан метод оценки аварийного риска при движении поезда с нефтепродуктами по конкретному маршруту.

На основе теоремы Байеса определены апостериорные вероятности опасных отказов социо-технической системы железнодорожного транспорта, порождающие при перевозке нефтепродуктов именно крушения, аварии и особые браки в работе.

Разработана методика эколого-экономической оценки аварийного риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

Достоверность результатов подтверждается:

1. использованием фактических статистических данных по аварийным происшествиям при движении поездов, перевозящих нефтепродукты;

2. применением законов распределения случайных величин, адекватно описывающих реальные физические процессы;

3. определением, на основании консервативных допущений, верхней границы оценки аварийного риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

Практическая значимость.

Разработан метод оценки аварийного риска при перевозке нефтепродуктов по конкретному маршруту, позволяющий ранжировать маршруты по уровням риска и осуществлять выбор наиболее безопасного маршрута перевозки нефтепродуктов по железным дорогам. Прогнозы площади и размеров пятна загрязнения почвы нефтепродуктами и массы нефтепродуктов, попавших в водоемы, позволят выбрать оптимальный состав технических средств и объемы необходимых реагентов и адсорбентов для аварийно-восстановительных работ по ликвидации загрязнения окружающей среды в результате аварийных происшествий при железнодорожных перевозках нефтепродуктов. Эколого-экономическая оценка аварийного риска позволит грузоперевозчикам, страхователям и страховщикам грузов оценивать и предвидеть возможные убытки от аварийных происшествий при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

Автором лично выполнен значительный объем работ по созданию метода оценки аварийного риска в чрезвычайных ситуациях при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте. Проведены соответствующие расчеты и проанализированы полученные результаты.

Заключение диссертации по теме «Безопасность в чрезвычайных ситуациях (по отраслям наук)», Петров, Сергей Викторович

выводы

1. На основании анализа статистических данных по аварийным происшествиям при движении поездов, перевозящих нефтепродукты, разработана иерархическая структура опасных отказов социо-технической системы железнодорожного транспорта.

2. Разработаны методы оценки среднесетевого аварийного риска при перевозке нефтепродуктов и аварийного риска при движении поезда с нефтепродуктом по конкретному маршруту. Методы позволяют ранжировать маршруты по уровням риска и дают возможность осуществлять выбор наиболее безопасного маршрута перевозки нефтепродуктов по железным дорогам.

3. Разработана методика эколого-экономической оценки аварийного риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

4. Определены вероятности возникновения основных сценариев развития аварийных происшествий при перевозке нефтепродуктов по железным дорогам.

5. Получена формула для расчета площади пятна загрязнения почвы в результате аварийного происшествия с грузовым поездом, перевозящим нефтепродукты. Эта величина является одной из основных характеристик при определении размера ущерба от аварийного происшествия.

6. Для маршрута массовой перевозки нефтепродуктов (от ст. Татьянка Приволжской ж.д. до ст. Грушевая Северо-Кавказской ж.д.) и для строящейся железнодорожной линии (Томмот-Якутск (Нижний Вестях)) произведены оценка аварийного риска и расчет ущерба окружающей среде при возникновении аварийных происшествий.

7. Для данных маршрутов аварийный риск крушений, аварий грузового поезда с нефтепродуктами, а также особого брака в работе можно отнести к уровню приемлемого риска.

8. С использованием основных методов управления аварийным риском при перевозках нефтепродуктов по железным дорогам предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение состояния технических средств железнодорожного транспорта, уменьшение величины ущерба окружающей среде, применение экологического страхования перевозок нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Петров, Сергей Викторович, 2009 год

1. Акимов В.А., Богачев В.Я., Владимирский В.К. Экономические механизмы управления рисками чрезвычайных ситуаций / МЧС России. М.: ИПП «Куна», 2004. - 312 с.

2. Акимов В.А., Лапин В.Л., Попов В.М, Пучков В.А., Томаков В.И., Фалеев М.И. Надежность технических систем и техногенный риск. М.:ЗАО ФИД "Деловой экспресс", 2002 368 с.

3. Акимов В.А., Лесных В.В., Радаев H.H. Риски в природе, техносфере, обществе и экономике. М.: Деловой экспресс, 2004 352 с.

4. Андросюк В.Н., Филиппов В.Н. «Пути решения задач обеспечения безопасности перевозок опасных грузов железнодорожным транспортом». V научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов». М. 2004. С. Х-1-Ч-4.

5. Анненков A.B. «Оптимизация перевозок нефтеналивных грузов на железнодорожном транспорте». М.: ВИНИТИ РАН, 1999.-154 с.

6. Арене В.Ж., Саушин А.З., Гридин О.М. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений. М.: Интербук, 1999. - 180с.

7. Баранин В.Н. Экономика чрезвычайных ситуаций и управление рисками. ООО «Пожнаука». М.:2004.

8. Безопасность жизнедеятельности. Под общей ред. Белова C.B.- М,: "Высшая школа", 2001.

9. Болодьян H.A., Навценя В.Ю., Шебеко Ю.Н., Филиппов В.Н. «О пожаровзрывобезопасности перевозок грузов в железнодорожных цистернах». VI научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов». М. 2005. С. VII-7.

10. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. М., 2000. 431 с.

11. Владимиров В.А., Измалков В.И., Измалков A.B. Оценка и управление техногенной безопасностью. М., 2002. 184 с.

12. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. «Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. М.: Ин-октаво, 2005.-368 с.

13. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. М.- Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. 1999.

14. ГОСТ Р 22.0.01-94 БЧС. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения.

15. ГОСТ Р 22.0.07-95 БЧС. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов.

16. Государственный доклад "О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2001 году". М.: ВНИИ ГОЧС, 2002 - 172 с.

17. Государственный доклад "О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2002 году". М.: ФЦ ВНИИ ГОЧС, 2003 -157 с.

18. Должностная инструкция локомотивной бригаде. МПС РФ,М.: 1994-382с.

19. Елохин А.Н. Анализ и управление риском. Теория и практика. М.: Лукойл, 2000.

20. Железные дороги России. Цифры и факты.// Железнодорожный транспорт. М.: 1997-2007. №4, №5.

21. Козлитин A.M. Теория и методы анализа риска сложных технических систем: монография / A.M. Козлитин. Саратов, 2009. 200 с.

22. Козлитин A.M., Попов А.И. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы. Саратов, 2000. 200 с.

23. Козлитин A.M., Попов А.И., Козлитин П.А. Теоретические основы и практика анализа техногенных рисков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы. Саратов, 2002. 178 с.

24. Козлитин П.А., Козлитин A.M. Теоретические основы и методы системного анализа промышленной безопасности объектов теплоэнергетики с учетом риска: монография. Саратов, 2009. 156 с.

25. Красковский А.Е. Экономические механизмы управления безопасностью движения.// Железнодорожный транспорт. М.: 2002. №5.

26. Кузьмин И.И., Махутов H.A., Хетагуров C.B. «Безопасность и риск: эколого-экономические аспекты». СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1997. -164 с.

27. Легасов В.А., Демин В.Ф., Шевелев Я.В. Дисконтирвание и компромисс между поколениями. // Проблемы анализа риска. Том 2. № 2. 2005.

28. Лисенков В.М. Статистическая теория безопасности движения поездов: Учебное пособие для вузов.-М.:ВИНИТИ РАН, 1999.-332 с.

29. Лунев В.Д, Рыжов М.Г. Средства устранения аварийной негерметичности в газовом и химическом оборудовании. Труды 5 Всероссийской научно-практической конференции «Пожарная безопасность и охрана труда в газовой и химической промышленности». СПб.: 1999.

30. Методика определения ущерба окружающей природной среде и дополнительных расходов железных дорог, возникающих приаварийных ситуациях с опасными грузами/ МПС России, МИР России.-М.,2001.-198 с.

31. Методика определения ущерба окружающей среде при авариях на магистральных нефтепроводах. Утверждена Минтопэнерго РФ 01.11.95г., согласована с департаментом Государственного экологического контроля Минприроды РФ. М.: Транспресс, 1996. 68 с.

32. Мэтьюз Дж, Уокер Р.Математические методы в физике. Пер. с англ. Атомиздат. М.: 1972.

33. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. — М.: Мир, 1990. — 342 с.

34. Основные показатели риска аварии в терминах теории вероятности

35. Гражданкин А.И., Дягтерев Д.В/Санкт-Петербург-2002.

36. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах. В. А. Акимов, В. В. Лесных, H. Н. Радаев. М.: Деловой экспресс, 2004. - 352 с.

37. Оценка и управление природными рисками// Материалы общероссийской конференции «Риск-2000». М.: Анкил, 2000. - 478 с.

38. Петров C.B. «К вопросу оценки ущерба от аварийных происшествий при перевозке нефти и нефтепродуктов на железнодорожном транспорте» // Труды VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 2006. С. 13-14.

39. Петров C.B., Сухов Ф.И. «К вопросу о классификации нарушений безопасности движения поездов (вагонное хозяйство)» // Труды VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 2006. С. 14-15.

40. Петров C.B., Сухов Ф.И. «К вопросу организации мероприятий по предупреждению аварийных ситуаций при перевозке нефти и нефтепродуктов» // Труды IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 2008. С. 1-17-1-18.

41. Петров C.B., Сухов Ф.И. «Экологические аспекты перевозки грузов и пассажиров» // XII Всероссийская экологическая конференция молодежи «ЭКО-2006». Сборник работ. М. 2006. С. 296-297.

42. Положение о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера/ Утверждено Постановлением Правительства РФ № 1094 от 13.9.1996 г.

43. Попов В.Г., Петров C.B. «К вопросу оценки аварийного риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте» // Труды VI научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 2005. С. IV-13-IV-14.

44. Попов В.Г., Петров C.B. «Метод оценки аварийного риска при перевозке нефти и нефтепродуктов по железным дорогам» // Журнал «Безопасность жизнедеятельности» № 9. М. 2009. С. 39-43.

45. Попов В.Г., Петров C.B., Сухов Ф.И. «О количественной оценке уровня безопасности движения поездов» // Труды VI научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 2005. С. IV-12-IV-13.

46. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. М.: Роскомзем, 1993.

47. Потапов Б. В., Радаев H. Н. Экономика природного и техногенного рисков. М.: ФИД «Деловой экспресс», 2001.

48. Правила перевозок опасных грузов./Изд.М.:2004 г.

49. Правила пожарной безопасности на железнодорожном транспорте. ППБО-109-92. В ред. Приказа МПС РФ от 06.12.2001 № 47.

50. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. В ред. Приказов МПС от 03.07.2001 г. № 16, от 27.05.2002 №24.

51. Приказ МПС РФ от 08.01.1994 № 1Ц (ред. от 17.10.2000) "О мерах по обеспечению безопасности движения на железнодорожном транспорте".

52. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: Сборник обзорной информации/Гл. редактор- чл.-корр.РАН Махутов H.A. -М. :ВИНИТИ,2004.

53. Радзиховский Е.А. «Исследование поведения вагонов при аварийном соударении». Вестник ВНИИЖТ. № 3, 1994. С. 9-12.

54. Расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии. Методические указания. РД-17-89. М.: Минихимнефтепром, 1990. 12 с.

55. Савчук В. П. Байесовские методы статистического оценивания: Надежность технических объектов. М.: Наука, 1989. - 328 с.

56. Соколов Ю.И. Вопросы безопасности транспортировки опасных грузов. // Журнал «Проблемы анализа риска». Т.6. № 1. 2009 г.

57. Теория вероятностей/Вентцель Е.С./Высшая школа. М.:1998.

58. Томаков В. И. Прогнозирование техногенного риска с помощью «Деревьев отказов»: Курск, 1997. 99 с.

59. Филиппов В.Н. «Пути повышения безопасности перевозки опасных грузов». Вторая научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов». М. 2000. С. I-24-I-25.

60. Филиппов В.Н. «Совершенствование нормативно-правовой базы проектирования вагонов важнейший фактор обеспечения безопасности перевозки опасных грузов. V научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов». М. 2004. С. I-8-I-9.

61. Филиппов В.Н., Недорчук Б.Л. «К вопросу выбора режимов технического воздействия на цистерны при аварийных ситуациях». Тезисы докладов IX международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта» Днепропетровск, 1996. С. 215.

62. Филиппов В.Н., Недорчук Б.Л. «Общие технические требования по обеспечению безопасности перевозок при проектировании вагонов-цистерн для опасных грузов». Труды научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 1999. С. 1-4.

63. Филиппов В.Н., Радзиховский Е.А. «Технические средства защиты котла цистерны для опасных грузов при аварийных ситуациях» // Тезисы докладов по итогам недели науки-94. М.1995. С 114-115.

64. Филиппов В.Н., Скуратов А.Е. «Общетехнические требования к арматуре вагонов-цистерн для опасных грузов». Труды научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М. 1999. С. IV-15-IV-16.

65. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценкариска. М.: Машиностроение, 1981. - 526 с. 86.Челышев В. П. Основы теории взрыва и горения. - М.: МО СССР, 1981. -211 с.

66. Шебеко Ю.Н., Филиппов В.Н., Навценя В.Ю., Костюхин А.К., Токарев П.М., Замышевский Э.Д. Способы противопожарной защиты резервуаров со сжиженными углеводородными газами». Пожаровзрывобезопасность. № 4, 1999. С. 33-42.

67. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М., Филиппов В.Н., Черноплеков А., Бородкин А.Н, Симонов О.А. Гуринович JI. 1. Постановка задачи и рассмотрение типовых сценариев аварии.» Пожаровзрывобезопасность. № 4, 1992. С. 46-51.

68. Шинкаренко И.Э. Страхование ответственности: Справочник М.: Финансы и статистика, 1999 г.-352 с.

69. Doherty Neil A. Integrated Risk Management: techniques and strategies for reducing risk. McGraw-Hill, 2000, - 646 p.

70. Kozlitin A.M. Methodology of integrated risk assessment for potentiallydangerous objects of techno-sphere / A.M. Kozlitin, A.I. Popow //

71. Economics and Environmental: Journal of the European Association of141

72. Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 1999. Nr 2(15). P. 7-21.