Experimental Approbation of a Mathematical Model Used to Assess the Collective Fire Hazard Risk of Automobile Gas Stations

Shakhmanov Fanis Faritovich PhD in Technical Science Senior Lecturer, Department of Fire Safety, Ufa Aviation Technical University 450017, Russia, respublika Bashkortostan, g. Ufa, ul. 8 Marta, 12/1, kab. 553 fanissss@mail.ru

Fomin Aleksandr Viktorovich PhD in Technical Science professor of the Department of Supervisory Activity at Saint Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia 196105, Russia, g. Saint Petersburg, pr. Moskovskii, 149 fom-deg@yandex.ru

Основным методом осуществления федерального государственного пожарного надзора (далее – ГПН) является организация и проведение проверок состояния объектов защиты. Риск-ориентированный подход представляет собой метод осуществления государственного надзора, при котором выбор периодичности проверок определяется отнесением объектов защиты к определенной категории риска. Цель риск-ориентированного подхода: оптимальное использование ресурсов и повышение результативности деятельности органов ГПН, снижения издержек юридических лиц и индивидуальных предпринимателей ^[1].

Анализ применения риск-ориентированных подходов при осуществлении федерального ГПН, выявил несоответствие между существующими и требуемыми значениями качества принципов категорирования:

- критерии отнесения АГЗС к определенной категории риска, не связаны с уровнем риска причинения вреда людям, что не позволяют точно оценить уровень пожарной опасности АГЗС и уравнивает их по категории риска;

- параметры, по которым определяется категория риска АГЗС, не учитывают вероятность и тяжесть потенциальных негативных последствий возможного несоблюдения обязательных требований пожарной безопасности, как того требует федеральное законодательство, что также не позволяет объективно судить об уровне пожарной опасности АГЗС.

Необъективная оценка влияет на частоту проверок. Следствием частых проверок является повышение издержек владельцев АГЗС и надзорных органов, а редкие проверки или их отсутствие увеличивают взрывопожарную опасность АГЗС.

Это позволило выдвинуть гипотезу о том, что система риск-оринтированного пожарного надзора на АГЗС будет объективна и эффективна, если ее дополнить дополнительным элементом: функциональной подсистемой расчета риска, которая будет учитывать вероятность и тяжесть негативных последствий от возможного несоблюдения обязательных требований пожарной безопасности.

Анализ существующей и утвержденной МЧС России методики по определению расчетных величин пожарного риска на производственных объектах ^[2] в целях риск-ориентированного подхода показал, что она не применима по следующим основным причинам:

- значительная часть большого объема информации, которая необходима при расчете риска, не доступна без проведения проверки на объекте, например информация о наличии и техническом состоянии средств пожарной автоматики;

- информации об объекте защиты, содержащейся в декларациях и паспортах безопасности может быть не объективной и недостоверной.

Разработка математической модели расчета риска в целях риск-ориентированного подхода потребовала получения ответов на следующие вопросы:

1. Какова вероятность несоблюдения требований пожарной безопасности на АГЗС?

2. Как влияет несоблюдение требований пожарной безопасности на АГЗС на тяжесть негативных последствий от пожаров на них?

В целях получения ответов на данные вопросы был проведен статистический эксперимент, в ходе которого собраны материалы по результатам плановых и внеплановых проверок органов ГПН, Ростехнадзора, прокуратуры ^[3], а также судебная практика ^[4], в части нарушения требований пожарной безопасности на АГЗС в Республике Башкортостан, в период с 01 января 2016 года по 31 декабря 2017 года (Таблица 1), при этом учитывалось, что некоторые нарушения, выявляемые не органами ГПН, соотносятся с нарушениями требований норм пожарной безопасности. Так, отсутствие лицензии на эксплуатацию взрывопожароопасных производственных объектов, можно соотнести с нарушением п. 439 ^[5], т.к лицензия является обязательным эксплуатационным документом.

Таблица 1 – Сведения о количестве и уровне опасности нарушений обязательных требований пожарной безопасности, выявленных при проведении проверок АГЗС в Республике Башкортостан за 2016-2017гг.

Таким образом, была получена малая выборка – проверенные АГЗС в Республике Башкортостан с объемом п = 23 , при генеральной совокупности - общее количество АГЗС в Республике Башкортостан (Таблица 2).

Для установления шкалы измерения уровня опасности допущенных нарушений требований норм пожарной безопасности, выявленных при проверках АГЗС, применили установленные надзорными или судебными органами меры наказания:

- отсутствие наказания- 0 баллов (не опасно);

- административное наказание в виде штрафа – 1 балл (малоопасный);

- временная приостановка деятельности – 2 балла (опасно),

- полный запрет деятельности – 3 балла (высокая опасность);

- уголовное наказание в виде лишения свободы - 4 балла (критическая опасность).

Распределение шкалы основано на принципе соответствия назначенного наказания тяжести правонарушения.

Таблица 2 – Распределение выборки уровень опасности АГЗС

Качественная репрезентативность выборки обеспечивается однородным составом генеральной совокупности, случайным выбором единиц совокупности.

Количественная репрезентативность подтверждается большим процентом выборки по отношению к генеральной совокупности – 14,3 %.

Основные выводы по итогам статистического эксперимента:

1. Во всех проверенных АГЗС выявлялись нарушения требований норм пожарной безопасности, т.е. вероятность нарушения требований пожарной безопасности равна 1;

2. Все АГЗС имеют разный уровень пожарной опасности, что подтвердило нашу гипотезу.

3. В среднем, на каждом АГЗС выявлялось 3 нарушения обязательных требования пожарной безопасности, которые, по установленной нами шкале, имеют средний уровень опасности.

4. Количество нарушений не влияет на уровень опасности, т.к. объекты защиты с одним нарушением могут высокий уровень опасности и наоборот объекты защиты с большим количеством нарушений иметь низкий уровень опасности.

5. Наиболее опасные нарушения выявлялись при внеплановых проверках, что подтверждает утверждение о том что, отсутствие проверок повышает опасность АГЗС;

6. Не соответствие минимальных расстояний от АГЗС до жилых и общественных зданий, является характерным нарушением и встречается на каждом пятом АГЗС, что подтверждает наше утверждение о том, что оценка риска должна учитывать опасность для всех людей, оказавшихся в зоне негативных последствий от пожара.

Создаваемая система оценки риска АГЗС является функциональной подсистемой системы риск-ориентированного подхода к осуществлению ГПН на АГЗС (Рисунок 1). Назначение системы: расчет количественного параметра риска для дальнейшего категорирования

Процесс – расчет вероятности и тяжести негативных последствий возможного несоблюдения требования пожарной безопасности.

Входным элементом является количественные показатели, характеризующие пожарную опасность АГЗС.

Система является искусственной, организационно-технической и создается для выполнения определенной операции. Операцией является расчет риска.

Рисунок 1 - Система оценки риска АГЗС

В целях создания адекватной модели расчета риска, сформулированы принципиальные допущения (упрощения):

1. В качестве тяжести последствий учитывается ущерб жизни и здоровью человека. Не учитываются проявления опасных факторов пожара (далее ОФП) в отношении животных, материальных ценностей и другие виды ущерба.

2. Риск рассчитывается в равной степени, для всех людей, оказавшихся в зоне поражения, независимо от нахождения от эпицентра проявления ОФП.

3. Модель должна рассчитать коллективный пожарный риск, без деления людей на группы и социумы.

4. Не различаются погибшие и травмированные, объединенные их под общим термином «пострадавшие».

5. Принимаем, что в реализации негативного события участвует весь объем опасных веществ, который может присутствовать на АГЗС.

6. Принимаем развитие опасного события – пожара, по наихудшему сценарию.

7. Размер зоны поражения принимается в соответствии с проведенными ранее исследованиями и расчетами в этой области.

8. Средства аварийной защиты, и другие автоматические средства обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения на момент возникновения пожара находятся в нерабочем состоянии.

9. В целях исключения субъективной составляющей, в разрабатываемой модели, не использоваться информация, содержащаяся в декларациях пожарной безопасности, не используется любое экспертное оценивание.

Риск определяется рядом случайных событий. Оценивая величину риска R, необходимо учитывать те случайные события, которые влияют на его величину. Такими случайными явлениями в нашем случае являются:

– степень вероятности несоблюдения обязательных требований пожарной безопасности (R1);

– степень тяжести потенциальных негативных последствий возможного несоблюдения обязательных требований пожарной безопасности (R2).

R={ R1, R2} (1)

Учитывая, что проведенный статистический эксперимент показал, что на сегодняшний день, вероятность несоблюдения требований пожарной безопасности равна 1, будем оценивать вероятность самого события и вероятную тяжесть последствий этого опасного события, т.е. пожара. В итоге, математическая модель определения коллективного пожарного риска АГЗС принимает следующий вид:

(2)

где:

n – количество произошедших аварий на АГЗС, связанных пожарами, статистические данные, шт.;

N – число АГЗС в стране, статистические данные, шт.;

t– наблюдаемый (анализируемый) период, год;

nп – число пострадавших на пожарах, случившихся на АГЗС в стране, статистические данные, чел.;

Nп – число людей, подверженных опасности в стране, чел.;

Nпп – количество возможных пострадавших, находящихся в зоне поражения при пожаре на АГЗС, чел.;

Математическая модель разработана на основе научных определений теории вероятностей. Получаемый в результате расчетов результат, выражает степень риска в виде числового показателя от 0 до 1.

Показатели переменных п и пп опираются на статистические данные об авариях, взрывах, пожарах происходивших на АГЗС ^[6].

Переменная Nп выражает число людей, подверженных опасности в стране, т.е. людей, которые гипотетически могут оказаться близ АГЗС. В целях упрощения расчетов и учитывая, что АГЗС имеются во всех регионах нашей страны, расположены на основных транспортных магистралях, в населенных пунктах, принимаем за количество рискующих все население нашей страны. Nп = 145 000 000 человек.

Nпп - количество возможных пострадавших, находящихся в зоне поражения, в целях исключения сложных расчетов необходимо принять в соответствии с проведенными исследованиями в этой области ранее. Наиболее подходящим являются Методические рекомендации по определению количества пострадавших при чрезвычайных ситуациях ^[7].

Таким образом, информация необходимая при расчетах имеется в общем доступе или может быть запрошена официально. Недостатка в необходимых данных нет, применение субъективных оценок исключено.

Работа по экспериментальной апробации модели проводилась в период с сентября по октябрь 2017 года, при уточнении периодичности надзорных мероприятий на АГЗС в республике Башкортостан. В соответствии с критериями ^[8], все АГЗС подходят под категорию значительного риска, однако применение такого динамического показателя как, отсутствие пожаров на объекте за последние 5 лет, относит их к категории среднего риска, которая предусматривает проведение проверки не чаще чем раз в 7 лет. Если учесть, что категория умеренного риска предусматривает проведение проверки не чаще чем один раз в 10 лет, то объекты, отнесенные к категории среднего риска, один раз в 7 лет, один раз 8 лет и один раз в 9 лет. Для разбиения на подкатегории применили нормативные и допустимые значения, установленные для социального пожарного риска ^[9].

Если разложить на шкале от 0 до 1 предельные значения социального пожарного риска для производственных объектов, то можно выделить три промежутка (Рисунок 2), которые стали критериями для определения степени коллективного пожарного риска (Таблица 3).

Рисунок 2 – Критерии коллективного пожарного риска АГЗС

Таблица 3 - Отнесение объектов защиты к определенной категории и подкатегории риска, применяемая к АГЗС

Экспериментальная апробация показала, что математическая модель:

1. Соответствует требованиям действующего законодательства РФ в части учета вероятности и тяжести потенциальных негативных последствий для людей от возможного пожара.

2. Позволяет определить периодичность плановых проверок АГЗС, внутри категории, по количественному показателю уровня риска.

3. Позволяет устранить неопределенность и уточнить распределение периодичности плановых проверок, тем самым устраняет проблему необъективности существующего метода категорирования.

4. Применима к другим стационарным производственным объектам, применяющим в процессе эксплуатации легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие газы.