Теоретические основы управления риском чрезвычайных ситуаций

Концепции и методы анализа риска

По мере усложнения технического производственного потенциала, роста численности населения и его урбанизации объективно формируется более уязвимая социальная среда, деструктивное влияние на которую аварий, катастроф, стихийных бедствий постоянно увеличивается. Это обусловлено, во-первых, глобальными климатическими изменениями, чрезмерной антропогенной нагрузкой на окружающую среду, рискованностью многих наукоемких, в т. ч. военных, технологий. Во-вторых, увеличение числа природных и техногенных ЧС сочетается с растущим социально-экономическим ущербом и снижением защищенности населения от катастроф и стихийных бедствий. Ежегодно число пострадавших от стихийных бедствий на планете повышается в среднем на 6%.

Обеспечение безопасности, защиты населения и объектов хозяйства от опасных природных и техногенных процессов является одной из основных функций государства. До недавнего времени практическая деятельность по реализации этой функции базировалась на концепции «абсолютной безопасности», исходящей из недопущения катастрофических отказов в установленный срок в техносфере и человеческих жертв от опасных природных явлений. Однако на практике она была нереализуемой из-за необходимости огромных материальных и финансовых затрат, которые общество не могло себе позволить. Кроме этого, эта концепция не дает ответ о количественной мере достигнутого уровня безопасности, так как лежащий в ее основе лозунг «жизнь человека бесценна» предполагает безнравственной саму процедуру такой оценки. Поэтому регулирование безопасности происходило часто интуитивно, методом проб и ошибок, в соответствии с субъективными представлениями человека о соотношении качества жизни и безопасности.

Хотя опасные технические проекты проходили оценку по критериям «затраты-выгода», «эффективность — стоимость» и др., однако в ходе ее часто уходили от количественного определения достигнутого уровня безопасности, так как считаюсь, что при данном уровне технического развития и заложенных в проект технических решений она достигнута. При этом не учитываюсь, что негативные и позитивные результаты любой деятельности распределяются между членами общества крайне неравномерно: определенным группам населения причиняется вред от той деятельности, которая выгодна для большинства населения. Поэтому-то и необходимы определенные ограничения на практическую деятельность, которые гарантировали бы определенный уровень реализации материальных и духовных потребностей каждого человека при условии его личной безопасности.

Лавинообразный рост количества аварий и катастроф в конце XX века побудил коренной пересмотр принципов обеспечения безопасности. В результате чего, начиная с 70-х годов XX века, промышленно развитые страны перешли на управление безопасностью с позиций новой концепции «приемлемого риска» .

Слово «риск» широко используется страховыми компаниями. Эти компании существуют постольку, поскольку организации или частные лица опасаются либо потерять жизнь или имущество, либо потерпеть финансовый ущерб в случае возникновения каких-либо неблагоприятных обстоятельств, в том числе аварий, катастроф и стихийных бедствий.

Страховые компании оценивают вероятность появления подобных событий в значительной мере на основе прошлого опыта по статистическим данным. Однако для достаточно редких событий необходимая статистика отсутствует, поэтому широко используются теоретико-вероятностные методы расчета риска.

Умножая меру финансовых последствий страхового случая на частоту его возникновения, они могут оценить размер ожидаемых ежегодных выплат. Эта сумма, умноженная на поправочный коэффициент (учитывающий расходы на содержание аппарата страховых компаний и обеспечивающий получение ею необходимой прибыли), определяет размер страховой премии.

Таким образом, компания в ходе страхования учитывает следующие обстоятельства:

• 1. Физическую ситуацию, представленную возможностью нанесения ущерба, оцениваемого в денежном выражении.
• 2. Вероятность реализации такой физической ситуации.
• 3. Способ вычисления страховой премии по математическому ожиданию размера ущерба, т. е. произведения величин (1) и (2).

Во многом опыт страховых компаний был заимствован при переходе к количественной оценке опасностей, возникающих в природной и техногенной сферах. Опасность сопутствует любому виду деятельности, а ее степень, как количественная мера, может быть охарактеризована риском. Риск — это возможность того, что человеческие действия или результаты его деятельности приведут к последствиям, которые воздействуют на человеческие ценности. Заметим, что в соответствии с современными взглядами риск обычно интерпретируется как вероятностная мера возникновения техногенных или природных явлений, сопровождающихся возникновением, формированием и действием опасностей и поражающих факторов и нанесенного при этом социального, экономического, экологического и других видов ущерба и вреда.

В общем случае управление риском включает в себя: идентификацию риска, его оценку и прогноз, выработку мер по снижению уровня риска.

Идентификация, оценка и прогноз риска представляют собой процедуру анализа риска путем проведения исследований, направленных на выявление и количественное определение видов риска в различных сферах деятельности, например при осуществлении какого-либо хозяйственного проекта.

Анализ риска обычно начинается с его идентификации — выявления причин риска (опасностей) и механизма возможного негативного воздействия их на различные группы населения.

Оценка риска состоит в его количественном измерении, т. е. определении вероятных последствий возможной реализации опасностей для различных групп населения. Целью оценки риска являются взвешивание риска и выработка решений, направленных на его снижение. При этом оцениваются затраты и выигрыш от принимаемого решения.

Прогноз риска — это его оценка на определенный момент времени в будущем с учетом тенденций изменения условий проявления риска.

Анализ риска для населения и территорий от ЧС основан на использовании различных концепций, методов и методик (рис. 3.1).

В настоящее время используются следующие концепции анализа риска:

o техническая (технократическая) концепция, основанная на анализе относительных частот возникновения ЧС (инициирующих чрезвычайные ситуации событий) как способе задания их вероятностей. При ее использовании имеющиеся статистические данные усредняются по масштабу, группам населения и времени;

Рис. 3.1. Методический аппарат анализа риска.

• o экономическая концепция, в рамках которой анализ риска рассматривается как часть более общего затратно-прибыльного исследования. В последнем риски есть ожидаемые потери полезности, возникающие вследствие некоторых событий или действий. Конечная цель состоит в распределении ресурсов таким образом, чтобы максимизировать их полезность для общества;
• o психологическая концепция концентрируется вокруг исследований межиндивидуальных предпочтений относительно вероятностей с целью объяснить, почему индивидуумы не вырабатывают свое мнение о риске на основе средних значений; почему люди реагируют согласно их восприятию риска, а не объективному уровню рисков или научной оценке риска;
• o социальная (культурологическая) концепция основана на социальной интерпретации нежелательных последствий с учетом групповых ценностей и интересов. Социологический анализ риска связывает суждения в обществе относительно риска с личными или общественными интересами и ценностями. Культурологический подход предполагает, что существующие культурные прототипы определяют образ мыслей отдельных личностей и общественных организаций, заставляя их принимать одни ценности и отвергать другие.

Из приведенных концепций анализа риска в нормативно-методическом плане в настоящее время развита и широко применяется при оценке опасностей в природной и техногенной сферах техническая (технократическая) концепция. При этом основными элементами, входящими в ее систему анализа, являются источник опасности, опасное событие, вредные и поражающие факторы, объект воздействия и ущерб. Под опасным понимается такое событие (авария, катастрофа, экстремальное природное явление), которое приводит к формированию вредных и поражающих факторов для населения, объектов техносферы и окружающей природной среды.

В рамках технократической концепции после идентификации опасностей (выявления принципиально возможных рисков) необходимо оценить их уровень и последствия, к которым они могут привести, т. е. вероятность соответствующих событий и связанный с ними потенциальный ущерб. Для этого используют методы оценки риска, которые в общем случае делятся на феноменологические, детерминистские и вероятностные. Рассмотрим область их применения.

Феноменологический метод базируется на определении возможности протекания аварийных процессов исходя из результатов анализа необходимых и достаточных условий, связанных с реализацией тех или иных законов природы. Этот метод наиболее прост в применении, но дает надежные результаты, если рабочие состояния и процессы таковы, что можно с достаточным запасом определить состояние компонентов рассматриваемой системы, и ненадежен вблизи границ резкого изменения состояния веществ и систем. Феноменологический метод предпочтителен при сравнении запасов безопасности различных типов потенциально опасных объектов, но малопригоден для анализа разветвленных аварийных процессов, развитие которых зависит от надежности тех или иных частей объекта или/и его средств защиты. Феноменологический метод реализуется на базе фундаментальных закономерностей, которые в последние годы объединяют в рамках новой научной дисциплины — физики, химии и механики катастроф.

Детерминистский метод предусматривает анализ последовательности этапов развития аварий, начиная от исходного события через последовательность предполагаемых стадий отказов, деформаций и разрушения компонентов до установившегося конечного состояния системы. Ход аварийного процесса изучается и предсказывается с помощью математического моделирования, построения имитационных моделей и проведения сложных расчетов. Детерминистский подход обеспечивает наглядность и психологическую приемлемость, так как дает возможность выявить основные факторы, определяющие ход процесса. В ядерной энергетике этот подход долгое время являлся основным при определении степени безопасности реакторов.

Недостатки метода: существует потенциальная возможность упустить из вида какие-либо редко реализующиеся, но важные цепочки событий при развитии аварии; построение достаточно адекватных математических моделей является трудной задачей; для тестирования расчетных программ часто требуется проведение сложных и дорогостоящих экспериментальных исследований.

Вероятностный метод анализа риска предполагает как оценку вероятности возникновения аварии, так и расчет относительных вероятностей того или иного пути развития процессов. При этом анализируются разветвленные цепочки событий и отказов оборудования, выбирается подходящий математический аппарат и оценивается полная вероятность аварий. Расчетные математические модели в этом подходе, как правило, можно значительно упростить в сравнении с детерминистскими схемами расчета. Основные ограничения вероятностного анализа безопасности связаны с недостаточностью сведений по функциям распределения параметров, а также недостаточной статистикой по отказам оборудования. Кроме того, применение упрощенных расчетных схем снижает достоверность получаемых оценок риска для тяжелых аварий. Тем не менее вероятностный метод в настоящее время считается одним из наиболее перспективных для применения в будущем.

Исследование риска для населения и территорий в ЧС проводится главным образом на основе вероятностного метода, позволяющего построить различные методики оценки риска. В зависимости от имеющейся (используемой) исходной информации это могут быть методики следующих видов:

• o статистическая, когда вероятности определяются по имеющимся статистическим данным (при их наличии);
• o теоретико-вероятностная, используемая для оценки рисков от редких событий, когда статистика практически отсутствует;
• o эвристическая, основанная на использовании субъективных вероятностей, получаемых с помощью экспертного оценивания (используется при оценке комплексных рисков от различных опасностей, когда отсутствуют не только статистические данные, но и математические модели, либо модели слишком грубы, т. е. их точность низка).

Так, в рамках статистических методик наиболее общим показателем риска считается математическое ожидание (среднее значение) ущерба от опасного события за год:

В таком определении оценка риска в природной и техногенной сферах подобна процедуре определения страховыми компаниями страховой премии. Надежные оценки риска в этом случае получаются для часто происходящих событий с небольшими ущербами.

В более общем случае с учетом редких событий большой разрушительной силы риск целесообразно представлять векторной величиной, включающей в себя как величину ущерба от воздействия того или иного опасного фактора и вероятность его возникновения, так и неопределенность в величинах ущерба и вероятности. Поэтому задачу управления риском в этом случае следует рассматривать как задачу векторной либо скалярной оптимизации, определив некоторую интегральную оценку риска. Построение интегральной оценки риска также можно проводить различными способами. Действительно, поскольку риск определяется двумя группами факторов — вектором вероятностей и вектором ущербов, то можно сначала провести интеграцию (свертку) по вероятностям каждого типа ущербов (например, определить математическое ожидание по каждому типу ущерба, т. е. ожидаемый ущерб), а затем построить интегральную оценку ожидаемых ущербов. Можно поступить наоборот, сначала построить интегральную оценку ущербов, а затем взять математическое ожидание этой интегральной оценки.

При этом важно заметить, что достаточное простое определение риска в виде математического ожидания ущерба в ряде случаев неприемлемо. Так, в случае маловероятных и крупных аварий и катастроф (типа аварии на Чернобыльской АЭС) задачу управления риском следует рассматривать как задачу векторной оптимизации, выделяя задачу минимизации вероятности возникновения аварии и задачу минимизации ущерба в случае аварии в отдельные задачи.