close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Обоснование безопасных условий труда персонала пассажирского канатного транспорта при проектировании

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Панфилов Алексей Викторович
Обоснование безопасных условий труда персонала
пассажирского канатного транспорта при проектировании
05.26.01. - Охрана труда (машиностроение)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Ростов-на-Дону - 2016
2
Работа выполнена в Федеральном государственном
образовательном
учреждении
высшего
образования
государственный технический университет» (ДГТУ)
бюджетном
«Донской
Научный
руководитель:
Месхи Бесарион Чохоевич, доктор технических
наук, профессор, зав. кафедрой БЖД и ЗОС
Донского
государственного
технического
университета, лауреат премии Правительства РФ в
области образования
Официальные
оппоненты:
Новиков
Валерий
Владимирович,
доктор
технических
наук,
заведующий
кафедрой
физической, коллоидной химии и управления
качеством
Кубанского
государственного
технологического университета
Борисова Анастасия Викторовна, кандидат
технических наук, заместитель руководителя Центра
охраны труда торгово-промышленной палаты
Ростовской области
Ведущая организация: Открытое
акционерное
общество
«Научнотехнический
центр
по
безопасности
в
промышленности» (ОАО «НТЦ «Промышленная
безопасность»). Юридический адрес: РФ, 109147, г.
Москва ул. Таганская д. 34а, Почтовый адрес:
РФ,109147, г. Москва, 147, а/я 224
Защита состоится 22 декабря 2016 года в 10 часов 00 минут на заседании
диссертационного совета Д212.058.06 по адресу: 344010, г. Ростов-на-Дону,
пл. Гагарина, д.1. (тел. для справок 8-863-2-381-345)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Донского
государственного технического университета
Автореферат разослан «__»_______2016 года.
Ученый секретарь диссертационного
совета доктор технических наук, проф.
Рыбак Александр Тимофеевич
3
Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования. Одной из важнейших задач
Правительства РФ в текущий период является создание инфраструктуры для
производства оборудования по импортозамещению в машиностроении, что
предусмотрено государственной программой «Развитие промышленности и
повышение ее конкурентоспособности», подпрограммы 3 «Машиностроение
специализированных производств (строительно-дорожная и коммунальная
техника, пожарная, аэродромная, лесная техника)».
Канатное метро является инновационным видом канатного транспорта
(разновидностью пассажирской подвесной канатной дороги - ППКД) и
предназначено для перевозки пассажиров в урбанизированной среде, между
населенными пунктами и непосредственно в мегаполисах, расположенных на
пересеченной местности, в том числе с наличием водных преград (река, озеро,
пролив и т.д.).
С точки зрения Градостроительного Кодекса канатный транспорт
представляют собой линейный объект транспортной инфраструктуры,
безопасность пассажиров на которых является определяющим параметром при
ее эксплуатации.
В мире насчитывается более 10 тысяч единиц пассажирского канатного
транспорта. По состоянию на 2015 год в государственном реестре опасных
производственных объектов Российской Федерации зарегистрировано 755
канатных дорог, в том числе: 213 – подвесных и 542 буксировочная канатная
дорога. С 2010 года эксплуатируется первая в России ППКД между городами,
соединившая центральную часть областного центра Нижнего Новгорода и город
Бор по кратчайшему пути - над рекой Волгой.
При проектировании канатного метро необходимо обеспечить
безопасность данного объекта на всех этапе его жизненных циклах.
Нормативными документами предусматриваются требования по обеспечению
безопасности машин и оборудования при проектировании, а именно должны
быть: идентифицированы возможные виды опасности при эксплуатации на
этапе проектирования, в том числе при проведении эвакуации пассажиров;
проведена оценка риска объекта в целом и обоснована безопасность персонала
при его эксплуатации; определены и установлены допустимые риски по
выявленным опасностям, связанным с эксплуатацией.
Одним из основополагающих документов проектирования является
руководство (инструкции) по эксплуатации, включающее: указания по
использованию канатного транспорта и меры по обеспечению безопасности при
вводе и эксплуатации объекта; техническому обслуживанию; все виды
ремонтов; периодическое диагностирование; испытания; перечень критических
отказов; возможные ошибочные действия персонала, которые приводят к
инциденту или аварии; действия персонала в случае критического отказа,
инцидента или аварии; сведения о квалификации персонала.
При проектировании машины и оборудования разрабатывается
обоснование безопасности, в котором имеются требования к персоналу для
обеспечения безопасности и по анализу риска применения.
4
Актуальность диссертационного исследования базируется на создании
автором новых структур и конструкций пассажирских канатных дорог для
использования их в качестве городского транспорта (канатного метро) на основе
дискретных движителей с резервированием агрегатов, механизмов, узлов и
деталей, необходимостью введения дополнительных профессиональных
требований к знаниям, умениям, трудовым действиям персонала и их
профессиональной пригодности для проведения эвакуации на опасных работах,
требующих повышенного внимания и высокой ответственности при
критических отказах, авариях и инцидентах.
Степень разработанности темы исследования. Федеральным законом
№116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных
объектов» ППКД отнесены к категории опасных производственных объектов III
класса опасности. В соответствии со ст. 9 [1] организация, эксплуатирующая
ППКД,
обязана: обеспечивать укомплектованность штата работников1;
допускать
к
работе
лиц,
удовлетворяющих
соответствующим
квалификационным
требованиям
и
не
имеющих
медицинских
противопоказаний; обеспечивать проведение подготовки и аттестации
работников в области промышленной безопасности.
Основу исследований в области охраны труда и безопасности опасных
производственных объектов составили публикации академика Махутова Н.А.,
докторов технических наук Дукельского А.И., Беркмаеа М.Б., Патарая Д.И.,
Русака О.Н., Сидорова В.И., Панасенко Н.Н., Печеркина А.С, Котельникова
В.С., Кловач Е. В., Короткого А. А., Липатова А.С., Чукарина А.Н., Булыгина
Ю.И., Новикова В.В. и ряда других ученых, а также работы по рискам
Х.Кумамото, В.Маршала, Э.Д.Хенли Э. Гамма, Р. Хелма, Р. Джонсона, Дж.
Влиссидеса, Ю.И. Бродского, Ф. Крачтена, А.М. Марасанова, М. Фаулера и др.
Объект исследования – условия труда персонала на канатном
транспорте.
Предмет исследования – оценка риска возможных ошибочных действий
персонала канатного транспорта при критических отказах, которые приводят к
эвакуации.
Идея работы - на основе процедуры риск анализа обеспечить требования
к безопасным условиям труда персонала при проектировании структурной
схемы и элементов резервирования, предусматривающих в планах эвакуации
доставку подвижного состава с пассажирами на станции, при прогнозируемых
сценариях развития критических отказов на канатном транспорте.
Цель работы – обеспечение безопасных условий труда персонала на
основе процедуры риск анализа, учитывающей структурную схему и
технические решения с элементами резервирования для осуществления
1
Персонал - работники организации, осуществляющие эксплуатацию и/или техническое
обслуживание ППКД. Вспомогательный персонал: дежурные по станции, контролеры, проводники.
Обслуживающий персонал: слесарь-обходчик и электромеханик.
5
эвакуации при прогнозируемых критических отказах на канатном транспорте
путем доставки подвижного состава с пассажирами на станции.
Для достижения поставленной цели решаются следующие основные
задачи:
1.
выявить основные
причины аварий, инцидентов, несчастных
случаев на канатном транспорте и методы прогнозирования их социальноэкономических последствий;
2.
прогнозирования опасных ситуаций и сценариев их локализации
при эксплуатации канатного транспорта, учитывающих структурную схему,
конструктивные особенности резервирования и действий персонала при
критических отказах, авариях и инцидентах;
3.
обоснование безопасных условий труда персонала канатного
транспорта за счет мероприятий технического, технологического и
организационного характера;
4.
формулирование
дополнительных
трудовых
действий,
профессиональных знаний и умений при проведении эвакуации персоналом
канатного транспорта и их профессиональной пригодности на опасных работах,
требующих повышенного внимания и высокой ответственности при
критических отказах, авариях и инцидентах.
Научная новизна заключается в следующем:
1. Систематизированы критические отказы и идентифицированы
значимые опасности на канатном транспорте в результате обработки
статистических данных по авариям и инцидентам, а также спрогнозированы их
социально-экономические последствия2.
2. Обоснован логико-вероятностный алгоритм структурной схемы и
оценки риска при конструировании канатного транспорта с дискретными
движителями и элементами резервирования,
позволяющий персоналу
локализовать критические отказы, путем доставки подвижного состава с
пассажирами на станции3.
3. Обоснован механизм
системы управления охраной труда,
обеспечивающий безопасные условия труда персонала канатного транспорта
при эвакуации на основе мероприятий технического, технологического и
организационного характера, учитывающих структурную схему привода,
конструктивные особенности систем резервирования, надежность его
элементов, необходимые действия персонала в отведенное время4.
Теоретическая и практическая значимость работы:
1. Идентифицированы критические отказы и ошибки персонала,
эксплуатирующего пассажирские канатные дороги, путем обработки
статистических данных по результатам опасных ситуаций и сценариев их
локализации в период с 1995 по 2016 гг.
2. Проведен риск анализ при обосновании безопасности на этапе
проектирования с учетом резервирования агрегатов, механизмов, узлов, деталей
2
Пункт 1, 5, областей исследования паспорта специальности 05.26.01 Охрана труда (машиностроение)
Пункт 7. область исследования паспорта специальности 05.26.01 Охрана труда (машиностроение)
4
Пункт 11. области исследования паспорта специальности 05.26.01 Охрана труда (машиностроение)
3
6
с целью снижения профессиональных требований к обслуживающему
персоналу при действиях в опасных ситуациях по обеспечению безопасных
условий труда.
3. Создан алгоритм синтеза структуры и конструкций пассажирских
канатных дорог с учетом резервирования агрегатов, механизмов, узлов, деталей
с целью снижения профессиональных требований к обслуживающему
персоналу при действиях в опасных ситуациях, предусмотренных планом
спасения и эвакуации пассажиров.
4. Сформулированы дополнительные профессиональные требования к
знаниям, умениям, трудовым действиям персонала канатного транспорта и их
профессиональной пригодности для проведения эвакуации на работах,
требующих повышенного внимания и высокой ответственности при
критических отказах, авариях и инцидентах.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы
методы сбора и накопления информации, системного, структурного и
функционального анализа, математической статистики, риск анализа.
Эмпирическую основу
работы
составили официальные данные
ежегодных отчетов Ростехнадзора, акты расследования аварий, предписания,
выдаваемые при осуществлении государственного надзора, существующие
информационные системы, используемые в близких областях знаний.
Положения выносимые на защиту:
1. Результаты анализа аварий и идентификация значимых опасностей по
выявлению критические отказы на канатном транспорте, прогнозирование их
социально-экономические последствия.
2. Алгоритм
подбора
оптимальной
структурной
схемы
при
конструировании канатного транспорта с дискретными движителями и
элементами резервировании, позволяющая локализовать критические отказы,
путем доставки подвижного состава с пассажирами на станции.
3. Механизм системы управления охраной труда, обеспечивающий
безопасные условия труда персонала канатного транспорта при эвакуации на
основе мероприятий технического, технологического и организационного
характера, учитывающих структурную схему привода, конструктивные
особенности систем резервирования, надежность его элементов, необходимые
действия персонала в отведенное время.
4. Дополнительные профессиональные требования к знаниям, умениям,
трудовым действиям при проведении эвакуации персоналом канатного
транспорта и их профессиональной пригодности на работах, требующих
повышенного внимания и высокой ответственности при критических отказах,
авариях и инцидентах.
Степень достоверности и апробация результатов. Всероссийский
смотр-конкурс научно-технического творчества студентов высших учебных
заведений «Эврика-2008», 17-23 нояб. 2009 . - ЮРГТУ (НПИ); регион. науч.техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области,
ЮРГТУ (НПИ), г. Новочеркасск, 2010; Всероссийский конкурс научноисследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых «Эврика
2011», г. Новочеркасск, окт.-нояб. 2011.; научная конференция совета МНТО /
7
Брянск. гос. техн. ун-т. – Брянск, 2012; V Уральский Конгресс подъемнотранспортного оборудования, Екатеринбург, 2012; Юбил. междунар. науч.практ. конф. «Белые-ночи-2013»; XIX Московский международный салон
изобретений и инновационных технологий Архимед 29 марта - 1 апреля, 2016 г.,
Россия, Москва, КВЦ «Сокольники».
Соответствие диссертации плану работ ДГТУ. Диссертационная работа
выполнена в рамках госбюджетного проект № 2921 «Разработка основ
технологии проектирования комплексных систем и средств защиты операторов
от воздействия опасных и вредных производственных факторов».
Для реализации научно-технической разработки университета «Сеть
канатного метро в Ростове-на-Дону» в 2013 г. создано малое инновационное
предприятие ООО «ДГТУ - Инженерные технологии и консалтинг».
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 35
печатных работах, среди которых 13 статей в ведущих рецензируемых журналах
из перечня ВАК, 2 статьи в других научных изданиях, 8 в трудах и материалах
докладов на конференциях (тезисы докладов в списке опубликованных трудов
не приводится), 7 патентах на изобретение, один из которых европейский,
входящий в реферативную базу данных Web of Science.
По данным научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU число
публикаций автора в РИНЦ - 42, индекс Хирша – 3.
Распределение публикаций по
Распределение публикаций по
тематикам
ключевым словам
Машиностроение
6
Канатное метро
8
Охрана труда
6
Канатный транспорт
6
Транспорт
3
Промышленная безопасность
4
Организация и управление
1
Городская канатная дорога
2
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав,
заключения, списка литературы из 63 наименований, 2 приложений, содержит
120 страниц текста, включая 20 таблиц и 16 рисунков.
Основное содержание работы.
Во введении
обоснована актуальность диссертационной работы,
обусловленная необходимостью создания на этапе проектирования алгоритма
синтеза структуры и конструкций пассажирских канатных дорог с учетом
резервирования агрегатов, механизмов, узлов, деталей с целью снижения
профессиональных требований к обслуживающему персоналу при действиях в
опасных ситуациях, предусмотренных планом спасения и эвакуации
пассажиров. Основным ограничением применения канатного метро, по мнению
автора, является стереотипом инженерного мышления, который связан с
возможным критическим отказом и последующей эвакуацией пассажиров с
подвижного состава, перемещаемого на значительной высоте над уровнем
земли.
Сформулирована научная новизна и практическая ценность полученных
результатов.
8
В первой главе проведен анализ аварийности и травматизма на канатном
транспорте и прогнозирование их социально-экономических последствий.
Анализ статистических данных по авариям и инцидентах на ППКД,
свидетельствует о том, что неблагоприятные события довольно редки (меньше
фоновых значений риска – 10-6), но резонанс социального характера от них
довольно существенный, т.к. это связано с контингентом пассажиров,
пользующимся его услугами. Можно констатировать, что ППКД относится к
одному из самых безопасных видов транспорта, однако это оборудование
широкого применения, в качестве городской или пригородной транспортной
системы, не нашло из-за недостаточной информированности о его технических
возможностей, характеристиках и рисках при эксплуатации.
Во второй главе
приведен обзор нормативных документов в
исследуемой сфере, предложена процедура риск анализ для обоснования
безопасных условий труда персонала канатного транспорта при эвакуации
путем доставки подвижного состава с пассажирами на станции, учитывающие
структурную схему и конструктивные особенности элементов резервирования.
Рассмотрены вопросы прогнозирования опасных ситуаций и сценариев их
локализации при эксплуатации канатного транспорта, действий персонала при
критических отказах, авариях и инцидентах.
С точки зрения безопасности по способам эвакуации пассажиров и
условий труда персонала канатные дороги можно условно разбить на два типа.
Конструкции оборудования канатного транспорта первого типа (одно- двух
канатные системы с отцепляемыми и не отцепляемыми зажимами), обладают
элементами частичного дублирования, которые предусматривают проведение
спасательной операции, в том числе путем эвакуации пассажиров из
подвижного состава на землю. Обязательными требованиями к резервированию
для первого типа оборудования является наличие второго источника питания и
резервного (аварийного) привода. Применение оборудования канатного
транспорта первого типа значительно ограничивает его использование в
качестве городской или пригородной транспортной системы по организации
эвакуации.
В диссертационном исследовании рассматривается современное
оборудование канатного транспорта второго типа, предложенное автором в
инновационных конструкциях и применяемое в кольцевых многоканатных
системах типа 3S, предусматривающее гарантированную доставку подвижного
состава с пассажирами на станции при любых сценариях критических отказов
(инциденте или аварии) без спуска пассажиров на землю из подвижного состава.
Критические отказы оборудования на канатном транспорте, по месту их
возникновения, можно подразделить на 4 категории: отказы на трассе; отказы
на приводной и промежуточной станциях; отказы привода или оборудования
обводной станции; отказы системы управления.
Для всех критических отказов оборудования составляется своя
технологическая карта, предусматривающая элементы, узлы, механизмы и
агрегаты для их устранения либо системы резервирования, в том числе
указывается трудоемкость выполнения данных работ с учетом квалификации
персонала.
9
Как правило, на канатном транспорте используются системы
резервирования в виде дублирования (с кратностью резерва один к одному).
Дублирование осуществляется с восстановлением, отказавших основных
элементов без нарушения работоспособности системы в целом.
Для оборудования канатного транспорта второго типа с кольцевым
движением каната при проведении спасательной операции предусмотрено, что
петля тягового (несуще-тягового) каната всегда перемещается, и возможен
возврат подвижного состава с пассажирами на станции. Эта операция
обеспечивается наличием элементов резервирования при конструировании, а
также организационно-технологическими мероприятиями, при которых
задействован обслуживающий персонал.
Для проведения эвакуации на канатном метро автором предлагаются
инновационные системы постоянного резервирования, при которой
используется нагруженный резерв и, при отказе любого элемента в резервной
группе, выполнение объектом требуемых функций обеспечивается оставшимися
элементами без переключений, либо используя обслуживающий персонал. Идея
постоянного резервирования
(ноу-хау)
заключается в применении
распределенного привода: замена единственного центрального привода (моно
привода) на многоприводную распределенную систему приводов по длине
трассы, так называемую «активную роликовую батарею», установленную на
промежуточных станциях или опорах.
Конструкция с промежуточными приводами, помимо функций постоянного
резервирования, обладает рядом других преимуществ, а именно: снижение
общей нагрузки на несущий или несуще-тяговый канат (тяговое усилие
распределяется только между двумя соседними приводами); уменьшение
диаметра каната и его массы; постоянная готовность к использованию;
облегченные конструкции в целом (меньше бетонных работ, снижение
собственной массы металлоконструкций и пр.); уменьшение энергопотребления
(до 30%); упрощение монтажа и сервиса; гибкость планирования трассы;
отсутствие ограничения по длине трассы; возможность увеличения скорости
дороги и др.
В соответствие со ст. 9 ФНП организация, эксплуатирующая ППКД,
обязана: обеспечивать укомплектованность штата работников (персоналом),
допускать
к
работе
лиц,
удовлетворяющих
соответствующим
квалификационным требованиям; обеспечивать проведение подготовки и
аттестации работников в области промышленной безопасности. Эти требования
сформулированы в профессиональном стандарте.
Предприятия,
эксплуатирующие
канатный
транспорт,
создают
организационную структуру по системе управления производственной
безопасности и охраной труда (СУОТ), в которой идентифицируются опасности
травмирования персонала и производиться оценка профессиональных рисков.
Идентификацию опасностей травмирования персонала проводится на всех
рабочих местах, где возникает критический отказ, описанный в плане
эвакуации, индивидуально для конкретной канатной дороги экспертным
методом на основании анализа действия по устранению критических отказов,
характеристики трассы, оборудования и инструментов, применяемых при
10
эвакуации, средств индивидуальной защиты персонала и статистических
данных.
Применение процедуры выявления опасностей травмирования работников
и оценки их уровня профессиональных рисков рассмотрено на примере
критических отказов для кольцевой канатной дороги типа 3S, оснащенной
узлами и механизмами резервирования, в том числе опишем действия
персонала по возобновлению ее работы (табл.1).
Таблица 1
Критические отказы и соответствующие действия персонала
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
критического
отказа, Xi
Перехлест
тягового каната
с несущим, Х1
Частичный сход
тягового каната,
Х2
Отказ
Электропитания,
Х3
Место
отказа
Действия по устранению критических отказов, Yi
Трасса
Устранение перехлеста тягового каната с помощью
специальных средств, Y1
Трасса
Подъем тягового каната с помощью инструментов,
находящихся на каждой линейной опоре, Y2
Станция
4.
Отказ
станционного
конвейера на
станции, Х4
Станция
5.
Отказ
приводного
механизма, Х5
Привод/об
водная
станция
Отказ
подшипникового
узла шкива, Х6
Отказ
аварийного
привода на
приводной
станции, Х7
Отказ системы
управления
канатной дороги,
Х8
Отказ
тахогенератора
на шкиве, Х9
Привод/об
водная
станция
6.
7.
8.
9.
Работа
с
аварийным
приводом,
используя
электропитание от аварийного генератора или от
второго источника питания, Y3
Отказ
подшипникового
узла
конвейера,
электродвигателя - отсоединение колесного конвейера.
Отказ частотного преобразователя - механически
соединить колесный конвейер на станционной дуге.
Отказ системы управления канатной дороги - работа с
аварийным приводом.
Отказ система разгона или торможения - запустить
систему резервирования по механической или
электрической части, Y4
Вращение возможно - работа с аварийным приводом.
Вращение не возможно - отсоединение приводного
механизма, расцеплением цепной муфты, работа со
вторым аварийным приводом, Y5
Деактивация основного подшипника - аварийное
возвращение канатной дороги на станцию с помощью
аварийного подшипника, Y6
Привод/об
водная
станция
Ввод в эксплуатацию второго аварийного привода на
приводной станции, Y7.
Управлен
ие
Работа с аварийным приводом. Колесные конвейеры
приводятся в движение непосредственно по сигналу
тахогенератора
шкива
через
частотный
преобразователь, Y8
Управлен
ие
Ручной режим, Y9
Анализ действия по устранению критических отказов (Yi), приведенный в
табл. 1, позволяет выделить работы, выполняемые эксплуатационным
персоналом (Ngi) и персоналом более высокой квалификации - выполняющего
ремонт и техническое обслуживание (Mki). Основным отличием предложенного
11
алгоритма является организация эвакуации без привлечения специальных
спасательных подразделений при всех возможных критических отказах.
В табл. 2 приведены вероятности опасных ситуаций действий персонала
при устранении критических отказов.
Таблица 2
Вероятность опасных ситуаций действие персонала при устранении
критических отказов
№
п/п
Действия по
устранению
критических отказов
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Квалификация
персонала
У1
У2
У3
У4
У5
У6
У7
У8
У9
Mk1
Mk2
Ng3
Ng4
Ng5
Ng6
Ng7
Ng8
Ng9
Бальная
оценка
риска
травмирова
ния
9
10
5
5
7
6
4
4
5
Вероятность
опасной ситуации
10-1 - 10-3
10-1 - 10-3
10-3 - 10-5
10-3 - 10-5
10-3 - 10-5
10-3 - 10-5
Менее 10-5
Менее 10-5
10-3 - 10-5
Уровень организационного (профессионального, индивидуального) риска
(величина и степень) персонала авторами рекомендуется определять с
применением матрицы оценки риска, приведенными в табл. 3.
Таблица 3
Классификация травмоопасности персонала на канатном транспорте по степени
риска причинения вреда здоровью и рекомендуемая периодичность проведения
тренировок (проверки знаний, умений и навыков) с персоналом канатного
транспорта в соответствии с классами опасности
Класс
травмоопасно
сти
I класс
II класс
III класс
IV класс
Характеристика
потенциального риска
причинения вреда здоровью
Чрезвычайно высокий
Высокий
Средний
Низкий
Риск причинения
вреда здоровью
Периодичность проведения
Более10-1
10-1 - 10-3
10-3 - 10-5
Менее 10-5
Ежемесячно
Один раз в квартал
Один раз в 6-ть месяцев
Совмещать с ежегодными ТО
Получив, по результатам риск анализа, численные значения технической,
технологической и организационной опасностей определяется результирующее
значение риска, класс травмоопасности для персонала при проведении
эвакуации проектируемого канатного транспорта, используемого в
урбанизированной среде. Используя рекомендации табл. 4 по классу
травмоопасности, проектирующей организации предлагаются мероприятия по
уменьшению риска.
В третьей главе при проектировании канатного транспорта предложен
алгоритм по обоснованию безопасных условий труда персонала за счет
мероприятий технического, технологического и организационного характера.
На начальном этапе в техническом задании обосновываются технические
требований, с учетом профиля трассы и ландшафта местности, к оборудованию
и конструкциям, к системе резервирования, позволяющей проведение эвакуации
12
путем доставки подвижного состава с пассажирами на станции при любом
возможном сценарием, связанным с критическим отказом. Технологические
требования заключаются в оценке риска при проведении эвакуации,
учитывающие структурную схему канатного метро и надежность ее элементов.
К организационным мерам относятся проведение эвакуации пассажиров с
минимальной численностью персонала по плану спасения и эвакуации, в
течение отведенного для этой операции времени, при обеспечении безопасными
условиями труда для осуществления необходимых действий.
Таблица 4
Рекомендации для проектировщиков по снижению травмоопасности персонала
с учетом параметров риска канатного транспорта.
Класс
травмоопасности
и
характеристика
потенциального
риска
причинения
вреда здоровью
I класс
Чрезвычайно
высокий
II класс
Высокий
III класс
Средний
IV класс
Низкий
Форма контрольно-надзорного
мероприятия
Мероприятий по уменьшению риска
травмирования
Внесение изменения в структурную
Экспертиза
проектной
схему канатной дороги, конструкцию
документации.
Внесение
систем резервирования, используемое
изменений в конструкторскую
оборудование
и
применяемый
документацию канатной дороги.
инструмент
Внесение изменения в план эвакуации
Экспертиза
технологической
и технологическую пооперационную
документации. Разработка нового
карту
использования
средств
плана эвакуации
резервирования
Контроль со стороны отдела ОТ.
Увеличение
частоты
проведения
Увеличить
частоту
работы
проверки знаний, умений, навыков и
постоянно действующей комиссии
тренировок по эвакуации
по допуску персонала к работе
Ежегодные ТО
Использовать существующую систему
управления безопасностью5
Современные конструкции канатного транспорта локализуют критические
отказы резервирующими системами и позволяют проводить эвакуацию путем
перемещения подвижного состава с пассажирами на станцию. Важнейшей
функцией персонала, прописанной в должностных и производственных
инструкциях, является его участие в эвакуации пассажиров с использованием
систем резервирования, при которых необходимо обеспечить ему безопасные
условия труда.
5
Учебную спасательную операцию следует проводить не реже одного раза в год на трассе канатной дороги,
где спасение пассажиров наиболее затруднено.
13
К технологическим мерам безопасности при эксплуатации канатного
транспорта относится разработка плана спасения и эвакуации пассажиров,
включающего технологические карты выполнения работ по резервированию с
учетом трудоемкости и
квалификацию персонала, с их последующим
обучением и регулярной тренировкой для проверки знаний и привития навыков
по устранению критических отказов.
Основной задачей при проектировании, связанной с эксплуатацией
канатного транспорта, является выполнение условия безопасности при
эвакуации в заданный период времени:
[Q] ≥ Qi,
(1)
где
[Q] – допустимый риск при реализации эвакуации,
Qi – соответственно, технический, технологический и организационный
(индивидуальный) риски.
При оценке технического риска применения канатного транспорта важную
роль играет выявление причинно-следственных связей между случайными и
локальными событиями, случающимися с различной частотой возникновения
критического отказа и проведения эвакуации.
Для выявления причинно-следственных связей использования систем
резервирования при эвакуации, воспользуемся логико-графический методом
«дерево событий» – ДС (Event Tree Analysis – ETA).
Рассмотрим «дерево» критических отказов для конкретной пассажирской
канатной дороги (рис.1).
Рис. 1. Дерево событий канатного метро
Следуя теоретическим положениям логико-вероятностного алгоритма,
установим опасные события - критические отказы, приводящие к
возникновению главного события Е(ППКД) – необходимости эвакуации
пассажиров с использованием систем резервирования. Событие Е(ППКД) является
главным и возникает в случае наступления промежуточного события А1(ППКД) –
критического отказа ППКД. Одновременно с промежуточными событием
А1(ППКД), должно выполнятся исходное событие е2 – нахождение пассажиров на
14
ППКД, взаимосвязь в структуре «дерева отказов» отражается логическим
оператором «И».
Исходное событие e1* (форс мажорное) рассматривается только при
анализе вероятности возникновения главного события Е(ППКД) при форс
мажорных обстоятельствах (природно-антропогенного характера: сейсмическом
воздействии, сходе лавины, ураганном ветре, падении на канат летательного
аппарата и т.п.).
В ходе структурного анализа канатного транспорта установлены
следующие
причинно-следственные
взаимосвязи
между
главным,
промежуточными и исходными событиями: А2(К): x1 – перехлеста тягового
каната с несущим канатом или x2 – частичный сход тягового каната; А3(С): x3 –
отказа электропитания или x4 – отказ станционного конвейера на станции;
А4(ПР): x5 – отказа приводного механизма или x6 – отказа подшипникового узла
шкива или x7 – отказа аварийного привода на приводной станции; А5(У): x8 –
отказа системы управления канатной дороги или x9 – отказа тахогенератора на
шкиве.
К технологическим мерам безопасности при эксплуатации канатного
транспорта относится разработка плана эвакуации и спасения пассажиров,
включающего технологические карты выполнения работ по резервированию с
учетом трудоемкости (Tgi, Tki) и квалификацию персонала (g, k), с их
последующим обучением и регулярной тренировкой для проверки знаний и
привития навыков по устранению критических отказов.
Рассмотрим технологические меры при проведении эвакуации для
канатного транспорта второго типа.
Особенность процесса эвакуации
заключается в устранении различных неисправностей на трассе и на станциях
(Yi), в том числе используя резервные системы, для восстановления движения
подвижного состава в течение отведенного времени (не более 240 мин.) силами
собственного персонала. Чтобы уложиться в отрезок времени (4 часа),
отведенного для проведения эвакуации, необходимо произвести расчет
численности персонала с учетом сложившейся организации труда и
действующей системы управления безопасностью на предприятии.
Одной из технологических мер безопасности является определения
минимальной численности персонала (N) для проведения эвакуации. Для
расчета оптимальной численности персонала, участвующего в эвакуации,
воспользуемся методами, учитывающими структурную схему резервирования,
риск критических отказов и коэффициент готовности элементов
резервирования. Целевой функцией в поставленной задаче является
минимизация численности персонала при выполнении работ по эвакуации в
заданный интервал времени.
∑ (Tgi + Tki)/ N ≤ 240,
(2)
где Tgi = tYi x Ngi - трудоемкость работ по устранению i – го критического
отказа, выполняемого персоналом, связанного с эксплуатацией;
Tki = tYi x Mki - трудоемкость работ по устранению i – го критического отказа,
выполняемого персоналом, связанного с ремонтом и обслуживанием;
tYi – время по устранению i – го критического отказа;
15
N - общее количество персонала;
240 – максимальное время (мин.), отведенное на эвакуацию.
Количество персонала, связанного с эксплуатацией (Ng), ремонтом и
техническим обслуживанием (Mk), зависит от конструкции, типа, количества
промежуточных станций канатной дороги и определяется проектировщиков на
основании расчетов, отраженных в руководстве по эксплуатации:
N = 2• Ngi + R + Mki,
(3)
где Ngi – количество персонала, задействованного в эксплуатации на всех
станций;
R – количество лиц, ответственных за содержание ППКД в исправном
состоянии и за их безопасную эксплуатацию (определяется штатным
расписанием и принятой системой управления безопасностью на предприятии);
Mki - количество персонала, выполняющего ремонт и техническое
обслуживание (слесарь-обходчик и электромеханик – определяется расчетом).
По результатам анализа технологических карт и уровню требуемой
квалификации персонала устанавливаются соотношения трудоемкостей
выполняемых операций по эвакуации. Чем выше уровень автоматизации систем
дублирования, тем ниже уровни квалификации персонала.
В результате расчета, устанавливается возможность проведения
эвакуации с минимальной численностью персонала участвующего только в
эксплуатации, либо с привлечением слесарей-обходчиков и электромехаников,
находящихся посменно на дежурстве.
В четвертой главе сформулированы дополнительные трудовые действия,
профессиональные знания и умения при проведении эвакуации персоналом
канатного транспорта и их профессиональной пригодности на работах,
требующих повышенного внимания и высокой ответственности при
критических отказах, авариях и инцидентах.
Требования к персоналу при эксплуатации и обслуживании ППКД
изложены в профессиональном стандарте, являющимся абсолютно новым
документом, однако в нем отсутствуют критерии, связанные с проведением
эвакуации пассажиров, что является регламентной операции при эксплуатации,
отраженной в ФНП. В связи с выявленным обстоятельством, в диссертационном
исследовании разработаны требования к персоналу для
обеспечения
безопасных условий труда при критических отказах и оцениваются риски
применения (использования) канатного метро в обосновании безопасности на
этапе проектирования.
При критическом отказе предусмотрено, что персонал в течение 30 минут
должен принять решение о причинах критического отказа и задействовать
механизмы резервирования для доставки подвижного состава пассажиров на
станции, используя дополнительные источники питания и аварийный привод.
Если эти мероприятия не смогут быть осуществлены, персонал приступает к
эвакуации пассажиров по плану спасательной операции.
Проведение эвакуационных работ сопряжено с определенным риском
(индивидуальным) персонала канатного транспорта, что требует от
эксплуатирующей организации обеспечение безопасных условий труда.
16
Персонал должен осуществить трудовые действия, обладать определенными
профессиональными знаниями и умением, что отражено в производственной
инструкции.
Персонал должен осуществить трудовые действия, обладать
определенными профессиональными знаниями и умением, что отражено в
производственной инструкции. В тал. 5 авторами сформулированы
дополнительные трудовые действия, профессиональные знания и умения, а
также экспертным путем оценены риски возможного причинения вреда
здоровью персонала.
Таблица 5
Требования к трудовым действиям, профессиональным знаниям и умению
персонала канатного транспорта
№
п/п
Треб
овани
як
персо
налу
1
Труд
овые
дейст
вия
2.
Умен
ия
3.
Знан
ия
Вид действий, умений и знаний персонала
Характеристик
а
потенциальног
о риска
причинения
вреда здоровью
В течение 15 минут информировать ответственного за
содержание канатного транспорта в исправном состоянии и за их Низкий, менее
безопасную эксплуатацию о непредвиденной остановке и
10-5
невозможности ее повторного запуска в нормальном режиме.
В течение 15 минут оповестить пассажиров о непредвиденной
Низкий,
остановке и необходимости сохранять спокойствие при
менее 10-5
проведении эвакуации.
Принятие мер по возврату подвижного состава на станции в
Средний,
течение 3,5 часов, путем определения места критического отказа
10-3 - 10-5
и времени по включению систем резервирования.
На протяжении времени проведения эвакуации, через каждые 15
Низкий,
минут, информировать пассажиров о результатах проведения
менее 10-5
работ, используя средства громкоговорящей связи.
Использовать
средства
индивидуальной
защиты,
Средний,
приспособлений и инструмента при проведении эвакуации
10-3 - 10-5
системами резервирования.
Документально оформить результаты проведенных мероприятий
Низкий,
по эвакуации.
менее 10-5
Порядок собственных действий и взаимодействия с персоналом при выполнении
работ по эвакуации путем использования систем резервирования.
Сроки выполняемых работ по каждой операции, связанной с устранением
критических отказов.
Порядок информирования оператора о выполненных работах.
Состав бригад, перечень оборудования и инструмента, последовательность
выдвижения и устранения критических отказов.
Точный расчет времени действий персонала (сбор, распределение обязанностей,
порядок и маршрут выдвижения).
Ответственность за нарушение ФЗ «О промышленной безопасности ОПО» и ФНП
«Правила безопасности пассажирских канатных дорог и фуникулеров»
На основании проведенных исследований предлагается алгоритм по оценке
риска проведения эвакуации на канатном транспорте при обосновании
безопасности.
1. Составляется структурная схема канатного транспорта с учетом систем
резервирования и коэффициента их готовности.
17
2. Оцениваются критические отказы, их вероятность возникновения и
сочетания.
3.
Идентифицируются
опасности
травмирования
персонала
(устанавливаются) трудовые действия, знания и умения персонала
(в
соответствии с производственными инструкциями).
4. Оценивается трудоемкость устранения критических неисправностей
(время) и количество используемого персонала.
5. Составляется матрица, учитывающая критические неисправности,
трудоемкости, вероятности и их сочетание.
6. Оценивается технические, технологические и организационные
(индивидуальные) показатели риска безопасности в определенный период
времени при проведении эвакуации.
7. Формулируется целевая функция и ограничения с учетом специфики
конкретной канатной дороги для расчета численности персонала.
8. Производится оценка риска проведения эвакуации персоналом с учетом
обеспечения безопасных условий труда.
9. По численным значениям риска, с учетом рекомендаций таб. 3,
принимается решение о дальнейших этапах проектирования канатного
транспорта.
В заключении обобщены основные результаты, полученные в рамках
проведенного исследования.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования по
идентификации опасностей при разработке плана эвакуации и требования
отбора кадров по профессиональной пригодности персонала на пассажирских
канатных дорог внедрены на курорте ООО «Роза Хутор» Краснодарский край, г.
Сочи, Адлерский район, с. Эстосадок.
Общие результаты и выводы
Диссертация является законченной научно-квалификационной работой,
выполненной на актуальную тему в которой на основании выполненных
автором исследований, осуществлено решение научно-технической задачи –
обеспечения безопасных условий труда персонала на основе процедуры риск
анализа, учитывающего структурную схему и технические решения с
элементами резервирования для осуществления эвакуацию при прогнозируемых
критических отказах на канатном транспорте путем доставки подвижного
состава на станции, что имеет важное значение для развития машиностроения.
Основные научные выводы, методические положения и практические
рекомендации заключаются в следующем:
1. Систематизированы критические отказы и идентифицированы значимые
опасности на канатном транспорте путем обработки статистических данных по
результатам опасных ситуаций и сценариев их локализации в период с 1995 по
2015 гг. на канатном транспорте и спрогнозированы их социальноэкономических последствий.
2. Обоснован логико-вероятностный алгоритм структурной схемы и оценки
риска при конструировании канатного транспорта с дискретными движителями
18
и элементами резервирования,
позволяющий персоналу локализовать
критические отказы, путем доставки подвижного состава с пассажирами на
станции.
3. Обоснован механизм менеджмента системы управления охраной труда,
обеспечивающий безопасные условия труда персонала канатного транспорта
при эвакуации на основе мероприятий технического, технологического и
организационного характера, учитывающих структурную схему привода,
конструктивные особенности систем резервирования, надежность его
элементов, необходимые действия персонала в течение отведенного для этой
операции времени.
4. Сформулированы дополнительные профессиональные требования к знаниям,
умениям, трудовым действиям при проведении эвакуации персоналом и их
профессиональной пригодности на работах, требующих повышенного внимания
и высокой ответственности при критических отказах, авариях и инцидентах на
канатном транспорте. Требования отбора по профессиональной пригодности
персонала для эксплуатации пассажирских канатных дорог внедрены на ООО
«Роза Хутор» Краснодарский край, г. Сочи, Адлерский район, с. Эстосадок.
5. Проведен риск анализ на этапе проектирования для обоснования
безопасности с учетом резервирования агрегатов, механизмов, узлов, деталей с
целью снижения профессиональных требований к обслуживающему персоналу
при действиях в опасных ситуациях по обеспечению безопасных условий труда.
6. Создан алгоритм синтеза структуры и конструкций пассажирских канатных
дорог с учетом профиля трассы, резервирования агрегатов, механизмов, узлов,
деталей с целью снижения профессиональных требований к обслуживающему
персоналу при действиях в опасных ситуациях.
Основные положения диссертации опубликованы в работах:
1. Статьи в журналах, входящих в «Перечень ведущих научных
журналов»
1.1. Магистральная пассажирская канатная дорога как элемент
транспортной инфраструктуры на Олимпийских играх в г. Сочи / А.А.
Короткий, В. С. Котельников, А. В. Панфилов, А. Е. Козловский и др. //
Безопасность труда в промышленности. - 2008. - № 3. - С. 42-47.
1.2.Влияние пассажиропотоков на характер функционирования
пассажирского мультимодального терминала городской канатной дороги / А.А.
Короткий, В. Б. Маслов, Д. В. Маслов, А. В. Панфилов и др. // Изв. вузов. Сев.Кавк. регион. Техн. науки. - 2010. - № 3. - С. 81-84.
1.3. Новый вид общественного транспорта для урбанизированной среды –
городские канатные дороги «Канатное метро» / А.А. Короткий, В. Б. Маслов,
Д. В. Маслов, А. В. Панфилов и др. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн.
науки. - 2010. - № 4. - С. 73-77.
1.4. Метод проектирования и анализа трассы канатного метро / А.А.
Короткий, В. Б. Маслов, Д. В. Маслов, А. В. Панфилов // Изв. вузов. Сев.-Кавк.
регион. Техн. науки. - 2011. - № 3.- С. 68-73.
1.5. Концепция инновационной системы городского транспорта
«Канатное метро города Брянска» / А.А. Короткий, А.В. Лагерев, И.А. Логерев
19
// Вестник Брянского государственного технического университета. - 2012. - №
3 (35). - С. 12-15
1.6. Канатные дороги нового поколения как элемент пассажирской
транспортной инфраструктуры горного кластера Сочи-2014 / А.А. Короткий,
А. В. Панфилов // Безопасность труда в промышленности. - 2014. - № 6. - С.
38-41.
1.7. О подготовке кадров для пассажирских канатных дорог / А.А.
Короткий, Б. Ф. Иванов, А. В. Панфилов, Е. В. Егельская // Вестник Донского
государственного технического университета. - 2014 . - Т. 14, № 3 (78). - С. 5663.
1.8. Риск-ориентированный подход к организации надзорной
деятельности
в
области
промышленной
безопасности
/Короткий
А.А., Кинжибалов А.А., Панфилов А.В., Курилкин Д.А.// // Безопасность труда в
промышленности. - 2016.- №2. - С.58-62.
1.9. Обеспечение безопасности пассажирского канатного транспорта на
этапе проектирования /Месхи Б.Ч., Короткий А.А., Панфилов А.В.// Вестник
Донского государственного технического университета. - 2016. - № 3. - С. 133140.
1.10. К вопросу обоснования безопасности пассажирского канатного
транспорта на этапе проектирования/ Б.Ч. Месхи, А.А. Короткий, А.В.
Панфилов Безопасность жизнедеятельности – 2016. - № 6.
1.11.Инновационный
пассажирский
канатный
транспорт
для
урбанизированной среды с мехатронными модулями движения / А.А. Короткий,
А. В. Панфилов, В. М. Приходько // Инновации и инвестиции.- 2013. - № 6. - С.
187-191.
1.12. Повышение эффективности управления канатным транспортом /
А.А. Короткий, В. М. Приходько, Г. В. Кустарев, А. В. Панфилов и др. //
Инновации и инвестиции. - 2013. - № 7. - С. 251-253.
1.13. Перспективы применения канатного транспорта в урбанизированной
среде / А.А. Короткий, В. М. Приходько, Г. В. Кустарев, А. В. Панфилов и др. //
Инновации и инвестиции. – 2013. - № 5. - С. 159-163.
2. Статьи, опубликованные в других научных изданиях.
2.1. Магистральная пассажирская канатная дорога как элемент
транспортной инфраструктуры на Олимпийских играх в городе Сочи / А.А.
Короткий ,В. С. Котельников, А. В. Панфилов, А. Е. Козловский и др. // Лифт. 2008. - № 1-2. - С. 74-83.
2.2. Повышение безопасности подъемно-транспортных механизмов за
счет применения инновационных конструкций канатов / А.А. Короткий, А. В.
Панфилов // Подъемные сооружения. Специальная техника. - 2013. - № 5. – С.
16-17.
3. Российские и европейские патенты.
4.1. Транспортная система (канатное метро): пат. 2471662 Рос. Федерация:
МПК B61B7/00 / Л. В. Стоцкая, Н. А. Рожков, А. В. Курлыков и др. - №
2011138129/11; заявл. 16.09.2011; опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1.
20
4.2. Транспортная система («канатное метро») / Короткий А.А., Лагерев
А.В., Месхи Б.Ч., Приходько В.М., Кустарев Г.В., Маслов В.Б., Короткий Д.А.,
Кирсанов М.В., Панфилов А.В., Лагерев И.А. // патент на полезную модель
RUS 120617 23.05.2012
4.3. Транспортная система / Гончаров С.В. Тыцкий В.А. Солодовникова
М.А. и др. // пат. на полезную модель 122347 Рос. Федерация, МПК B 61 B 7/00
- № 2012108659/11; заявл. 06.03.2012; опубл. 27.11.2012
4.4. Транспортный мультимодальный комплекс / Короткий А.А.
Квеблиани Д.Ш. и др. // Пат. на полезную модель 113220 Рос. Федерация, МПК
B 61 B 1/00, B 61 B 15/00, E 01 C 1/04 - № 2011138224/11; заявл. 16.09.2011;
опубл. 10.02.2012
4.5. Грузопассажирский канатно-переправочный комплекс / Короткий
А.А. Трембицкий А.В. Попиашвили Б.Д. Дубровин В.В. и др. // Пат. 2478503
Рос. Федерация, МПК B 61 B 7/00, B 61 B 1/00 - № 2011137148/11; заявл.
08.09.2011; опубл. 10.04.2013
4.6. Транспортный мультимодальный комплекс / Короткий А.А.
Квеблиани Д.Ш. и др. // Пат. 2471661 Рос. Федерация, МПК B 61 B 1/00, B 61 B
15/00, E 01 C 1/04 - № 2011138208/11; заявл. 16.09.2011; опубл. 10.01.2013
4.7. Municipal Cableway /европейский патент ЕР2479079, опубл.
17.08.2016 г., /Городская канатная дорога пат. 2412840 Россия: МПК B61B7/00 /
А. А.Короткий, Д. А. Короткий, В. Б. Маслов, Д. В. Маслов, М.В. Кирсанов №2010106643/11; заявл. 24.02. 2010; опубл. 27.02.2011, Бюл. №6.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
30
Размер файла
591 Кб
Теги
условия, обоснование, пассажирского, канатного, транспорт, проектирование, труда, безопасный, персонал
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа