Содержание к диссертации
Введение
1. Общая организация и структура управления в Государственной противопожарной службе МЧС России на федеральном и региональ ном уровнях 15
1.1. Системы управления в ГПС МЧС России 15
1.2. Управление пожаротушением в условиях чрезвычайных ситуаций 22
1.3. Основные направления деятельности системы информационного обеспечения ГПС МЧС России 34
1.4. Назначение и характеристики отдельных информационно-справочных и расчетных подсистем, включаемых в состав системы информационного обеспечения ГПС МЧС России 44
1.5. Формулировка проблемы, противоречий и постановка задач дис сертационного исследования 68
Выводы и результаты по главе 1 81
2. Математические модели оценки рисков пожарной опасности 83
2.1.Основы формирования математических моделей 83
2.2. Методический аппарат, используемый при анализе риска чрезвычайных ситуаций 89
2.3. Базовые понятия пожарной опасности 97
2.4. Оценка пожарного риска на производственном объекте 107
2.5. Модель управления риском пожарной опасности промышленных предприятий 114
2.6. Экономико-математическая модель предприятия с учетом риска пожарной опасности 120
Выводы и результаты по главе 2 128
3. Математические модели систем пожаротушения 130
3.1. Модель потока пожаров 130
3.2. Координатная модель системы пожаротушения 133
3.3. Векторно-матричная модель системы пожаротушения 137
3.4. Математическая модель системы управления пожаротушением 141
Выводы и результаты по главе 3 171
4. Математические модели контроля и управления качеством профес сиональной подготовки специалистов ГПС МЧС России, реализуемые на основе информационных технологий 172
4.1 Требования к качеству профессиональной подготовки специали стов в высших учебных заведениях ГПС МЧС России 172
4.2. Асимптотическая модель формирования знаний 183
4.3. Матричная модель управления качеством знаний 189
4.4. Алгоритм контроля качества знаний путем использования двухступенчатого статистического анализа 196
4.5. Выбор критериев оценки качества профессиональной подготовки выпускников вузов ГПС МЧС России 201
4.6. Структура системы управления профессиональной подготовкой обучающихся в вузах ГПС МЧС России на основе использовании информационных технологий 212
Выводы и результаты по главе 4 230
5. Результаты компьютерного исследования математических моделей 232
5.1. Модели оценки рисков пожарной опасности 232
5.1.1. Модель оценки рисков пожарной опасности промышленных предприятий 232
5.1.2. Модель оценки рисков пожарной опасности непромышленных объектов 234
5.2. Модель управления риском пожарной опасности промышленного предприятия 237
5.3. Модель системы пожаротушения 238
5.4. Асимптотическая модель формирования знаний 238
5.5. Двухступенчатая процедура контроля качества знаний 240
Выводы и результаты по главе 5 241
Заключение 242
Список используемой литературы 245
Приложение
- Основные направления деятельности системы информационного обеспечения ГПС МЧС России
- Методический аппарат, используемый при анализе риска чрезвычайных ситуаций
- Векторно-матричная модель системы пожаротушения
- Алгоритм контроля качества знаний путем использования двухступенчатого статистического анализа
Введение к работе
Актуальность темы. Повышение уровня пожарной опасности в современных условиях определяет необходимость повышения пожарной безопасности населения, экономических объектов и природных ресурсов.
Ситуация с пожарами в Российской Федерации продолжает оставаться напряженной и оказывает большое влияние на деятельность государственных и коммерческих промышленных объектов. Государственная противопожарная служба МЧС России решает задачи своевременного выявления объектов, неблагополучных с точки зрения пожарной опасности, и продолжает совершенствовать свою деятельность в области пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ.
По различным оценкам, ежегодный ущерб от чрезвычайных ситуаций (включая пожары) составляет около 3 процентов объема валового внутреннего продукта. Ежегодные людские потери в результате чрезвычайных ситуаций достигают 70 тыс. человек и более 300 особо ценных объектов природного и культурного наследия. За последние 5 лет количество пожаров в Российской Федерации сохраняется на уровне 250 тысяч в год. Увеличивается число лесных пожаров, пожаров на экономических объектах и в жилой зоне. Существующая угроза пожарной опасности для населения, экономических объектов, природных ресурсов страны вызывает необходимость системного подхода в решении задач своевременного мониторинга, прогнозирования и эффективного распределения сил и средств государственной противопожарной службы для ликвидации очагов пожаров.
В своей деятельности подразделения МЧС России используют целый ряд автоматизированных информационных систем: автоматизированные информационные системы оценки рисков пожарной опасности, системы мониторинга окружающей среды, автоматизированные системы принятия решений руководителем тушения пожаров и т.д [13].
Сложность и экстремальность задач, выполняемых в МЧС России, обя-
зывают обеспечивать подготовку высококвалифицированных специалистов по всем направлениям служебной деятельности. Выделение качества подготовки специалистов в самостоятельную научную проблему, как предмет исследования в системе МЧС, требует решения ряда методологических вопросов:
а) теоретического определения и практического описания понятия «ка
чество подготовки» применительно к системе МЧС России;
б) разработки социально необходимых и обоснованных критериев ка
чества;
в) выявления объективных показателей, свидетельствующих об откло
нении качества подготовки специалистов от заданных требований.'
В процессе работы над диссертационным исследованием выявлен ряд противоречий, существующих в образовательном процессе вуза ГПС МЧС России, основные из которых, приведены ниже:
требования к уровню подготовки специалистов в МЧС России повышаются и опережают возможности вуза МЧС России;
деятельность материально-технических и обеспечивающих подразделений с одной стороны и деятельность кафедр, учебно-методических подразделений с другой стороны зачастую не сбалансированы;
учебное время на аудиторную и самостоятельную подготовку часто не соответствует требуемому времени на усвоение знаний, получение умений и навыков.
В связи с этим возникает проблема совершенствования системы управления профессиональной подготовкой в вузе ГПС МЧС России с целью повышения качества подготовки выпускников, способных использовать на практике современные аппаратные и программные средства.
Необходимость решения вышеперечисленных проблемных вопросов определяет актуальность диссертационного исследования.
Научная проблема диссертационного исследования определяется не-
соответствием между существующим и требуемым положением дел в области информационного обеспечения органов управления ГПС МЧС России.
Решению данной проблемы посвящена общая научная задача диссертационного исследования, направленная на разработку прикладной теории математического моделирования управления процессами информационного обеспечения в Государственной противопожарной службе МЧС России.
Научные концепции автора, нашедшие выражение в настоящем исследовании, сформировались, в основном, на базе научных работ B.C. Артамонова, Н.Н. Брушлинского, В.Г. Евграфова, В.В. Кобзева, И.Г. Малыгина, А.И. Субетто, А.А. Таранцева.
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности функционирования органов управления Государственной противопожарной службы МЧС России за счет совершенствования математических моделей информационного обеспечения процессов управления.
Объект исследования — процессы информационного обеспечения Государственной противопожарной службы МЧС России.
Предмет исследования — модели, методы и алгоритмы функционирования систем информационного обеспечения Государственной противопожарной службы МЧС России.
Частные научные задачи исследования. Для достижения поставленных целей решены следующие научные задачи:
разработана структура системы информационного обеспечения подразделений ГПС МЧС России, определены состав и назначение ее элементов;
проведен анализ органов управления ГПС, способов и каналов информационного обеспечения;
разработана математическая модель определения степени риска по функции риска, зависящей от факторов пожарной опасности;
разработана математическая модель показателей риска пожарной опасности группы промышленных объектов;
разработана математическая модель управления риском пожарной опасности промышленного предприятия;
проведены экспериментальные исследования функционирования системы управления риском пожарной опасности промышленного предприятия;
исследован механизм формирования потока пожаров;
разработана математическая модель вероятностного пространства состояний системы пожаротушения;
разработаны координатная и векторно-матричная модели системы пожаротушения;
разработана математическая модель двухступенчатой процедуры принятия решений по качеству знаний с использованием функции желательности Харрингтона;
разработана матричная модель функционирования автоматизированной системы управления качеством профессиональной подготовки, определена ее структура и предложен алгоритм управления процессом формирования знаний;
обоснован состав показателей качества профессиональной подготовки, разработана математическая модель синтеза комплексных показателей.
Научная новизна. В диссертации разработаны теоретико-методологические и инструментальные положения математического моделирования систем информационного обеспечения ГПС МЧС России, включающие в себя:
структуру информационного обеспечения подразделений ГПС МЧС России, сформированную на основе процессного подхода;
математическую модель управления риском пожарной опасности промышленного предприятия, учитывающую состояние промышленного объекта при наличии и отсутствии возмущающих воздействий,
- математические модели динамики систем пожаротушения, учитывающие пространственные состояния подразделений пожаротушения.
В диссертации предложены методы повышения качества подготовки специалистов в системе Государственной противопожарной службы МЧС России, базирующиеся на разработанной асимптотической модели формирования профессиональных знаний; матричном методе представления и оценки качества знаний; групповых и комплексных показателях качества знаний.
Кроме этого в диссертации представлены практические результаты в области оценки и снижения рисков пожарной опасности на объектах промышленного назначения.
Методы исследования основываются на методах теории вероятностей и математической статистики, исследования операций, функционального анализа, общей теории систем, теории системного анализа, теории информационных систем.
Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:
структура и функции системы информационного обеспечения подразделений ГПС МЧС России;
вероятностные модели оценки рисков пожарной опасности;
математическая модель управления риском пожарной опасности промышленного предприятия;
математические модели динамики систем пожаротушения;
математическая модель процесса управления качеством профессиональных знаний;
математическая модель контроля качества знаний в форме двухступенчатой статистической процедуры;
методика оценки уровня качества профессиональной подготовки по комплексным показателям качества.
Теоретическая значимость исследования. Определена и подтверждена экспериментальными исследованиями, подтверждающими правомерность
использования математических моделей в системах информационного обеспечения Государственной противопожарной службы МЧС России
Практическая значимость исследования заключается в использовании его результатов при моделировании деятельности подразделений пожаротушения, Государственного пожарного надзора и при оценке качества подготовки специалистов ГПС МЧС России.
Апробация исследования. Научные результаты диссертационного исследования нашли отражение в 1 монографии; в 1 учебнике; в 3 учебных пособиях; в 13 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ; в 3 статьях; в 16 публикациях в материалах международных конференций. Всего по теме диссертации имеется 37 публикаций.
Реализация. Основные результаты диссертационного исследования внедрены в Северо-Западном региональном центре МЧС России, Санкт-Петербургском филиале ФГУ ВНИИПО МЧС России.
Отдельные результаты диссертации реализованы в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, Военной академии связи, Санкт-Петербургского военного института внутренних войск МВД России, что подтверждается соответствующими актами.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем диссертации — 291 стр, из них 244 стр. основного текста (в том числе 43 рисунка и 12 таблиц), 22 стр. списка использованных источников из 197 наименований). Приложение общим объемом — 25 стр.
Основные направления деятельности системы информационного обеспечения ГПС МЧС России
Чтобы последствия пожара были минимальными необходимо обнаружить его в кратчайшее время, ликвидировать пожар, обеспечив одновременно эвакуацию людей и сохранение материальных ценностей. Для этого необходим целый комплекс мер, позволяющих изучить и описать процессы, сопровождающие возникновение, развитие и ликвидацию пожара, а также рациональные действия подразделений государственной противопожарной службы. Именно такие задачи решает моделирование оперативной деятельности подразделений ГПС МЧС России и моделирование пожаров. В основном на практике используются аналитические и имитационные модели.
В том случае, когда аналитическую модель составить не удается, из-за сложности исследуемого процесса, применяют имитационные модели, реализуемые на основе систем компьютерной математики [195].
Проблемой моделирования пожаров на ЭВМ занимаются исследователи многих стран. Так в США разработаны программные комплексы UNDSAFE, FPETOOL, HAZARD-1 [131]. В Великобритании разработаны комплекс JASMINE и комплекс SOFIE. Комплекс JASMINE - компьютерная программа, предназначенная для анализа распространения дыма и продуктов горения в помещениях и окружающем пространстве. Эта программа успешно использовалась для решения задач пожарной безопасности. Например, для анализа пожаров в жилых и складских помещениях, туннелях, корпусах судов. В ВНИИПО с помощью программного .комплекса SOFIE проводилось моделирование пожара в здании УВД г. Самары, построены поля концентраций (202 и поля температур.
Комплекс FPETOOL представляет пакет прикладных программ для инженерных формул и моделей, используемых для оценки потенциальной пожарной опасности зданий. Комплекс позволяет оценивать температуру в различных точках помещения, содержание кислорода, концентрацию QQ и СОгв Дьше и горячих газах продуктов горения, время воспламенения различных предметов, течение дыма в длинном коридоре, параметры среды в зоне безопасности людей.
Комплекс HAZARD - 1 является распространенным программным продуктом, позволяющим моделировать пожар в здании. Оператор персонального компьютера вводит параметры здания его характеристики, места расположения людей, находящихся в здании, размещение датчиков и т.д. Модель позволяет определить распространение во времени и пространстве полей температуры и продуктов горения. В России созданы компьютерные имитационные системы (КИС), моделирующие процесс функционирования противопожарных служб городов [131]. Они предназначены для экспертизы деятельности противопожарных служб и разработки проектов их реорганизации. Наибольшее распространение получили КИС «КОСМАС», которая решает задачи определения характеристик процесса функционирования противопожарной службы города и выбора эффективного варианта ее структуры. На базе КИС «КОСМАС» исследовались противопожарные службы Москвы, Ростова на Дону, Волгограда, Берлина, Гамбурга и разработаны предложения по их реорганизации. В Государственном стандарте Российской Федерации «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методика контроля» установлены общие требования пожарной безопасности к технологическим процессам различного назначения всех отраслей экономики страны и любых форм собственности при их проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию и прекращении эксплуатации, а также при разработке и изменении норм технологического проектирования и других нормативных документов, регламентирующих мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на производственных объектах и при разработке технологических частей проектов, технологических регламентов. Система стандартов безопасности труда содержит ряд методик обес печения пожарной безопасности технологических процессов и математических моделей, включаемых в данные методики [24, 25, 26, 49, 50].
Информационное обеспечение процесса управления пожарной безопасностью — это комплекс взаимосвязанных операций по сбору, обработке, хранению и выдаче сведений для принятия управленческих решений руководящими органами ГПС МЧС России [6, 14].
Информационное обеспечение включает: состав информации, т.е. перечень показателей переменных, фрагментов и сообщений, необходимых для решения задач управления ГПС МЧС России; структуру информации и алгоритмы ее обработки в цепочке «вход — система управления - выход»; характеристики движения информации: количественные оценки потоков информации (объем, интенсивность); маршруты следования документов и схемы документооборота; временные характеристики функционирования источников информации; продолжительность хранения и обновления данных; характеристики качества информации (количественные оценки полезности, значимости, полноты, своевременности, достоверности); способы преобразования информации (отбора, доставки, распределения); схемы обеспечения информацией подразделений управления ГПС МЧС России.
Основными организационно-методическими принципами построения информационного обеспечения являются
Методический аппарат, используемый при анализе риска чрезвычайных ситуаций
На сегодняшний день наблюдается существенный рост использования телефонных линий, так по данным ОАО «Связьинвест» прирост исходящего трафика в 2005 году составил 214,4 % по сравнению с предыдущим годом по местному трафику и 147,7% по междугороднему трафику. Что касается Интернета и IP-телефонии, то за тот же период прирост трафика по выделенным линиям составил 171,2%, а по каналам xDSL 83,1%. Эти данные свидетельствуют о развитии отраслей цифровой передачи информации, чем и стремится воспользоваться развивающаяся система управления ГПС России. Использование современных технологий передачи информации способно не только повысить качество и скорость обмена информацией, но и обеспечить дополнительные гарантии по осуществлению управленческих функций и задач подразделениями ГПС России [85, 166].
Информационный обмен является неотъемлемой частью процесса управления в системе ГПС и от его характеристик зависит насколько быстро и качественно будут достигнуты цели управления и выполнены поставленные задачи по обеспечения пожарной безопасности. В информационном обмене участвуют все подразделения ГПС, а также осуществляется информационное взаимодействие со смежными ведомствами и. организациями. Существующий ведомственный информационный обмен можно разделить на три основных составляющих по характеру передаваемой информации, это документооборот, обмен информацией оперативного управления и служебные переговоры.
Общий объем документооборота подразделений уровня республиканских, краевых, областных управлений ГПС в период с 2001 по 2005 год возрос в среднем почти в два раза и составил около 10-12 тыс. информационных единиц в 2005 году. Основная часть документов (92,4%) пересылалась с использованием электронно-компьютерных технологий по открытым (незащищенным) каналам связи общего пользования [101, 111].
В условиях многократно возрастающих информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие государственных учреждений, ведомств и других организаций без современной вычислительной техники и компьютерных сетей. В настоящее время все используемые Государственной противопожарной службой МЧС России средства обмена информацией можно разделить на использующие проводные каналы обмена информацией и использующие беспроводные каналы. В свою очередь проводные каналы можно разделить на коммутируемые и некоммутируемые. Коммутируемые каналы связи используются такими средствами передачи информации как телефон и факс. Некоммутируемые каналы (то есть постоянно действующие) работают по принципу либо коммутации сообщений, либо коммутации пакетов или по принципу прямой связи (например прямое кабельное соединение двух удаленных телефонных аппаратов).
К проводным средствам обмена информацией применяемым в системе управления ГПС МЧС России относятся: телефонное оборудование, факсимильные аппараты, модемы, сетевое оборудование. К беспроводным средствам, используемым ведомством относятся: транкинговые радиостанции, сотовое оборудование," аппаратура спутниковой связи. С целью составления более подробной картины мы рассмотрим каждое средство связи отдельно с учетом его характеристик и параметров использования на примере подразделений ГПС МЧС России, что в свою очередь позволит представить полную картину использования каналов передачи информации и средств, обеспечивающих передачу.
Телефонная связь используется всеми должностными лицами ГПС МЧС России для ведения служебных переговоров на местном и междугороднем уровне (некоторые подразделения пользуются международной телефон ной связью), строится на базе проводных сетей и автоматических телефон ных станций (цифровых или аналоговых) арендуемых у городских (районных и т.д.) телефонных сетей. В системе управления ГПС телефонная связь ис пользуется для передачи устных распоряжений и ведении деловых перегово ров (модемная связь как частный случай использования телефонных каналов для передачи цифровой информации). Для осуществления передачи информации используется метод коммутации каналов. В некоторых случаях используются мини-АТС устанавливаемые непосредственно в подразделени ях и являющиеся их собственностью за счет чего увеличивается количество телефонных абонентских номеров и снижается количество выделяемых те лефонных линий. Оплата предоставляемых услуг осуществляется как из федерального так и местного и муниципального бюджетов, междугородняя и международная связь оплачивается отдельно от местной по предусмотренной тарифной ставке. Согласно данным средние затраты на междугороднюю связь подразделения ранга республиканского, краевого, областного управле ния ГПС МЧС России ежегодно растут и по данным на 2005 год составляют 390 - 450 тыс. рублей.
Телетайпная связь используется для передачи сводок и сообщений между подразделениями МЧС. Телетайпы устанавливаются в помещениях ЕДЦС и дежурных частях подразделений, передачу информации ведет штатный сотрудник (прошедший подготовку по использованию телетайпа). Для передачи информации телетайпы используют проводные телефонные сети.
Векторно-матричная модель системы пожаротушения
В качестве задач, подлежащих решению при оценке рисков чрезвычайных и кризисных ситуаций, можно привести следующие: сбор информации о предметной области; моделирование процессов предметной области; анализ протекающих процессов; оценка состояния предметной области; прогнозирование развития рассматриваемых процессов; оптимизация процессов предметной области; мониторинг процессов, протекающих в предметной области.
Под сбором информации о предметной области понимается процесс, состоящий из сбора информации о составе предметной области, структуре предметной области, характеристиках процессов. Иными словами его можно назвать ведением процессов предметной области. Для этого необходимо решить задачу классификации объектов, определить модель представления процессов и их составляющих. Наиболее соответствующим задаче является иерархическое представление, когда объекты предметной области, процессы, протекающие в ней, составлены из элементарных операций, декомпозированы до определенного уровня и упорядочены по соответствующим уровням. Изменяя уровень декомпозиции можно повышать качество аналитической информации. Таким образом, в составе структуры модельного ряда в данной предметной области должны присутствовать: модули, позволяющие описывать объекты предметной области в виде иерархических моделей; схемы протекающих процессов; качественные и количественные характеристики объектов и элементов процессов.
Моделирование может проводиться по данным, описывающим реальные процессы, а также по модельным данным. Это позволяет оценить различные варианты развития процессов.
Анализ процессов и оценка их состояния заключается в получении, на основе модельных данных, значений выбранных аналитических показателей и выработке качественного заключения о характере протекания процессов и состоянии предметной области.
Роль прогнозирования развития процессов, протекающих в предметной области, состоит в том, что базируясь на вышеописанных средствах моделирования процессов, использовании современного математического аппарата прогнозирования, можно получить данные о состоянии предметной области в будущем.
Мониторинг процессов, протекающих в предметной области, заключается в проведении сбора информации, моделирования, анализа, оценки и прогнозирования в реальном времени (или модельном, в случае использования системы в режиме проигрывания различных вариантов развития процессов).
При решении широкого спектра задач возникает необходимость рассмотрения проблемы защиты от различного рода рисков. В рамках решения комплексной проблемы защиты разработчиком создается соответствующая система. Полезность системы принято оценивать с помощью критериев. В системном анализе критерием считается количественное отражение степени достижения системой поставленных перед ней целей. Параметром эффекта называют количественные оценки наиболее важных параметров системы, которые позволяют оценить качество решения проблемы и достижение поставленных перед системы целей. Мерой соответствия системы своему предназначению является показатель эффективности функционирования разрабатываемой системы.
Системный подход к синтезу модели оценки рисков пожарной опасности позволяет рассматривать риск как свойство процесса, характеризующего степень невыполнения системой целевой задачи. Количественно оценивается величиной ущерба и величиной, характеризующей качество оценки риска.
Прогнозирование и предупреждение кризисных и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, снижение масштабов потерь является одной из важных проблем деятельности МЧС. На сегодняшний день стабильное развитие экономики возможно только при прогнозировании и предупреждении кризисных и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Практическое использование такой стратегии возможно путем разработки мер предупреждения и обеспечения готовности к кризисным и чрезвычайным ситуациям.
Необходимый уровень безопасности населения может быть обеспечен путем прогнозирования природных и техногенных рисков. Природный риск - это возможность нежелательных последствий от опасных природных процессов и явлений. Техногенный риск — возможность нежелательных последствий от аварий и катастроф на объектах техносферы, а также возможность отравления окружающей среды из-за выбросов в атмосферу отходов промышленных предприятий. Прогноз риска - это поиск и определение факторов, влияющих на уровень риска.
Принятие решений в целях устойчивого развития общества и страны должно быть основано иа количественном анализе риска и последствий от принимаемых решений.
Алгоритм контроля качества знаний путем использования двухступенчатого статистического анализа
Дня оперативного реагирования, направленного на спасение людей, смягчения последствий кризисных и чрезвычайных ситуаций разрабатываются планы мероприятий по эвакуации населения и первоочередному жизнеобеспечению населения пострадавших территорий. С целью решения таких задач создаются запасы материальных средств и финансовых ресурсов, страховые фонды.
На индивидуальный риск оказывают влияние различные факторы: частота кризисных и чрезвычайных ситуаций, их виды, сила воздействия на население и объекты жизнедеятельности, расположение источников опасности, защищенность и уязвимость объектов по отношению к поражающим факторам источников опасности, а также затраты на реализацию мер по уменьшению негативного влияния отдельных факторов. Отдельные опасные явления, потенциально опасные объекты сравниваются между собой по величине индивидуального риска. Оптимальный объем мер защиты осуществляется в пределах ресурсных ограничений, следующих из социально-экономического положения региона страны.
Анализ риска - это действия, направленные на выявление и количественное определение различных видов риска (в том числе риска пожарной опасности) при осуществлении каких-либо видов деятельности.
Анализ риска предполагает выявление опасностей на исследуемой территории как причин риска. В ходе анализа риска используются статистические данные об опасных природных и техногенных явлениях.
Оценка риска заключается в его количественном измерении, т.е. определении возможных последствий реализации опасностей для населения и объектов жизнедеятельности. Целью оценки риска является выработка решений, направленных на его снижение. При проведении оценки риска рассматриваются возможные затраты и выигрыш от принимаемого решения.
Прогноз риска заключается в его оценке на последующий момент времени, с учетом тенденций условий изменения риска. Методический аппарат анализа риска приведен на рис. 2.4. При этом основными элементами, входящими в систему анализа, являются: источник опасности, опасное явление, вредные и поражающие факторы, объект воздействия, ущерб, затраты на меры защиты, предотвращенный ущерб.
После выявления опасностей 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. 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 состояния 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.
