Риск анализ. Метод 6-ти вопросов

В школах пока нет отдельного предмета как инженерное дело. Однако технический склад ума можно тренировать на предмете технологии или даже на обществоведении. Учителя физики и химии могут также адаптировать метод 6 вопросов для групповой работы в классе.

Важным аспектом инженерного мышления является возможность проработать возможные сценарии при аварийных ситуациях ещё на этапе проектирования системы. Метод 6 вопросов является одним из способов взглянуть на проблему анализа рисков с нескольких сторон.

Суть метода состоит в получении ответов на вопросы, начинающиеся с шести вопросительных слов. Каждый вопрос сформулирован как минимум в двух направлениях. Первое направление рассматривает борьбу с последствиями, второе – необходимость наличия плана “Б” для функционирования связанных систем. Важно показать причинно-следственные связи и постараться объяснить, что проектирование технический сетей включает в себя рассмотрение разных рисков. Для примера разберем случай, когда штормовой ветер оставил без электричества сотни домохозяйств. Надо отметить, что подобная ситуация повторяется из года в год в разных частях Эстонии.

Что?

Надо отметить, что при моделировании сценариев аварии и анализе рисков большее внимание уделяется ликвидации последствий аварии, а не проработке плана “Б”, хотя оба аспекта одинаково важны. Первый вопрос прямой: “Что происходит в местности, где пропало электричество?”. Ответ очевиден. Методика постановки вопросов для плана “Б” проста, хотя требует пояснения. Добавляем «не» перед глаголом – получаем вопрос: «Что не происходит в местности, где пропало электричество?» Формулировка вопроса не очень внятная. Давайте разбираться. На этот вопрос существует множество ответов, которые требуют отдельной проработки. В случае, если пропало электричество, то на автозаправочной станции нельзя заправиться, а значит у спасателей возникнет проблема, если кончиться топливо и возникнет пожар. Для больниц станет вопрос перевозки тяжелобольных с привлечением спасательных вертолетов в другие больницы, где проблемы нет. Если морозильники для лекарств будут отключены, то, возможно, часть лекарств придется уничтожить, так как они утратят свои свойства или станут опасны. Следовательно, необходимо произвести ревизию в аптеках и медицинских учреждениях на предмет наличия актов списания, тоже касается и продуктовых магазинов. Значит, если директора магазинов получат информацию о затяжной ликвидации последствий, то, скорее всего, смогут организовать логистику для переброски скоропортящихся продуктов.

При отключении электричества перестают работать водяные насосы, а значит не будет воды в кране. Если ликвидация аварии будет больше 6 часов, надо предложить населению возможность получить воду с водовоза. Одновременно социальный отдел должен озаботиться помощью инвалидам или одиноко живущим пожилым людям, так как для них может стать не разрешимой задача донести воду с улицы, особенно если они живут в доме с лифтом выше первого этажа. Поэтому заблаговременно социальные работники могут опросить соседей на предмет оказания посильной помощи в экстренной ситуации рядом живущим. Да и службе обслуживания лифтов следует озадачиться проверкой тех домов, где не стоит датчик оповещения диспетчера в случае аварийной остановки вместе с людьми внутри лифтов. В городской управе или местном самоуправлении должен быть список опасных производств. Часть технологических процессов необратимы, если они прерываются (например, в металлургии, химической промышленности). Для крупных городов эта проблема связана ещё и с вызволением людей из Метрополитена или с аттракционов парка развлечений, а также повышенной опасностью в аэропортах, возникновением пробок на дорогах, поскольку светофоры тоже не будут работать. Всё, что эксплуатируется с принудительной вентиляцией, также не будет работать. В эту цепочку укладывается риск отравления угарным газом при использовании дизельгенератора в плохо вентилируемом помещении.

Для координации действий нужна связь. Мобильные станции имеют резервные источники питания, но их время работы ограничено. Это время должно быть известно. В первые часы аварии необходимо собрать полную информацию о проблемах. В некоторых странах, как Норвегия, помимо рассылки смс на мобильные устройства, строят системы оповещения населения через мобильные ретрансляторы громкоговорящей связи на улицах. Кстати, когда я на конференции по безопасности поделился со специалистом из Норвегии, что системы оповещения широко использовались ещё во времена СССР, она была очень удивлена. Почти в каждой квартире была радио розетка и к ней был подключен динамик, через который можно было услышать государственное радио. Был предусмотрен и режим экстренных оповещений даже для выключенного радио. Норвежский специалист отметила, что этого очень дорого и Норвегия себе такого позволить не может, но, если бы могла, обязательно так и сделала.

Где?

Следующий вопрос: «Где они не происходят?» Зачастую, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо выйти за рамки страны и обратиться к мировому опыту. Так, например в Дании электрические магистральные провода принято прокладывать под землёй. Конечно, замена техно сетей — это дорого, но можно определить стратегические объекты и учитывать это требование при городском планировании и строительстве тех же автозаправочных станций для спасателей, пожарных департаментов, отделений полиции, больниц, которые должны быть подключены к резервным линиям под землёй, обеспечивающим возможность функционирования.

Когда?

Когда отключения обычно не происходят? Это важно для формирования бюджета или графиков отпусков электромонтажников. И наоборот для определения, когда необходим резерв. Практически все процессы имеют свою инерцию. Но зная прогноз, можно начать предпринимать действия до наступления самого события. Коммунальные службы некоторых городов уже взяли эту практику в использование и научились выходить на уборку до того, как начнется снегопад или начинать покрывать реагентом дороги, которые ещё не покрылись коркой льда. Такой подход дает намного большую эффективность, ведь водителю необходимо время, чтобы добраться до автобазы, а затем снегоуборочной машине требуется время, чтобы добраться от автобазы до вверенного участка. Если движение встало, то водителю будет весьма затруднительно добраться до автобазы, чтобы пересесть на спецтранспорт для уборки. Вернемся к вопросу «Когда?». Когда отключения не происходят, должны быть приготовлены резервные генераторы – они должны иметь запас топлива. Если персонала не хватает, то его надо нанять и обучить. Когда делалась последняя инспекция состояния подстанций? Когда заканчивается гарантия? Когда заканчивается возможность ремонта после истечения гарантии, которая определяется наличием запчастей для данной модели? Когда проводились последние учения для персонала? Когда заканчивается расчетный срок службы?

Почему?

Почему в других местах этого не происходит? Кроме чисто природных факторов или географического положения можно подумать о столбах, на которых висят провода. Какие они – деревянные, железные, железобетонные? Каков срок их службы? Сколько времени прошло с момента установки? Делаются ли в этом месте испытания нагрузки сети подобно тому, как опрессовывают отопительную систему. Суть процесса опрессовки заключается в подаче избыточного давления в систему для определения места протечки, исходя из принципа, где тонко – там и рвется. Ремонтировать систему лучше летом, а не зимой, когда отопительная система будет быстро остывать, что может привести к тяжелым последствиям. Так и с электроподстанциями – легче провести испытания в начале осени, когда уже не будут так сильно использованы кондиционеры и холодильники, и не зимой, когда часть домохозяйств могут отапливаться только электричеством. Нередко причиной обрыва является упавшее на провода дерево. Да, падение двух деревьев на линии электропередач, соединяющие Швейцарию и Италию в 2003 году, привело к тому, что система получила перенапряжение и началось отключение блока за блоком, которое привело к отключению всей страны. Значит, если вовремя подрезать деревья в городе рядом с линиями электропередач или чистить просеки в лесу под ЛЭП, то это тоже может сократить риски.

Как?

Как этого можно избежать или предотвратить? Не многие учась в школе узнают, что с 50-х годов прошлого века развивается такая наука, которая изучает закономерности отказов технических устройств и конструкций. Называется она «Теория надежности». Причём слово «Надежность» имеет чисто математическое определение. «Надежность» является интегральной функцией распределения вероятности безотказной работы от момента включения до первого отказа. Для повышения надежности системы применяют дублирование и самопроверку. Высчитывается средняя наработка на отказ в часах (англ. MTBF – Mean time between failures). Она показывает какая средняя продолжительность работы устройства или компонента системы между отказами. Можно производить замену компонента до истечения срока, чтобы существенно снизить риск или, по крайней мере, иметь запасной в непосредственной близости для замены. Серверное оборудование на уровне контроллеров уже научили просчитывать вероятности отказа жёстких дисков. Контроллер предлагает заменить жесткий диск в массиве хранения данных, до его выхода из строя, чтобы восстановить информацию с работоспособных дисков на лету, даже не выключая сервер.

Кто?

Нередко человеческий фактор или ошибка человека является тем слабым звеном, которое тоже требует проверки. Шутливый принцип: «Если что-нибудь может пойти не так, оно пойдёт не так», также известен как закон Мерфи. Эдвард А. Мерфи был инженером в научно-исследовательский центр НАСА JPL. Оценивая работу техников одной из лабораторий, он утверждал, что если можно сделать что-либо неправильно, то эти техники именно так и сделают. По легенде фраза («Если существуют два способа сделать что-либо, причём один из них ведёт к катастрофе, то кто-нибудь изберёт именно этот способ») впервые была сказана в момент, когда заведённый самолётный двигатель начал вращать пропеллер не в ту сторону. Как потом выяснилось, техники установили детали задом наперёд. В наше время автоматики системы зачастую принимают решения самостоятельно и лишь оповещают человека. Но, давайте представим, что в случае аварии система оповещения не сможет оповестить диспетчера? А кого ещё должна оповестить система? Кто должен проверять, что сама система работает? Кроме того, вопрос “Кто?” связан с намеренной порчей имущества. Нужно учитывать риск вандализма или терроризма.

Групповая игра «Предотвратить блэкаут»

Выберите причину и возможные последствия. Помимо рассмотренного выше случая, штормового ветра, причинами могут быть:

1. Попадание молнии («Ночь страха в Нью-Йорке», 25 часов 9 млн жителей оказались без электроснабжения, США, 1977 г.)
2. Ошибка персонала (Чернобыльская АЭС, СССР, 1986 г.)
3. Геомагнитная буря (морозной зимней ночью вся провинция Квебек на 9 часов осталась без электричества, Канада, 1989 г.)
4. Ураган (ураган “Катрина” в США оставил без света более 2 млн человек, 2005 г.)
5. Резкий рост потребления (перебои в энергоснабжении миллионы без электричества в Германии, Франции, Бельгии, Италии, Испании, 2006 г.)
6. Износ оборудования (Усталость металла. Авария на Саяно-Шушенской ГЭС, Россия, 2009 г.)
7. Землетрясение (Япония авария на ядерной электростанции Фукусима-1, 2011 г.)
8. Шторм и наводнение (без электричества 12 500 домов Пярну, Эстония 2018 г.)
9. Кибератака на системы управления энергоснабжением (ГЭС «Гури» Венесуэла 2019 г.)
10. Ледяной дождь и обледенение проводов (Под тяжестью налипшего на линии электропередач снега провода рвались. 419 аварий, 21 645 клиентов в Юго-Восточной Эстонии обесточены. 2020 г.)
11. Пожар на подстанции в Йыгева оставил без электричества почти 8000 клиентов (Эстония, 2021 г.)
12. Ошибка программы на базе искусственного интеллекта управляющей нагрузками и распределением электроэнергии (пока не случалось)

Разбейте класс на 6 групп согласно вопросам: «что?», «где?», «когда?», «почему?», «как?», «кто?». Задайте ситуацию с возможной аварией. Попросите обсудить варианты ответов на эти вопросы внутри групп и представить тезисно действия по их предотвращению. На задание отводится 12 минут, после чего представитель каждой группы презентует ответы на вопрос своей группы для всех. По окончанию, в качестве домашнего задания, можно попросить сделать инструкцию по вариантам ответов не своей группы.

Например, участники группы с вопросом «Что?» отвечаю на вопрос «Кто?» и наоборот. Это повысит интерес к ответам других групп. Для сохранения интереса важно объявить на какой вопрос отвечает группа после выступления всех. Для тех, кто не активно участвует в обсуждении, может быть индивидуальное задание: что делать во время отключения электричества?

P.S. Самая актуальная информация о неполадках электросети в Эстонии доступна на карте состояния электросети Elektrilevi. Об аварийных отключениях Elektrilevi сообщает владельцам посредством SMS-сообщений. Если в течение 10–15 минут после отключения тока Вы не получили SMS, то сообщите об отключении по телефону 1343.