Методы и алгоритмы принятия инвестиционных решений по управлению рисками на химически опасных объектах

В настоящее время сохраняетсятенденция по обострению проблем в области промышленной безопасности, связанных с авариями на объектах, использующих аварийные химически опасные вещества (АХОВ).

Это связано с тем, что в Российской Федерации в зонах непосредственной угрозы жизни людей и их здоровью сосредоточены 45 тысяч опасных объектов различного типа и различной формы собственности. Из них 2700 химических, обладают повышенной опасностью. В этих зонах вероятного химического заражения проживает около 90 млн. человек, то есть 55% населения страны. Численность городского населения составляет почти 75% общей численности населения страны. При этом только 15% граждан проживают на территории, на которой нет опасных объектов [17, С.9- 18, С.7- 20, С. 12]. Аварии на этих объектах в России ежегодно причиняют вред здоровью 200 тысяч человек, а гибнет в результате аварий и катастроф порядка тысячи человек.

Материальный ущерб от чрезвычайных аварий техногенного характера, по заявленным данным федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов РФ ежегодно составляет в среднем 1,4 млрд. рублей.

Основной составляющей техногенных аварий по данным МЧС является физическое старение и износ основных средств производства.

В большинстве отраслей промышленности и сфере потребления износ составляет более 70% [87, С. 18].

Предупреждение ЧС природного и техногенного характера, ликвидация их последствий, максимальное снижение масштабов потерь и ущерба, наносимых стихийными бедствиями и техногенными катастрофами, превратились в общегосударственную проблему и являются важными задачами органов власти и управления всех уровней.

Общность задач и единство целей объединяет усилия органов государственной и исполнительной власти, уполномоченных осуществлять государственную экспертизу, надзор и контроль за соблюдением требований действующего законодательства Российской Федерации, независимых экспертных организаций, страховых компаний при участии других заинтересованных общественно-политических и промышленных организаций и объединений, связанных с обеспечением защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций [92, С. 44- 94, С. 35].

Федеральными органами РФ утверждена концепция целевой программы от 28.09.2005 г. № 1529-р «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2010 года», а 29.03. 2011 г., вышло Распоряжение Правительства РФ № 534-р «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2015 года».

Тем не менее, до настоящего времени сохранен еще высокий уровень угрозы техногенного и природного характера, с негативными последствиями чрезвычайных ситуаций, нарушающих устойчивое социально-экономическое развитие страны, угрожающие национальной безопасности страны.

В приведенных правительственных документах указываются и пути достижения основных целей. Это — системные исследования, совершенствование системы мониторинга и прогнозирования ЧС, последовательное снижение рисков ЧС, повышение защиты критически важных объектов, населения и территорий РФ от угроз природного и техногенного характера.

Все вышеперечисленные задачи и составляет основу диссертационного исследования.

Любому виду деятельности сопутствует риск в силу объективных причин. ХОО являются объектом риска, так как осуществляют такую деятельность, в результате которой ей угрожают определенные опасности, способные либо дезорганизовать деятельность, либо нанести ущерб, как самой системе, так и окружающей среде.

Финансовые возможности многих промышленных предприятий не позволяют кардинально осуществлять реконструкцию устаревших производств и объектов, провести плановую замену оборудования, средств контроля и противоаварийной защиты.

В этих условиях устойчивая деятельность этих предприятий сводится к проблеме оптимального использования инвестиций, как правило, на порядок меньше потребных средств, • на решение наиболее важных проблем промышленной безопасности, сокращения людских потерь, сокращения ущерба окружающей среде и т. д.

Проблеме деятельности опасных народнохозяйственных и специальных объектов посвящены работы отечественных учёных A.A. Емельянова, М. А. Шахраманьяна, В. А. Акимова, В. В. Лесных, H.H. Радаева и М. И. Фалеева, А. Г. Хлуднева. Тематике прогноза ущерба от аварий на ХОО посвящены работы В. В. Исмайлова, В. М. Колодкина. В зарубежной литературе наиболее значительными являются разработки Э. Дж. Хенли, X. Кумамото и Р. Ортвина.

В работах A.A. Емельянова, В. Д. Новикова и Ю. П. Потапенко для обоснования инвестиционных решений применялись методы системного анализа, математического и имитационного моделирования процессов реализации инвестиционного проекта [46- 56- 85- 97]. Положительным решением было объединение объекта инвестирования и субъекта, выделяющего средства, в одну систему с обратными связями, что позволяло оценивать устойчивость выполнения проекта, а в случае недостатка средств определять страховой объём дополнительного финансирования. Однако в этих работах анализировался только ущерб невыполнения проекта в директивно заданное время.

По мнению ведущих специалистов ВНИИ ГО ЧС РФ [17, С. 6 — 18], указанные выше цели нельзя достичь, без создания и развития систем прогнозирования, развития системы информационного обеспечения органов управления техногенными рисками, разработки основных элементов независимой системы экспертизы и оценки рисков, развития системы обязательного и добровольного страхования рисков от ЧС и гражданской ответственности за причинение вреда, создание базы данных по ХОО, осуществления экспертизы и оценки рисков на опасных производственных объектах, организации взаимодействия на федеральном, региональном и местном уровне и т. д.

Также, по их мнению, требуется разработка такой математической модели, которая бы выражала зависимость выхода — последствия от аварий от входа — общий объем инвестиций.

Диссертант не нашел ни одного труда в открытой печати, где были бы реализованы сформулированные выше задачи.

Авторы работы [102, С. 224] предлагают детализировать политику по предупреждению ЧС по двум направлениям.

Первое направление — политика предупреждения ЧС, ориентированная на снижение риска от источников ЧС, второе направление — политика предупреждения ЧС, ориентированная на смягчение последствий взаимодействия ЧС на людей и территорию.

В диссертации решаются задачи обоих направлений: оценка риска деятельности, предупреждение и локализация аварий, расчет потребных средств, оптимальное распределение инвестиций, минимизирующее ущерб от аварий.

Настоящее диссертационное исследование исключительно направлено на решение вышеперечисленных задач путем внедрения экономических методов и рычагов управления рисками ХОО.

Основной количественной составляющей в оценке риска деятельности ХОО диссертантом принят ущерб от гипотетических аварий. Последствия от аварий сопряжены не только с потерями людей, но и со значительными материальными потерями.

Комплексный экономический ущерб причиненного вреда по основным факторам воздействия состоит из: -потери жизни и здоровья населения (НР);

— загрязнения атмосферного воздуха;

— загрязнения земной поверхности и почв;

— загрязнения поверхностных подземных вод;

— уничтожение и повреждение основных фондов, имущества, продукции;

— изъятия или ухудшения качества сельскохозяйственных угодий;

— потерь продуктов и объектов лесного хозяйства;

— потерь рыбного хозяйства;

— уничтожения или ухудшения качества рекреационных ресурсов;

— потерь природно-заповедного фонда.

При авариях с выбросом АХОВ ущерб представляет собой сумму перечисленных локальных ущербов.

Для оценки ущерба необходим расчет по каждому показателю в отдельности, для каждого ХОО. По некоторым регионам по отдельным факторам были проведены исследования авторами работ [20, С. 41 — 46- 48, С. 35 — 42- 49, С. 52 — 59- 50, С. 27 — 31- 75, С. 134 — 140- 95, С. 427 — 436].

В настоящее время, как за рубежом, так и у нас, в России, не сложился единый научно методический подход по расчету ущерба. Существующие подходы часто противоречат друг другу. По мнению авторов работы [18, С.277] расхождение результатов в первую очередь связано с определением потерь. Большинство исследователей берут среднестатистические данные по какому-то одному региону или отрасли и распространяют их на конкретный объект без учета его индивидуальных особенностей.

Понимая бесперспективность проведения исследований по каждому фактору воздействия для каждого ХОО, авторы работы [18] выдвигают идею о необходимости создания некоторой универсальной единицы для оценки ущерба. И только идею! Диссертантом предлагается за указанную универсальную единицу принять цену ущерба от заражения одного квадратного метра зараженной площади, конкретным АХОВ [39, С. 87−90].

В открытой печати все методики по расчету ущерба используют оперативные данные. А в случае их отсутствия берется самый наихудший сценарий развития ЧС, что значительно завышает ущерб.

Естественно, эта цена зависит от многих факторов и должна быть уточнена компетентными органами для каждого объекта в отдельности.

Диссертантом с практической достоверностью 0,95, найдена максимальная площадь заражения при заданных стационарных условиях и отсутствии оперативных данных на основе официальных методик расчета площадей заражения и статистических данных по размерам глубин заражения от различных аварийно химических опасных веществ (АХОВ).

На основе проведенных исследований в нашей стране по реабилитации пострадавших от аварий, компенсации правительства семьям за одного безвозвратного, ущерба загрязнением территории автором в первом приближении найдена цена (руб.) универсальной единицы ущерба для хлора и аммиака.

С помощью, найденной функциональной зависимости площади заражения от количества выброса (слива) АХОВ, автором рассчитывается ущерб по каждой аварии ХОО, а, значит, и риск ее деятельности.

Резюмируя вышеизложенное, сформулируем основные положения и результаты диссертационного исследования.

Целью диссертационного исследования является создание комплекса методов и алгоритмов принятия решений в процессах инвестирования в безопасность деятельности химически опасных объектов при отсутствии оперативных данных.

Для достижения указанной цели автором сформулированы и решены следующие частные задачи исследования:

1) систематизировать процессы рационального распределения инвестиций в безопасность ХОО при отсутствии оперативных данных;

2) создать единицу измерения ущерба от гипотетической аварии, основанную на оценке площади зараженной территории;

3) разработать метод получения функциональных зависимостей потерь площади зараженной территории от количества выброса (слива) конкретных АХОВ;

4) алгоритмизировать оценку параметров экономического риска аварии на ХОО: пораженной площади, ущерба и потребных средств;

5) алгоритмизировать распределение инвестиций в безопасность, направляемых на снижение риска деятельности ХОО.

Объектом исследования являются предприятия всех организационно-правовых форм, использующие в своей деятельности аварийно химические опасные вещества.

В качестве предмета исследования выступают процессы обеспечения экономической безопасности деятельности предприятий в связи с возможными авариями, а также связанные с ними методы принятия решений, направленные на инвестирование в безопасность.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Методологической базой являются методы системного анализа в управлении, экономико-математические методы, на методы теории вероятностей, математической статистики, оптимизации, комбинаторики, а также на методы анализа данных.

Теоретической базой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по экономико-математическим методам и теоретическим основам управления риском в техногенной сфере, теория управления сложными системами, теоретические обоснованные методы оптимизации, информационные технологии, методы алгоритмизации.

Эмпирическая база исследования представляет собой реальные и статистические материалы по расчетам площадей заражения АХОВ, данные по ХОО Волгоградской области, а также практические результаты и современные методы оценки обстановки и управления в ЧС, проверенные на практике.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что автором решена новая научная задача комплексной оценке риска деятельности ХОО, обусловленного как возможностью аварий, так и необходимостью дорогостоящих превентивных мер по их предотвращению, и обоснования решений по выделению и распределению средств, инвестируемых в безопасность.

Наиболее существенные, новые научные результаты, полученные лично соискателем и выносимые на защиту:

1. Предложена новая методологическая схема процесса рационального распределения инвестиций в безопасность ХОО. Автор выделил и разработал основу основных этапов решения распределительной задачи, новые особенности которой заключаются в том, что при реализации этой схемы происходит не только оптимизация распределения выделяемых сумм, но и оцениваются потребные ресурсы, которые необходимы для снижения риска на заданную величину.

2. Введена новая единица измерения ущерба от гипотетической аварии — ущерб, нанесенный ХОО заражением единицы площади (м2) территории конкретным АХОВ. При этом впервые показано, что для каждого вещества стоимость пораженной единицы площади на территории конкретного ХОО и за её пределами в денежном измерении — слабо изменяющаяся величина, что резко упрощает практические оценки вероятного ущерба, поскольку появляется возможность работы с математическим ожиданием, которое определяется заблаговременно.

3. Создан метод получения зависимости потерь площади зараженной территории от количества выброса конкретных АХОВ, используемых или вырабатываемых предприятием. Отличительная особенность предложенного метода заключается в том, что все расчеты произведены при отсутствии оперативных данных. Зависимости получены в табличном и аналитическом виде.

4. Разработан новый алгоритм оценки параметров экономического риска деятельности ХОО. Отличительная особенность алгоритма заключается в том, что автором предлагается оценивать такие параметры риска аварии на ХОО, как пораженную площадь, ущерб и потребные средства для реализации мероприятий по предупреждению аварий. Используемые автором методы отличаются от результатов H.H. Радаева, В. А. Акимова, В. В. Лесных и М. И. Фалеева тем, что алгоритм основан на полученных автором новых ранее неизвестных зависимостях: а) пораженной площади от объёма выброса ХООб) ущерба от выделяемых денежных средств.

5. Создан алгоритм оптимизации использования инвестиций, направленный на снижение риска деятельности ХОО. Алгоритм отличается от известных, основанных на методах математического программирования, тем, что учитывает современную реальность: средства инвестирования в безопасность часто выделяют намного меньше требуемых. Поэтому алгоритм основан на методах комбинаторики и алгоритмах сортировки для осуществления целенаправленного перебора вариантов. На основе этого алгоритма автор предложил оригинальный метод снижения площади поражения на заданную величину, если средств для предотвращения аварий выделено явно недостаточно.

Обоснованность и достоверность результатов исследования.

Обоснованность результатов, выносимых на защиту, обеспечена применением научной методологии, использованием достижений прикладной математики, общей теории алгоритмов, теории оптимизации, теории вероятностей и математического анализа, а также базисных научных результатов, полученных другими авторами.

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием официальных методик расчета глубин зон химического заражения, применением научно-обоснованных алгоритмов расчета площадей заражения, а также использованием базы данных паспортов ХОО Волгоградской области. Верификация результатов расчётов выполнялась при использовании опубликованных данных и справочных материалов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость исследования состоит в приращении научного знания в области управления предпринимательским риском деятельности ХОО, заключающегося в количественной оценке риска деятельности предприятия и эффективного использования инвестиций по снижению экономического риска его деятельности.

Практическая значимость. Разработанные алгоритмы и методики могут быть использованы объектами любой отрасли промышленности, применяющими в своей деятельности аварийно опасные вещества. Полученные результаты также могут быть использованы федеральными и областными органами при инвестировании денежных средств, направленных на минимизацию предпринимательского риска ХОО.

Соответствие диссертации Паспорту научной специальности.

Диссертация и научные результаты, выносимые на защиту, соответствуют Паспорту специальности 08.00.13 — «Математические и инструментальные методы экономики»:

1.4. «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений» -соответствуют пункты 2, 3, 4 научных результатов;

2.3. «Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях» — соответствуют пункты 1, 5 научных результатов.

Апробация работы и реализация результатов исследования.

Апробация. Основные положения, выводы, а также полученные результаты нашли практическое применение в работе Главного Управления ГО ЧС, а также на химически опасных объектах Волгоградской области. Основные научные результаты докладывались на:

— Совещаниях руководителей ГОЧС Волгоградской области. -Волгоград: 2002, 2008.

— Конференциях студентов и молодых ученых города Волгограда. -Волгоград: 1998,1999,2000.

— Международном научном конгрессе «Роль бизнеса в трансформации российского общества». — Москва: 2008, 2009, 2010, 2012.

Реализация результатов. Результаты диссертационной работы внедрены в деятельность Главного Управления ГО ЧС Волгоградской области и ХОО Волгоградской области.

Публикации. Основные положения, выводы и результаты диссертационного исследования опубликованы в 9 печатных работах общим объемом 3,05 п.л., в том числе в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований — 3 работы, авторским объемом 0,9 п.л.

Заключение

.

Предложенные выше методы и алгоритмы имеют модификации, учитывающие эмпирический опыт федеральной службы FEMA U.S.

В результате проведенного диссертационного исследования:

1) обоснована актуальность выбранной темы, обусловленная значимостью процессов управления инвестированием в безопасность ХОО;

2) проведен анализ методических подходов, алгоритмов и методик управления рисками деятельности ХОО взаимоотношениями с клиентами, в результате которого сформулированы выводы об отсутствии единого подхода к эффективному распределению выделяемых средств;

3) поставлены цель и основные задачи диссертационного исследования, предполагающие разработку комплекса методов и моделей, как инструмента эффективного управления рисками на ХОО;

4) сделан обоснованный выбор единицы измерения и определение её цены в зависимости от вида аварийно химически опасного вещества;

5) определена функциональная зависимости ущерба площади заражения от количества АХОВ в отсутствии оперативных данных;

6) разработан новый алгоритм определения экономического ущерба и необходимых инвестиционных средств по его предотвращению;

7) разработан новый алгоритм распределение использования инвестиций, направленный на снижение риска деятельности ХОО;

8) создан метод расчета необходимых денежных средств для снижения возможного выброса конкретного объёма АХОВ;

9) результаты диссертационного исследования реализованы в деятельности ХОО — предприятия ОАО «Волжский каучук» (г. Волгоград);

10) проведено экономическое обоснование проекта внедрения;

11) выработаны и обоснованы практические рекомендации по:

— оп ределению экономического ущерба и пораженных площадей на основе предложенного метода измерения в отсутствии или дефиците оперативных данных;

— распределению ограниченных сумм инвестирования в безопасность.

ХОО;

— определению предварительных объёмов финансирования мероприятий, направленных на снижение риска выбросов конкретных объёмов.