Содержание к диссертации
Введение
Анализ проблем обеспечения безопасности потенциально опасных объектов . 14
Характеристика потенциально опасных объектов . 14
Ранжирование территорий региона по опасностям и угрозам . 20
Состояние проблемы обеспечения безопасности потенциально опасных объектов. 28
Проблемы управления безопасностью потенциально опасных объектов. - 31
Модели систем безопасности потенциально опасных объектов . 41
Основные направления обеспечения безопасности потенциально опасных объектов . 41
Оценка состояния защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. - 63
Основные подходы и методы обеспечения безопасности. 67
Модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах (объектах уничтожения химического оружия). - 75
Управление безопасностью потенциально опасных объектов . 88
Структура системы безопасности . 88
Структура системы комплексного экологического мониторинга на объекте уничтожения химического оружия. - 100
Разработка системы подготовки для принятия решений по мерам защиты персонала и населения при аварии на объекте уничтожения химического оружия. - 109
Управление безопасностью на основе службы оперативного обеспечения территориальных органов МЧС России и ЕДДС муниципальных образований. - 125
Принципы построения и функционирования систем комплексной безопасности региона. 125
ЕДДС как элемент интеграции функций системы комплексной безопасности. 130
Программный комплекс управления комплексной безопасностью с использованием специального программного обеспечения. 138
Информационно-управляющая система комплексной безопасности объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка Удмуртской Республики. 145
Заключение.
Анализ полученных результатов и выводы. 153
Библиографический список основных опубликованных и фондовых 155
источников.
- Характеристика потенциально опасных объектов
- Ранжирование территорий региона по опасностям и угрозам
- Основные направления обеспечения безопасности потенциально опасных объектов
- Структура системы безопасности
Введение к работе
В современных условиях негативные факторы техногенного, природного и террористического характера представляют одну из наиболее реальных угроз для обеспечения стабильного социально-экономического развития страны, повышения качества жизни населения, укрепления национальной безопасности и международного престижа Российской Федерации [123].
Негативное воздействие этих факторов становится все более масштабным и оказывает ощутимое влияние на социально-экономическое развитие и обеспечение национальной безопасности страны.
Федеральными органами исполнительной власти, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления развернуты работы по предупреждению чрезвычайных ситуаций, обеспечению защищенности потенциально опасных объектов инфраструктуры и безопасности населения от угроз техногенного, природного характера и террористических проявлений [112 - 117].
В настоящее время идет изменение приоритетов в обеспечении безопасности от традиционных - защиты жизни и имущества, к новым - обеспечению устойчивости и непрерывности основных бизнес процессов в организациях и на объектах. Наряду с традиционными целями - защита жизни и защита материальных активов - появляются новые цели:
защита нематериальных активов (интеллектуальная собственность, данные, информация);
оптимизация инвестиций;
снижение операционных затрат;
управление рисками.
Решать эти вопросы без развития электронных систем безопасности с использованием информационных технологий становится невозможным. Все большей популярностью у разработчиков пользуются системы безопасности с открытой архитектурой, которые позволяют не только использовать преимущества новейших сетевых технологий, но и надежно защищать передаваемые данные.
В распределенных системах управления безопасностью основное внимание уделяется решению глобальной задачи множеством взаимодействующих узлов. При этом обязательно имеется глобальная концептуальная модель процесса обеспечения безопасности объекта, глобальный критерий успеха, а распределяются ресурсы, знания, управление и ответственность. Основным направлением согласованного взаимодействия распределенных систем управления безопасностью с открытой архитектурой остается координация. Координирование означает воздействие на подсистемы нижнего уровня, которое заставляет их действовать согласованно.
В общем случае координация осуществляется для достижения общей цели функционирования и выполняется вышестоящей системой. Успех в решении этой задачи оценивается по отношению к общей, глобальной цели, поставленной перед системой. Так как распределенные системы действуют так, чтобы достичь своих собственных индивидуальных целей, то между ними возникает конфликт, на разрешение которого и направлена координация. Таким образом, координацию в распределенных системах безопасности с открытой архитектурой можно представить как частный случай правила согласования решений [64].
Современные системы безопасности - это сложные комплексы, состоящие из сотен и тысяч компонентов самых разных производителей, установленных на больших территориях. Интеграция всей имеющейся техники в единую систему до сих пор решалась лишь частично - в рамках отдельных специализированных подсистем: охранной, пожарной, системы контроля доступа или видеонаблюдения. При этом давно назрела необходимость не только организации эффективного взаимодействия компонентов, формально принадлежащих какой-либо из указанных специализированных подсистем, но и организовать гибкий и оперативный доступ самых разных служб к интересующей их информации непосредственно на рабочих местах [42].
Необходимость оценки эффективности управления комплексными системами безопасности (КСБ) возникает в связи с широким распространением в коммерческих и государственных структурах интегрированных систем технической безопасности и жизнеобеспечения [31].
9 Обеспечение безопасности населения на региональном уровне в течение
последних десятилетий вошло в разряд наиболее приоритетных проблем, решаемых как административными органами, так и учеными многих развитых стран. На реализацию перспективных идей в этой области направлен комплекс правительственных и отраслевых программ США, учитывающих одновременно требования предупреждения техногенных аварий и катастроф, а также ограничения (или недопущения) экологической «составляющей», их возможных последствий. В Европе широко распространение получили нормативные документы, регламентирующие контроль и управление текущей обстановкой в регионах со значительным сосредоточением опасных промышленных объектов. В Российской Федерации разработка подобных программ обеспечения безопасности является важнейшей функцией Министерства по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям РФ, федеральных надзорных органов (Госгор-технадзора, Госатомнадзора, Госсанэпиднадзора и т.д.) и целого ряда других инстанций [31].
Важнейшей задачей координации в распределенных системах безопасности является управление безопасностью. Начальным звеном управления в региональной системе является объект, среди которых выделяется класс потенциально опасных объектов, где экологическая составляющая безопасности является важнейшей.
Актуальность разработки принципов управления безопасностью потенциально опасных объектов вызвана появлением новых технологий, в том числе, утилизации вооружений.
Цель диссертационной работы - обеспечение оперативности реагирования для предотвращения или ликвидации чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах на примере объекта уничтожения химического оружия на основе научно-обоснованных решений управления безопасностью потенциально опасных объектов.
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
- анализ проблем обеспечения безопасности потенциально опасных объектов с выделением задачи исследования;
- моделирование безопасности потенциально опасных объектов с оценкой
моделей аварийных ситуаций на химически опасных объектах;
разработка и исследование структуры и функций системы комплексного экологического мониторинга на примере объекта уничтожения химического оружия;
разработка алгоритмов принятия решений при аварии на объекте уничтожения химического оружия;
анализ принципов построения и функционирования системы комплексной безопасности на объекте уничтожения химического оружия;
разработка принципов организации единой диспетчерской службы для оперативного реагирования при чрезвычайной ситуации на потенциально опасных химических объектах;
разработка и исследование алгоритмов управления комплексной безопасностью и разработка информационно-управляющей системы безопасностью объекта уничтожения химического оружия.
Объектом исследования являются модели систем безопасности потенциально опасных объектов, методы обеспечения экологической безопасности потенциально опасных химических объектов на примере объекта уничтожения химического оружия.
Предметом исследования являются методы и алгоритмы принятия решений при управлении безопасностью потенциально опасных объектов, методы оперативного обеспечения органов, отвечающих за безопасность с использованием информационных технологий.
Методы исследований в работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследований.
При определении ранжирования территорий по группам безопасности использовались статистические и экспертные оценки. Для моделирования аварийных ситуаций на объектах уничтожения химического оружия применялись методы описания неоднородных явлений в атмосфере, методы оценки предельно-допустимых концентраций отравляющих веществ, разработка алгоритмов принятия решений и принципов специального программного обеспечения управления безопасностью с использованием ЕДДС велась на основе структур-
ного анализа системы комплексного экологического мониторинга потенциально опасных объектов.
Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена внедрением информационно-управляющей системы комплексной безопасности на объекте уничтожения химического оружия.
Расчет и анализ ряда показателей безопасности потенциально опасных объектов основаны на принятых в МЧС России методиках, а также на положениях теории статистического анализа, теории вероятностей и фундаментальных основах построения вычислительных и информационных распределенных систем.
Достоверность экспериментальных результатов основана на большом объеме экспериментального материала Приволжского и Уральского федеральных округов в рамках задач МЧС России.
Научная новизна работы заключается в разработке научно-обоснованных решений управления безопасностью потенциально опасных объектов, обеспечивающих оперативность реагирования для предотвращения или ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах, а именно:
предложены модели систем безопасности потенциально опасных объектов на примере объекта уничтожения химического оружия;
уточнены модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах на основе ГИС технологий;
предложена структура системы комплексного экологического мониторинга на объекте уничтожения химического оружия с введением элементов принятия управляющих решений безопасностью при чрезвычайных ситуациях;
разработаны алгоритмы и программный комплекс управления безопасностью объектом уничтожения химического оружия;
предложена методика использования единой диспетчерской службы как элемента интеграции функций системы комплексной безопасности.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Предложены рекомендации для защиты персонала и населения в сани-тарно-защитной зоне и зоне защитных мероприятий объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка Удмуртской Республики.
12 Создана и внедрена информационно-управляющая система комплексной
безопасности объекта уничтожения химического оружия.
Работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Снижение рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года», утвержденной постановлением Правительства РФ от 29 сентября 1999 года № 1098 и планами НИОКР МЧС России «Разработка комплекса мер по обеспечению безопасности населения России, проживающего вблизи химически опасных объектов» (п. 50 федеральной программы) и тематического плана НИОКР МЧС России п. 4.15 «Автоматизированные системы объединенной системы оперативно-диспетчерского управления субъекта Российской Федерации».
Работа выполнялась в Центрах мониторинга и прогнозирования Удмуртской Республики, Свердловской области и Ижевском государственном техническом университете.
Вся работа в целом, а также ее отдельные части могут быть использованы на потенциально опасных объектах России с участием ведомств, отвечающих за безопасность территорий, в том числе МЧС России.
Апробация работы. Отдельные этапы работы обсуждались и были представлены на научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (г. Екатеринбург, 2001 г.), Всероссийской конференции «Проблемы уничтожения химического оружия» (г. Камбарка Удмуртской Республики, 2002 г.), на Всероссийской конференции «Проблемы предупреждения чрезвычайных ситуаций» г. Тамбов 2003 г., на совместном заседании Совета безопасности Российской Федерации и Президиума Государственного Совета Российской Федерации г. Екатеринбург 2004 г., Международной научно-практической конференции «Проблемы создания и повышения эффективности единых дежурно-диспетчерских служб на базе единого телефонного номера 01» (г. Москва, 2005 г.).
Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 15 научных работах, в том числе: 6 статей в журналах и сборниках, 8 тезисов докладов на научно-технических конференциях.
13 Структура диссертационной работы.
Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, список использованных литературных источников, содержащих 132 наименований и приложения.
Диссертация содержит 32 рисунка, 13 таблиц и приложения. Общий объем работы 181 страниц, из которого 154 страниц основного текста.
Характеристика потенциально опасных объектов
Под «потенциально опасными» подразумеваются: объекты ядерной энергетики; объекты химического производства; объекты вооружения и военной техники; пожаровзрывоопасные объекты; гидротехнические сооружения и другие объекты, в которых запасена значительная энергия и (или) которые используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества. К потенциально опасным объектам относятся так же районы возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС).
Имеющийся в подобных объектах (районах) потенциал опасности создает угрозу причинения ущерба здоровью людей, объектам техносферы, окружающей природной среде и реализуется в форме опасных событий (например, пожар, взрыв, выброс опасных веществ и др.). Так ПОО являются источниками возможных техногенных ЧС [6].
В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г., к категории опасных производственных объектов относятся объекты на которых:
1) получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются и уничтожаются опасные вещества; а) воспламеняющиеся вещества - газы, которые при нормальном давле нии и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипе ния которых при нормальном давлении составляет 20 С или ниже; б) окисляющие вещества - вещества, поддерживающие горение, вызы вающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других ве ществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции; в) горючие вещества - жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления; г) взрывчатые вещества - вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое само распространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов; д) токсичные вещества - вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики: средняя смертельная доза при введении в желудок от 15 миллиграммов на килограмм до 200 миллиграммов на килограмм включительно; средняя смертельная доза при нанесении на кожу от 50 миллиграммов на килограмм до 400 миллиграммов на килограмм включительно; средняя смертельная концентрация в воздухе от 0,5 миллиграммов на литр до 2-х миллиграммов на литр включительно; е) высокотоксичные вещества - вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристи ки: средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 миллиграммов на килограмм; средняя смертельная доза при нанесении на кожу не более 50 миллиграммов на килограмм; средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 миллиграммов на литр; ж) вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды, вещества, характеризующиеся в водной среде следующими показателя ми острой токсичности: средняя смертельная доза при ингаляционном воздействии на рыбу в течение 96 часов не более 10 миллиграммов на литр; средняя концентрация яда, вызывающая определенный эффект при воздействии на дафний в течение 48 часов, не более 10 миллиграммов на литр; средняя ингибирующая концентрация при воздействии на водоросли в течение 72 часов не более 10 миллиграммов на литр; 2) используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 ме гапаскаля или при температуре нагрева воды более 115 С; 3) используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры; 4) получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов; 5) ведутся горные работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях; Если количество опасных веществ на опасном производственном объекте превышает предельные количества, указанные в табл. 1.1 и табл. 1.2, для этих промышленных объектов в обязательном порядке требуется разработка декларации промышленной безопасности.
Ранжирование территорий региона по опасностям и угрозам
При определении степеней опасности территорий, обусловленных чрезвычайными ситуациями техногенного характера, учитывается: аварийность на промышленных объектах, число ПОО, их техническое состояние, потенциал опасности (запасенная энергия или количество опасных веществ), частота аварийных ситуаций, плотность населения, доля населения, проживающего в зонах возможного действия аварийных факторов и др.
Основываясь на сложившейся отечественной и мировой практике [3, 7, 46, 100, 102, 119] при оценке опасностей и угроз техногенной чрезвычайной ситуации мы будем рассматривать риск, обусловленный деятельностью ПОО, непосредственно приводящий к изменению состояния человека и окружающей среды. Во многих случаях из рассмотрения исключаются риски, связанные с криминальным (террористическим) и военным воздействием на техногенные объекты. Принципиально важно и то, что при таком определении разделяются области деятельности по обеспечению техногенной и экологической безопасности. В отличие от техногенного риска, вызываемого непосредственным воздействием поражающих факторов на человека, под экологическим риском понимается риск, обусловленный человеческой деятельностью, в результате которой изменяются окружающая природная среда, а уже вследствие этого - условия существования человека и общества.
Получение количественных показателей уровней техногенного риска для территории (региона) требует решения трех задач: во-первых, необходимо оценить вероятность (частоту) реализации тех или иных аварий; во-вторых, построить поля поражающих факторов, возникающих при различных сценариях аварии; в-третьих, оценить последствия воздействия поражающих факторов на человека или другие материальные объекты [125].
Ключевой и наиболее сложной при этом является проблема оценки вероятности тех или иных аварий и их последствий.
Наиболее часто для оценки вероятности возможных аварий используются следующие методы: статистический, основанный на анализе статистики чрезвычайных си туаций по территориям (регионам) или отраслям промышленности за ряд лет; вероятностный, основанный на использовании математических моделей, связывающих предпосылки к чрезвычайным ситуациям с возможностью их проявления (например, вероятностный анализ безопасности ядерных реакторов); экспертный, основанный на использовании экспертного оценивания [33, 130].
Достоинством статистического метода является объективность. Его применение наиболее эффективно при наличии достаточной статистики о частоте возникновения чрезвычайных ситуаций и тяжести их последствий, желательно за протяженный период времени.
Вероятностный и экспертный методы позволяют учесть источники потенциальной опасности, которые проявляются в форме чрезвычайных ситуаций редко, но последствия, от которых являются катастрофическими (например, авария на Чернобыльской АЭС, землетрясение в Нефтегорске и др.) [60, 61]. Однако вероятностный метод громоздок и трудоемок, требует большого числа исходных данных, что на практике приводит к низкой точности полученных результатов. При отсутствии апробированных математических моделей и достаточно достоверных исходных данных для них, влияние на возможность реализации чрезвычайных ситуаций большого числа трудно формируемых исходных данных целесообразно использовать экспертный метод.
В рамках количественного анализа риска техногенных опасностей наиболее строгим и подходящим для определения вероятности аварии в настоящее время признан так называемый метод логических процедур [84], основанный на моделировании сценариев аварии и анализе деревьев событий.
Однако, методы логических диаграмм пока не доступны в России подавляющему большинству собственников опасных объектов. Они требуют больших материальных затрат, высоко квалифицированных специалистов и длительного времени. Трудоемкость экспертов высшей квалификации при оценке риска крупной промышленной аварии только на одном промышленном объекте оценивается десятками человеко-лет [36]. (Пример - к настоящему времени в регионе на практике такая оценка техногенного риска была выполнена лишь для хранилища люизита в г. Камбарка).
Кроме того, результаты таких расчетов содержат много неопределенностей. Например [84], при анализе рисков таких широко распространенных опасных объектов, как предприятия с холодильными установками, содержащими аммиак, наиболее существенные неопределенности обусловлены тем, что: известные базы данных по вероятности отказов оборудования основаны на среднестатистических величинах и не учитывают реального срока службы оборудования на конкретном предприятии. Методика расчета отказов оборудования, выработавшего большую часть ресурса, отсутствует; несовершенна методика определения скорости распространения аммиака в условиях затесненной застроенной территории; отсутствует методика оценки риска серьезных заболеваний при воздействии аммиака, это вызвано тем, что нет данных зависимости доза-эффект; не существует обоснованной методики определения времени нахождения людей в зоне поражения; в величине риска не учитывается материальный ущерб.
По мнению ведущих отечественных специалистов по промышленной безопасности, к методам логических диаграмм в настоящее время целесообразно обращаться только для очень опасных объектов с катастрофическими последствиями при аварии.
Комплексный техногенный риск для большого региона (территории) прогнозировать, таким образом, практически не возможно [36, 84].
Поэтому при оценке техногенного риска для условий субъектов Российской Федерации Приволжско-Уральского региона (территорий) был выбран статистический подход. Для идентификации существующих источников техногенной опасности использовались данные территориальных органов МЧС России по субъектам Российской Федерации региона и материалы в государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера субъектов Российской Федерации. Для оценки вероятности возможных чрезвычайных ситуаций техногенной природы были использованы укрупненные данные о средней для России вероятности и ущербу от различных типов техногенных чрезвычайных ситуаций [31].
Основные направления обеспечения безопасности потенциально опасных объектов
Угроза причинения ущерба зависит от взаимного положения источника опасности и объекта воздействия его опасных факторов в пространстве и во времени (для стационарных объектов только в пространстве). Опасности представляют угрозу только тогда, когда могут причинить ущерб конкретным объектам. Опасность или несколько различных опасностей представляют угрозу для объекта только в том случае, если их опасные факторы могут на него воздействовать. Например, для людей угроза имеет место при их работе на объекте повышенной опасности или в зоне загрязнения; для перемещающихся объектов - при их нахождении в момент реализации опасного события в зоне воздействия опасных факторов [3, 6, 7, 63].
Степень угрозы для жизнедеятельности населения на рассматриваемой территории зависит от степени ее опасности, а также географического и временного факторов. Если объект вывести за пределы опасной территории, то угрозы для него не будет, хотя опасность территории останется. Угроза для жизнедеятельности изменяется во времени: она может возникать, усиливаться, снижаться и исчезать.
Географический (геометрический) фактор связан с локальным характером проявления многих источников опасностей, их неопределенным местоположением в случае реализации, ослаблением уровней воздействующих факторов с удалением от очага возникновения опасности (рис.2.1). Чем ближе объекты и люди располагаются по отношению к источнику опасности (известному или предполагаемому), тем больше угроза.
Если и - это параметр, характеризующий поражающее действие опасных факторов от некоторого источника опасности на объект, а икр - критериальное значение, начиная с которого объект разрушается, то разрушение объектов данного типа происходит на расстоянии r RnOT источника опасности.
Если зона поражения - круг, то площадь зоны поражения поражающими факторами рассматриваемого источника опасности Бпф = тсЯ п. Радиус зоны поражения Rn определяется из условия разрушения объекта опасным фактором и(г) икр, (2.1) при замене неравенства на равенство.
При рассмотрении негативного действия вредных факторов на организм человека в качестве икр при определении Бпф рассматриваются предельно допустимые концентрации, пределы доз, летальные дозы и другие нормируемые величины в зависимости от цели оценки.
Площадь зоны поражения 8пф оценивается для каждого источника опасности (экстремального природного явления, потенциально опасного объекта) по статистическим данным или с помощью теоретических моделей.
Взаимное положение источников опасности и объектов воздействия их опасных факторов может быть различным. Объект воздействия может попасть в зону возможного поражения от источника опасности или оказаться вне ее. В этом случае степень угрозы для объектов, размещенных на рассматриваемой территории, определяется отношением Например, для объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка
Удмуртской Республики степень угрозы для г. Камбарка определена степенью включения этого населенного пункта в зону защитных мероприятий (ЗЗМ), которая рассчитывается для различных случаев возможной запроектной аварии. Согласно полученных данных в ИжГТУ эта зона составляет в среднем площадь радиусом около 2 км. При этом город Камбарка полностью попадает в эту зону.
Рассмотрим динамику угроз для жизнедеятельности от природных и техногенных опасностей в процессе приспособления к ним населения.
Степень техногенной опасности зависит от видов и числа потенциально опасных объектов, потенциала опасности на них, повторяемости аварии и катастроф, преимущественного направления ветра и других факторов.
Из самых общих соображений следует, что географический фактор техногенной угрозы существенно выше, чем природной. Действительно, в процессе освоения новых земель, выбора мест для расселения выбираются по возможности менее опасные территории. Техногенная же опасность напрямую связана с жизнедеятельностью населения и потому географически максимально приближена к нему.
Сравнительную оценку близости людей к источникам природной и техногенной опасностей можно сделать на основе рассмотрения корреляции в местоположении источников опасности и населенных пунктов на некоторой территории.
Пусть X - некоторая обобщенная координата местоположения источников локальной опасности для жизнедеятельности, которую по совокупности возможных источников будем интерпретировать как случайную величину; Г - некоторая обобщенная координата населенных пунктов, которая по совокупности населенных пунктов также пусть является случайной величиной.
Структура системы безопасности
Любые физические, химические процессы, объекты техногенной деятельности, природные объекты, системы контроля параметров окружающей среды будем считать элементами сложной системы, представляющей взаимосвязанные элементы на выделенной территории. При этом к основным свойствам данной системы относятся [15, 36, 77]: - взаимосвязь всех элементов; - единство с внешней средой; - система может являться элементом другой системы более высокого порядка (например, более обширной территории) [61]; - среди объектов технической деятельности существуют объекты разного класса опасности; - одним из элементов системы является населенный пункт.
В общем случае, под системой будем понимать некую совокупность (множество) взаимосвязанных элементов, которые взаимодействуют в рамках определенных алгоритмов и начальных условий.
Если обозначить через а,- - /-и элемент системы, а через уу - связи между /-м и у м элементами этой системы, то модель системы будет выглядеть как множество S = {I,R,Q}, где / = {«,}, / = 1 ...п, где R = {уу}, i, j = 1 ...п, a Q = {qm}, q -алгоритм взаимодействия элементов, т=\...к.
Для каждой реальной системы территорий можно задать указанные элементы, а их взаимосвязь можно отобразить в виде графа.
Использование такого описания позволяет проводить классификацию систем одной размерности. Если принять условие, что связь между элементами существует для всех элементов, то мы получим «единичную» матрицу. Однако, если ввести дополнительное условие, что связь обозначает тип взаимодействия между элементами: управление элемента другим элементом, то мы получим орграф, а матрица связи (матрица отношений) будет показывать характер взаимодействия (управляемый элемент и управляющий элемент). Если а,- элемент является управляющим по отношению к uj, то значение ay = I, если нет, то ay = 0. Полученная матрица будет характеризовать управляющую структуру системы. Например, для обобщенной схемы на рис. 3.1. При использовании полной (не треугольной) матрицы [R] мы получим описание полной взаимосвязи управления.
Использование подобного вида описания позволяет проводить оценку «схожести» двух и более систем, а, следовательно, проводить классификацию систем по схеме управления. При этом задача классификации требует кольце вого перестроения количества элементов, если не указаны их функции.
Использование матриц отношения позволяет провести переход от графического изображения (структурная схема, граф) к описанию цифровому, что дает возможность обработки данных на ЭВМ.
Управление системой будет предполагать изменение количества элементов, их взаимосвязь, а также выбор алгоритма взаимодействия элементов.
Обобщенную структурную схему системы территории можно представить в виде ряда подсистем (рис. 3.1): - (I) подсистема - промышленные объекты (о); - (II) подсистема - населенные пункты (L); - (III) подсистема - органы управления населенными пунктами; - (IV) подсистема - средства управления промышленными объектами, в том числе потенциально опасными; - (V) подсистема - окружающая среда; - (VI) подсистема - контроля и наблюдений за объектами и окружающей средой; - (VII) подсистема - принятия решений; - (VIII) подсистема - средства передачи информации.
При решении проблем управления системой территорий ранее в основном использовались подсистемы III и IV, а подсистема VI не имела прямой связи с этими подсистемами. Для реализации управления нами предложено ввести подсистемы VII и VIII.
Система управления безопасностью потенциально опасных объектов является одной из видов систем территорий, поскольку содержит все указанные элементы и связи между ними.
Потенциально опасные объекты (АЭС, химические предприятия, объекты уничтожения химического оружия и др.), существенный ущерб от эксплуатации которых наступает, главным образом, в случае аварии, функционируют в условиях внешних воздействий. Эти воздействия в сочетании с внутренними факторами (техническая надежность, человеческий фактор) могут явиться причиной запроектных аварий со значительными последствиями. Поэтому выгоды от эксплуатации объекта должны перекрывать имеющийся риск, иначе создание объектов становится нерациональным. Таким образом, с одной стороны, риск должен быть оправдан, с другой - «за удовольствие надо платить» [81, 83].
Рассмотрим подходы к управлению состоянием потенциально опасного объекта, функционирующего в изменяющихся внешних условиях, основанные на поддержании рационального соотношении между технико-экономической эффективностью и безопасностью [7, 101, 105, 111]. Для реализации необходима система информационной поддержки принятия решений по адаптивному управлению безопасностью потенциально опасных объектов по входной информации о вероятностях исходных событий для аварии.
