ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ РИСК ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЧС

2 ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ РИСК ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЧС

2.1 Общий анализ риска

Производственная среда насыщается мощными технологическими системами и технологиями, которые делают труд человека производительным и менее тяжелым физически - однако более опасным.

Наиболее распространенной оценкой опасности является риск. В расчетах риск принято обозначать буквой R (от англ. risk - риск).

Для риска характерны неожиданность и внезапность наступления опасной ситуации. Ежедневно мы сталкиваемся с многочисленными рисками, но большая часть из них остается потенциальными, т.е. нереализованными.

Абсолютно безопасных технических систем и видов трудовой деятельности не существует. Теория риска предусматривает количественную оценку негативного воздействия на человека, а также нанесения ущерба его здоровью и жизни.

Риск (R), как количественная оценка опасности - это отношение количества тех или иных событий с неблагоприятными последствиями (n) к максимально возможному их количеству (N) за определенный период времени

(2.1)

Фактически риск – это частота реализации опасности или вероятность возникновения одного события во время протекания другого.

По сути между этими понятиями есть существенная разница, потому, что в отношении проблем безопасности, в плане прогнозирования возможного числа неблагоприятных последствий, необходимо решать задачу с позиции теории вероятностей.

Определение уровня риска как вероятностной категории является более удобным и приемлемым при решении широкого круга задач научного и практического характера, в особенности задач, касающихся общей оценки уровня безопасности.

Таким образом риск - это безразмерная величина, значением которой будут числа от 0 (достоверное событие) до 1 (невозможное событие).

На основании систематизации данных, изложенных в различных литературных источниках, риски можно классифицировать по следующим признакам:

- по источникам риска:

техногенный – риск, источником которого является производственная деятельность человека, связанна с опасностями, исходящими от технических объектов;

природный – риск, связанный с проявлением стихийных сил природы (землетрясения, наводнения, бури и т.д.);

- по виду источника риска:

внутренний – находится в прямой зависимости от функционирования объекта (предприятия);

внешний – существование или образование которого не связано с деятельностью данного объекта риска;

риск, связанный с человеческим фактором – ошибки конкретных лиц (работников предприятия, проектировщиков и т.д.);

- по характеру наносимого ущерба:

экономический, экологический, социальный;;

- по величине ущерба:

допустимый, предельный, катастрофический;

- по уровню опасности:

безусловно приемлемый (пренебрежительный) риск - имеет настолько малый уровень, что он находится в пределах допустимых отклонений природного (фонового) уровня;

приемлемый риск - такой уровень риска, который общество может принять (позволить), учитывая технико-экономические и социально-политические возможности на данном этапе своего развития.

Это максимальный риск, который не должен превышаться, несмотря на ожидаемый результат. Характеризуется интервалом 10-6 <уровень риска <10–8;

неприемлемый (чрезмерный) риск - характеризуется исключительно высоким уровнем, который в подавляющем большинстве случаев приводит к негативным последствиям (уровень риска > 10–6).

Поскольку естественными границами риска для человека является диапазон между 10–2 (вероятность заболеваемости на душу населения) и 10–6 (нижний уровень риска от природной катастрофы или др. серьезной опасности), техногенный риск считается приемлемым, если он меньше 10–6.

- по времени воздействия:

краткосрочный – опасное воздействие не превышает по времени 1 ч, например, взрыв или небольшой пожар;

среднесрочный и долгосрочный – связаны с появлением радиации, уничтожением флоры и фауны и другими воздействиями, последствия которых могут сказываться долгое время;

- по частоте воздействия:

разовый – риск, появляющийся при создании нестандартной ситуации;

периодический – риск, возникающий время от времени (например, при пуске или остановке оборудования);

постоянный – риск, воздействие которого существует постоянно;

- по уровню воздействия:

локальный, глобальный;

- по восприятию людьми:

добровольный, принудительный.

Риск, связанный с возникновением аварийных ситуаций на предприятии, для работающих на данном предприятии будет добровольным, а для населения, проживающего вблизи предприятия – принудительным.

- по масштабу воздействия:

индивидуальный, групповой (коллективный).

Индивидуальный риск характеризует опасность определенного вида для отдельного индивидуума.

При анализе индивидуального риска необходимо учитывать природу несчастного случая, время нахождения в зоне риска и место проживания рискующего.

Рассмотрим характерные примеры определения индивидуального риска.

Пример 1

Определить риск (R) гибели человека на производстве в Украине за год, когда известно, что ежегодно гибнет 25 тыс.человек (n), а численность работающих составляет 22 млн.человек (N).

Пример 2.

Ежегодно в Украине вследствие различных опасностей неестественной смертью погибает около 75 тыс.человек. Принимая численность населения 46 млн.человек (2012), определить риск гибели жителя от опасностей

Данные индивидуального риска смертельных случаев в год для США и Украины от различных негативных факторов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Риск индивидуальных смертельных случаев в год

Негативный фактор	Величина индивидуального риска смертельного случая в год
	США	Украина
Автомобильный транспорт	3 · 10-4	1,3 · 10-4
Случайные отравления	2 · 10-5	2,6 · 10-4
Алкоголь	-	1,6 · 10-4
Суициды	-	2,9 · 10-4
Утопления	3 · 10-5	1,0 · 10-4
Убийства	-	1,3 · 10-4
Пожары	4 · 10-5	2,0 · 10-5
Действие электрического тока	6 · 10-6	1,9 · 10-5

Знание индивидуального риска не дает возможности сделать вывод о масштабе катастроф, ЧС и т.д., поэтому вводят понятие группового риска.

Групповой (социальный) – это риск для группы людей или зависимость между частотой событий и числом пораженных при этом людей.

При оценке группового риска, максимальное количество событий с нежелательными последствиями (N) выбирается в конкретной группе из общего количества по определенному признаку. В частности, в группу могут входить люди, которые принадлежат к одной профессии, возрасту, полу; группу могут составлять также транспортные средства одного типа; один класс субъектов хозяйственной деятельности и т. п.

Восприятие риска общественностью субъективно. Люди резко реагируют на события редкие, сопровождающиеся большим числом единовременных жертв. В то же время частые события, в результате которых погибают единицы или небольшие группы людей, не вызывают столь напряженного отношения. Ежедневно на производстве погибает 40 - 50 человек, но эти сведения менее впечатляют, чем гибель 5 - 10 человек в одной аварии или каком-либо конфликте.

Субъективность в оценке риска подтверждает необходимость поиска приемов и методологий, лишенных этого недостатка. Это необходимо иметь в виду при рассмотрении концепции приемлемого риска.

2.2 Концепция приемлемого риска

Склонность людей к рискованному для жизни поведению объясняется с эволюционной точки зрения, т.е. в борьбе за свое существование человек должен придерживаться некоторого допустимого уровня риска, в противном случае он был бы уничтожен враждебным для него окружением.

Для того чтобы объяснить, что любая система содержит необходимый, даже обязательный элемент риска, приведем несколько примеров. Безопасные лезвия не являются совсем безопасными, они немного безопаснее, чем их аналоги. Они обеспечивают допустимый уровень риска вместе с сохранением преимуществ менее безопасных устройств, которые они заменяют. Ни один самолет не смог бы подняться в небо, ни одна машина не смогла бы тронуться с места, ни один корабль не смог бы выйти в море, если бы перед этим возникла необходимость исключить все риски и все опасности.

Также существует «рисковый баланс» между известными преимуществами и недостатками консервантов, которые используются в пищевой промышленности, между известными преимуществами использования радиации для медицинской диагностики и лечения (например, рентгеновская диагностика, радиационная терапия) и известными угрозами человеческому здоровью от влияния радиации.

Допустимый уровень риска отображается во многих пословицах. Например высказывание "трус не рискует" указывает на то, что у разных людей разный уровень риска. В пословице "волков бояться - в лес не ходить" достаточно коротко обозначены два вида риска, между которыми человеку в повседневной жизни часто приходится делать выбор. Первый риск - стать жертвой волка, второй - жертвой голода и холода. Допустимым считается первый риск, а недопустимым - второй.

Различают индивидуальный допустимый уровень риска и групповой.

Каждый отдельно взятый человек на производстве и в быту ежедневно и ежечасно вынужден оценивать риск для своей собственной жизни во время достижения определенной цели. При этом одной целью пренебрегают как недопустимой вследствие того, что ее достижение сопровождается весьма большим, с точки зрения человека, риском собственной гибели, другой же цели достигают, поскольку риск собственной гибели рассматривается в этом случае как тот, которым можно пренебречь.

Индивидуальный допустимый уровень риска собственной гибели формируется с детства и зависит от воспитания, образования, собственной психики, профессии, пола, возраста, местожительства и т.д..

Понятно, что каждый имеет свои собственные представления об уровне допустимого риска, которые на протяжении жизни изменяются. В явном виде это можно наблюдать на пешеходном переходе через дорогу с интенсивным движением, где пешеходы останавливаются на разном расстоянии от потока машин, в разные моменты времени и с разной скоростью начинают ее переходить.

Риск гибели людей от несчастных случаев, аварий, катастроф, стихийных бедствий, а также риск умереть от болезни, называется наблюдаемым риском.

Считается, если общество (государство) не предпринимает никаких мер относительно снижения уровня наблюдаемого риска, то такой риск является социально допустимым.

С 1950 по 1964 гг. в СССР наблюдаемый риск был социально недопустимым. Далее, с 1965 по 1987 г., смертность, определялась государством как социально допустимая, поскольку ассигнования, которые выделялись на здравоохранение и обеспечение безопасности людей, едва успевали за увеличением численности населения, а в некоторые года существенно снижались. В 1987г. правительство признает, что в стране наблюдается недопустимо высокий уровень смертности. Как результат Совет министров СССР принимает решение об увеличении ассигнований на медицину и охрану труда.

В результате, после целой серии аварий, катастроф и стихийных бедствий, страшнейшими и разрушительными из которых были Чернобыльская катастрофа 1986 года и землетрясение в Армении 1988г., советское правительство приняло решение о создании общенациональной аварийно-спасательной службы.

Традиционная техника безопасности базируется на безусловном правиле — обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция неадекватна законам техносферы. Требование абсолютной безопасности подкупающее своей гуманностью, может обернуться трагедией для людей потому что обеспечить нулевой риск в действующих системах невозможно.

Современный мир отверг концепцию абсолютной безопасности и пришел к концепции безопасности жизнедеятельности, которая базируется на достижении приемлемого (допустимого) риска.

Концепция приемлемого риска – достижение такого минимального риска, который с одной стороны является технически возможным и с другой допустимым обществом в данный период времени.

Допустимый риск совмещает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет компромисс между показателем уровня безопасности и возможностью его достижения.

Безопасность жизнедеятельности тесно связана с экономическим аспектом, поэтому она не может повышаться до бесконечности. Чтобы объяснить сказанное, рассмотрим графическую зависимость риска гибели человека за год (R) от затрат на его безопасность в технических системах (Q) (рис.2.1).

С увеличением затрат на безопасность происходит снижение технического риска RT, но снижение технического риска имеет все меньшую интенсивность, а социально-экономический риск RСЭ повышается в связи с перекачиванием средств из социальной сферы в техническую.

Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности, можно нанести ущерб социальной сфере, например, ухудшить медицинскую помощь или снизить выплаты пострадавшим на производстве.

Учитывая закономерность технического и социально-экономического рисков, а также тот факт, что максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели людей обычно считается риск, который равняется 10-6 на год и малым считается индивидуальный риск гибели людей, который равен 10-8 на год, находим оптимальную область (зону) приемлемого риска.

В зонах неприемлемого риска 1 и 2 риск деятельности человека повышается. В зоне 1 – большое значение технического риска, которое обусловлено несовершенством технической системы безопасности, в зоне неприемлемого риска 2 – большое значение риска социально-экономического из-за несовершенства социально-экономической системы безопасности.

В начале развития цивилизации человека окружала только природная сфера, наряду с тем, что обеспечивала необходимыми условиями для жизни, негативно влияла на человека такими факторами, как холод, жара, дождь, снег, ветер, недостаток продовольствия, болезни и прочее. Чтобы уберечься от этого вредного влияния природной сферы, человек освоил пещеры, надел мех зверей, начал выращивать растения и приручать зверей. Это - первые элементы социально-экономической системы безопасности, которые были направлены на защиту человека от вредного воздействия природной сферы. Сегодня они развились до мощного коммунально-жилищного хозяйства, сельского хозяйства, пищевой и легкой промышленности, развитой системы здравоохранения и образования.

Для совершенствования социально-экономической системы безопасности требовались новые материалы, орудия труда, механизмы, машины, поэтому человек начинает строить шахты, заводы, фабрики, дороги, т.е. в противовес естественной сфере создает техногенную сферу. Сегодня эта сфера охватывает энергетику, промышленность, транспорт, армию, науку. Она, к сожалению, также характеризуется опасными и вредными факторами для жизни человека. Поэтому для защиты от них создается техническая система безопасности, состоящая из гражданской защиты, радиационной и пожарной безопасности, безопасности движения, охраны труда.

Суммарный риск R имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Этот эффект компромисса и нужно учитывать при выборе риска, с которым общество вынуждено мириться.

Приемлемые (допустимые) уровни различают для рисков вынужденного (профессионального) и добровольного. Так индивидуальный допустимый уровень риска в быту должен составлять 10-10 -10-8. Допустимым риском в производственной сфере обычно считают интервал - 10-7 ... 10-5, а недопустимым - 10-4... 10-2 и более (табл.2.2).

Значения величин вероятности гибели человека за год на производстве, которые находятся в пределах 10-7... 10-5, называют зоной оптимизации допустимого профессионального риска, в которой степень защиты от конкретных опасностей должна браться с учетом экономического обоснования и целесообразности.

Таблица 2.2

Шкала опасностей жизнедеятельности человека

Условия жизнедеятельности человека	Уровень риска смерти в год	Оценка допустимости риска
Безопасные	10–8, 10–9, 10–10 и ниже	Незначительный
Относительно безопасные	10–7, 10–6, 10–5	Относительно невысокий - допустимый
Опасные	10–4, 10–3, 10–2 и более	Высокий, необходимы меры защиты

Максимально приемлемым риском для экосистем считается тот при котором может пострадать не более 5% видов биогеоценоза.

В нашей стране приемлемый риск, на 2-3 порядка “строже” фактических. Следовательно, введение приемлемых рисков является акцией, прямо направленной на защиту человека.

Концепция приемлемого риска может быть эффективно применена для любой сферы деятельности, отрасли производства, предприятий, организаций, учреждений.

Бесспорно, не существует абсолютной безопасности, всегда будет существовать некоторый уровень остаточного риска.

Насколько риск есть приемлемым или неприемлемым, решает
руководство государства и конкретного предприятия, учреждения и организации. Результат этого решения будет влиять на много входных
данных и соображений, среди которых не последнее место занимает стоимость риска, поскольку главной задачей управления есть и всегда будет определение стоимости риска.

2.3 Управление безопасностью путем сравнения затрат и полученных выгод от снижения риска

Главным вопросом теории и практики безопасности жизнедеятельности есть вопрос повышения уровня безопасности. Порядок приоритетов при разработке какого-либо проекта нуждается в том, чтобы уже на первых стадиях разработки продукта или системы в соответствующем проекте, были включены элементы, которые исключают опасность. К сожалению, это не всегда возможно. Если выявленную опасность нельзя исключить полностью, необходимо снизить вероятность риска к допустимому уровню путем выбора соответствующего решения. Достичь этой цели, как правило, в какой-либо системе или ситуации можно несколькими путями, а именно за счет:

- полного или частичного отказа от работ, операций и систем, которые имеют высокую степень опасности;

- замены опасных операций другими, менее опасными;

- разработки и использования специальных средств защиты;

- мероприятий организационно-управленческого характера, в том числе ужесточения контроля за уровнем безопасности, обучения людей вопросам безопасности, стимулирования безопасной работы и поведения.

Для того чтобы отдать приоритет каким-либо мероприятиям сравнивают затраты, средства и ожидаемый уровень уменьшения риска в результате их внедрения. Такой подход к уменьшению риска опасности носит название управление риском.

Управление риском - проведение системы мероприятий, направленных на снижение вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций, повышение степени защищенности социальной сферы от последствий опасных происшествий, минимизацию негативного действия факторов опасности и контроль за соблюдением соответствующих норм и правил, предусмотренных действующим законодательством при эффективном взаимодействии между производством, населением и государством в процессе формирования необходимого уровня безопасности жизнедеятельности общества.

Как правило модель процесса управления риском представляет собой классическую схему действий - риск рассматривается как совокупность частоты реализации опасности и причиненного ею вреда (убытка), выраженной в денежной форме.

В соответствии с этим в основе управления риском лежит методика сравнения затрат и получаемых от снижения риска выгод, графическая интерпретация которой представлена на рис.2.2.

Сущность этой методики состоит в том, что сначала определяют затраты D, которые направлены на снижение уровня риска от какого-то фактора (группы факторов) к величине минимального риска Rmin, а потом оценивают возможные затраты S, которые возникают на полученном уровне риска. Если выразить величины D и S в одинаковых еденицах измерения, то их сумма составляет общие затраты общества, связанные с присутствием этого фактора (группы факторов).

Если значение Rmin будет значительно небольшим, то и затраты S, которые будут возникать вследствие реализации опасностей, будут также незначительными (снижение количества аварий и т.д.), но чтобы достичь этого минимального риска, необходимы большие затраты D на предотвращение опасностей. В случае большого значения Rmin все происходит наоборот.

Таким образом анализ зависимости общих затрат D + S от уровня риска показывает, что при некотором значении Rmin можно достичь минимальных затрат обществом (D + S)min .

Размер возможного ущерба и риск взаимосвязаны, но эта связь не поддается конкретному математическому выражению. В одних случаях риск оценивают на основании анализа причиненного ущерба, а иногда, наоборот, возможный ущерб рассчитывают на основании анализа конкретного риска. При этом регистрация, представление и обработка данных должны вестись с применением утвержденных статистических методик. Подробная статистика имущественного ущерба ведется, как правило, на некоторых предприятиях, а травматизма – как на предприятиях, так и в целом по стране.

Сочетание качественного и количественного анализа дает в результате оценку общего риска и вреда и может оказать большую помощь на разных стадиях проектирования и эксплуатации.

Качественный анализ риска, который иногда называют исследованием работоспособности, используется для выявления и идентификации существующих рисков, а количественный анализ применяют для оценки частоты и вероятности определенных серьезных последствий в результате этих рисков.

Числовые значения частоты можно взять из существующих статистических данных, а вероятности требуется определить методом испытаний или получить из банков данных.

Переход к риску открывает принципиально новые возможности повышения безопасности. К техническим, организационным и административным методам добавляются экономические методы управления риском. К последним относятся страхование, денежная компенсация ущерба, платежи за риск и т.д. Специалисты считают целесообразным ввести квоты за риск в законодательном порядке.

2.4 Системный подход в безопасности жизнедеятельности

Общие методологические основы безопасности жизнедеятельности включают вопросы философии, логики, диалектики и теории систем. Главным методологическим принципом БЖД является системно-структурный подход, а методом, который используется в нем – системный анализ.

Системный анализ – это совокупность методологических средств, которые используются для подготовки и обоснования решений сложных проблем, в данном случае – проблем безопасности.

Цель системного анализа безопасности заключается в том, чтобы определить причины, влияющие на появление нежелательных событий (аварий, катастроф, пожаров, травм и т.п.) и разработать предупредительные мероприятия, уменьшающие вероятность их появления.

Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, взаимодействующих между собой таким образом, при котором достигается определенный результат (цель).

Системы имеют качества, которых может не быть у элементов, их образовывающих. Это самое важное свойство систем лежит, в сущности, в основе системного анализа вообще и проблем безопасности в целом.

Под элементами (составными частями) понимают не только материальные объекты, но и отношения и связи.

Любое устройство представляет собой пример технической системы, а человек, животные или растения – пример биологической системы. Группы людей или коллективы – общество – являются социальными системами.

Система, одним из элементов которой является человек, называется эргативной. Примеры эргативных систем: «человек – машина», «человек – машина – окружающая среда» и т.п. Иначе говоря, любой предмет может быть представлен системным образованием.

Принцип системности рассматривает явления в их взаимной связи, как целостный набор или комплекс. Цель или результат, который дает система, называют элементом, который образовывает систему. Например, такое системное явление, как горение (пожар) возможно при наличии следующих компонентов: горючее вещество, окислитель, тепловой источник. Исключая хотя бы один из названных компонентов, мы разрушаем систему.

В принципе системы владеют качествами, которых нет в элементах, их образовывающих. Эта одна из самых важных свойств систем называется эмержментностью.

Методология системного анализа характеризуется значительным разнообразием. В ней используются элементы теории и практики, строгие формализованные методы соединяются с интуицией и личным опытом, с эвристическими и априорными приемами решения задач.

Анализ безопасности может осуществляться априорным или апостериорным методом, то есть до или после нежелательного события. В обоих случаях используемый метод может быть прямым и обратным.

При априорном анализе исследователь выбирает такие нежелательные события, которые являются потенциально возможными для данной системы, и старается составить набор различных ситуаций, которые могут привести к их появлению.

Апостериорный анализ выполняется после того, как нежелательные события уже произошли. Цель такого анализа – разработка рекомендаций на будущее.

Априорный и апостериорный анализы дополняют друг друга. Прямой метод анализа состоит в изучении причин, позволяющих предусмотреть последствия. При обратном методе анализируются последствия, чтобы определить причины, то есть анализ начинается с конечного события. Конечная цель всегда одна – предотвращение нежелательных событий.

Основной проблемой во время анализа безопасности является установление параметров и границ системы. Если система будет слишком ограниченная, то появляется возможность получения разрозненных несистематических предупредительных мероприятий, то есть некоторые опасные ситуации могут остаться без внимания. С другой стороны, если рассматриваемая система весьма велика, то результаты анализа могут оказаться достаточно неопределенными. Перед исследователем стоит вопрос также о том, до какого уровня нужно довести анализ. Ответ на этот вопрос зависит от конкретной цели анализа.

2.5 Методические подходы к определению риска

Для сравнения риска и выгод многие специалисты предлагают ввести экономический эквивалент человеческой жизни. Такой подход вызывает возражение среди определенного круга лиц, которые утверждают, что человеческая жизнь свята и финансовые операции с ней недопустимы. Однако если вопрос ставится так: "Сколько необходимо израсходовать средств, чтобы спасти человеческую жизнь?", то на практике с неизбежностью возникает необходимость в такой оценке именно с целью безопасности людей.

В соответствии с зарубежными исследованиями человеческая жизнь оценивается от 650 до 7 млн долларов США.

Следует отметить, что процедура определения риска очень приблизительная. Можно выделить 4 основных методических подхода к определению риска:

Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, вероятностный анализ безопасности, построение и анализ «деревьев опасности», «деревьев отказов», «деревьев событий и причин».

С помощью «деревьев опасности» прогнозируют, во что может развиться тот или иной отказ техники. Исследователь рассматривает различные сценарии развития опасной ситуации, начиная от исходного события - отказа того или иного элемента системы. В этом случае используется прямая (индуктивная логика) – от частного к общему.

«Деревья отказов» и «деревья событий и причин» позволяют проследить практически все причины, которые способны вызвать какое-то нежелательное событие. При этом аварийная ситуация в исследуемой системе является главным событием, так как прослеживаются все возможные логические цепочки взаимосвязанных событий способных к нему привести. В этом случае полученные результаты основываются на обратной (дедуктивной) логике – от общего к частному.

После построения деревьев, рассчитывается вероятность реализации каждого из сценариев (каждой ветви), а затем суммарная (общая) вероятность аварии на объекте или любого другого нежелательного события.

Модельный, основанный на построении моделей воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы, окружающую среду и т. п..

Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них.

Данный метод основаны на расчетах, для которых не всегда есть данные;

Экспертный - вероятности различных событий, связи между ними и последствия определяют не с помощью вычислений, а опросом опытных специалистов т. е. экспертов.
Социологический – исследуется отношение населения к разным видам риска, например с помощью социологических опросов.

Перечисленные методические подходы отражают разные аспекты риска. Наиболее точным из них является инженерный.

2.6 Применение в расчетах риска вероятностных структурно-логических моделей

Любая опасность реализуется, принося ущерб, благодаря какой-то причине или нескольким причинам.

Реальных опасностей без причин не существует, поэтому предотвращение опасностей или защита от них возможны только при выявлении причин.

Между реализовавшимися опасностями, в дальнейшем событиями, и причинами существует причинно-следственная связь: опасность есть следствие некоторой причины, которая, в свою очередь, является следствием другой причины и т.д.

Таким образом, события и причины образуют иерархические, цепные структуры или системы. Графическое изображение таких зависимостей представляет собой ветвящееся дерево.

В строящихся деревьях имеются ветви событий и ветви причин, что позволяет отразить диалектический характер причинно-следственных связей.

Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и невозможно, поэтому полученные при анализе графические изображения называют «деревьями событий и причин».

Построение «деревьев» является эффективной процедурой выявления причин различных нежелательных событий (аварий, травм и т.п.), которая основывается на дедуктивном анализе событий (от общего к частному). Многоэтапный процесс ветвления «деревьев» требует введения ограничений для определения его пределов. Границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей.

Структура «дерева событий и причин» включает одно нежелательное событие в вершине дерева (авария, катастрофа, несчастный случай и т.д.), которое соединяется с набором соответствующих событий предпосылок (ошибок, отказов, неблагоприятных воздействий) и образующих определенные цепочечные связи или ветви. «Листьями» на ветвях такого дерева являются предпосылки – инициаторы причинных цепей, детализация которых и дальнейший анализ не целесообразны.

При построении «дерева событий и причин» используют специальные условные обозначения событий и логические элементы (вентили), которые иллюстрируют взаимодействие между ними. Форма условных обозначений обеспечивает наглядность и облегчает процесс построения дерева.

Условные обозначения событий, которые используются при построении «дерева событий и причин» приведены в таблице 2.3.

Связь событий в дереве осуществляется с помощью двух основных логических элементов «И» и «ИЛИ», которые подразумевают определенные математические действия по вычислению вероятностей (табл.2.4).

Поскольку все рассматриваемые события и условия их возникновения являются случайными, то для расчета реализации главного события используют определения и зависимости теории вероятностей. Приведем основные из них.

Под событием понимается факт, который в результате опыта может произойти или не произойти.

Вероятность события (Р) – численная мера объективной возможности этого события.

Достоверное событие – событие, которое в результате опыта обязательно должно произойти (Р = 1).

Невозможное событие – событие, которое в результате опыта не может произойти (Р = 0).

Единица измерения вероятностей или диапазон изменения вероятностей – числа от 0 до 1 (0 < Р < 1). .

Таблица 2.3

Таблица 2.4

События А и Б называются независимыми, если появление одного из них не влияет на вероятность появления другого.

Вероятность произведения независимых событий вычисляется по формулам

; (2.2)

. (2.3)

Несколько событий называются несовместными в данном опыте, если они не могут появиться вместе (выпадение орла или решки при подбрасывании монеты; попадание и промах при одном выстреле; пожар в присутствии хозяина и без хозяина; инфицирование гриппом в результате эпидемии и в результате простуды).

К любому числу несовместных событий применима теорема сложения вероятностей

; (2.4)

. (2.5)

В случае когда события совместны, вероятность суммы этих событий выражается формулами

; (2.6)

.(2.7)

В справедливости формул (2.6-2.7) можно убедиться рассматривая рис. 2.3

В качестве примера рассмотрим алгоритм построения «дерева событий и причин» для технологического процесса с использованием взрывоопасных газов, которые хранятся в баллонах (рис.2.4).

Построение начинается с главного события – взрыва газового баллона, и продолжается поиском всех комбинаций событий, которые могут привести к наступлению главного.

Возникновение опасных ситуаций в виде пяти верхних событий (2 - 6) определяет девять базисных событий (7-15).

Поскольку все события и условия их возникновения являются случайными, то для расчета вероятности реализации взрыва газового баллона используют основные выражения теории вероятности.

Вероятности наступления событий 7-15, т.е. базисных событий, определяют эмпирично или оценивают статистическими методами. Вероятности верхних событий рассчитывают по формулам (2.2-2.7) в соответствии с логикой их реализации, а именно:

- первая причина по которой может произойти взрыв газового баллона - образование источника возгорания (2), одним из событий, которое этому предшествует, является ошибка проекта электрооборудования (4) в результате чего может возникнуть искра в выключателе освещения (8) или искра в электродвигателе вентилятора (9) установленного в помещении где непосредственно выполняется технологический процесс с использованием взрывоопасных газов. При этом события (8, 9) независимые, связаны логическим оператором «ИЛИ» и являются совместными (появления их одновременно хоть и является событием практически невозможным потому что имеет ничтожно маленькое значение вероятности, но все же является событием достоверным). В соответствии с (2.6) запишем

Р4 = Р8 + Р9 – (Р8 · Р9).

Помимо ошибки проекта электрооборудования образование источника возгорания возможно при коротком замыкании электропроводки помещения (7), а также при наличии открытого огня (10). События (7, 4, 10) независимые, связаны логическим оператором «ИЛИ» и являются совместными, тогда согласно (2.7)

Р2 = Р7 + Р4 + Р10 – (Р7 · Р4 + Р7 · Р10 + Р4 · Р10) + (Р7 · Р4 · Р10 );

- другой причиной приводящей к взрыву газового баллона, является образование взрывоопасной смеси (3) в результате вытекания газа из баллона (5) и отсутствии при этом вентиляции (6).

Вытекание газа может произойти по причине дефекта (брака) в конструкции самого баллона (11), в случае если не полностью закрыта запорная арматура (12) и в случае несоблюдения необходимых условий хранения (13), таких как температура, влажность, вибрация и т.д. События (11, 12, 13) независимые, связаны логическим оператором «ИЛИ» и являются совместными, тогда с учетом (2.7)

Р5 = Р11 + Р12 + Р13 – (Р11 · Р12 + Р11 · Р13 + Р12 · Р113) + (Р11 · Р12 · Р13 ).

Причиной отсутствия работающей вентиляции может быть либо просто не включение вентилятора (14) из-за невнимательности персонала или сбоя в работе автоматики, либо неисправность непосредственно этого узла системы (15). При этом события (14, 15) независимые, связаны логическим оператором «ИЛИ» и являются несовместными (появления их одновременно событие невозможное). Для определения вероятности события (6) используем формулу сложения вероятностей (2.4)

Р6 = Р14 + Р15 .

События (5, 6) позволяют определить вероятность верхнего события (3). Т.к. образование взрывоопасной смеси возможно только при условии обязательного выполнения двух событий - они являются совместными и связанными логическим оператором «И». На основании (2.2) получим

Р3 = Р5 · Р6 .

- значения вероятностей верхних событий (2, 3) дают возможность определить вероятность главного события (1) – взрыв газового баллона. В этой ситуации они являются совместными и связанными логическим оператором «И», потому что необходимым условием возникновение взрыва является как наличие взрывоопасной смеси так и источника возгорания.

Таким образом вероятность главного события равна

Р1 = Р2 · Р3 .

На основании приведенного примера, можно сделать вывод про универсальность метода построения «деревьев опасностей и причин» для расчета рисков в разных социально-экономических и технических системах. Конечно при этом необходимы числовые данные наблюдений, большая выборка, значение вероятностей базисных событий, но этот факт не может быть отнесен к недостаткам метода, потому что их всегда можно получить экспертным путем и различными статистическими методами.

D, S

(D + S)min

R = RТ + RСЭ

Область (зона)

приемлемого риска

RСЭ

RТ

0-8

Rmin

(D + S)min

Рис. 2.2 Зависимость затрат направленных на предотвращение опасностей D

и затрат на ликвидацию последствий от реализации опасностей S от

значения минимального риска

Рис.2.1 Определение приемлемого риска

R - риск гибели человека на протяжении года;

RT - технический риск;

RСЭ - социально-экономический риск;

R - суммарный риск;

Q – затраты на безопасность в технических системах.

- затраты на безопасность

Зона неприемлемого риска - 2

Зона неприемлемого риска - 1

10-6

№	Условное обозначение	Название события
1		Главное событие – заглавие дерева событий и причин, заранее определенное нежелательное событие
2		Верхнее событие – промежуточное событие подразумевающее дальнейший анализ.
3		Базисное событие – событие, которое не требует дальнейшего анализа.
4		Трансфер (неописанное продолжение) – событие, которое уже учитывалось в данном дереве событий и причин

№

Условное

обозначение

Логический элемент (оператор)

«И» - логическое произведение (конъюнкция).

Указывает, что для получения данного выхода необходимо выполнить все условия на входе. Перед тем, как произойдет событие Г, должны произойти события А и Б либо АБВ.

«ИЛИ» - логическая сумма (дизъюнкция).

Указывает, что для получения данного выхода должно быть выполнено хотя бы одно из условий на входе. Означает, что событие Г будет иметь место, если произойдет: для двух - хотя бы одно из событий А или Б (или оба); для трех – А или Б или В (или три события вместе).

АБ

БВ

АБВ

АВ

АБ

Рис.2.3

Взрыв газового баллона

Образование взрывоопасной смеси

Ошибка проекта электро-оборудования

Короткое замыкание

Наличие открытого огня

Искра выключателя освещения

Вытекание газа из баллона

Искра в электродвига-теле вентилятора

Образование источника возгорания

Отсутствие вентиляции

Вентилятор выключен

Вентилятор неисправен

Бракованый баллон

Неправильное хранение баллонов

Не полностью закрыта запорная арматура

ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ РИСК ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЧС