В настоящее время в мире отсутствует единый метод оценки пожарного риска, который был бы принят в качестве обязательного в нормативной документации, регламентирующей вопросы пожарной безопасности.Встатье рассмотрены существующие методы анализа пожарных рисков для зданий и сооружений. В итоге сформулированы достоинства и недостатки рассмотренных методов.
Ключевые слова: пожарная безопасность, метод Раша, риски, латентные переменные, опасность.
At present, there is no single fire risk assessment method in the world, which would be adopted as mandatory in the regulatory documentation governing fire safety. The article discusses the existing fire risk analysis methods for buildings and structures. As a result, the advantages and disadvantages of the considered methods are formulated.
Key words: fire safety, Rush method, risks, latent variables, danger.
В настоящее время актуальной задачей является объективная оценка противопожарного состояния объектов различных классов функциональной пожарной опасности. При этом основная проблема заключается в получении объективной многокритериальной оценки, учитывающей пожарную опасность каждого объекта, для чего необходимо проведение анализа существующего состояния объекта на момент оценки.
Плохое состояние пожарной безопасности производственных объектов является следствием низкого уровня методологического подхода к оценке опасности пожаров и, в результате, создания недостаточно эффективной системы обеспечения пожарной безопасности. Чаще всего малоэффективная система обеспечения пожарной безопасности создается в промышленности. Производственные объекты зачастую игнорируют требования Федерального законодательства по защите от пожаров, недостаточно активно развита противопожарная пропаганда, в результате качество системы безопасности предприятий от пожаров снижается.
Одна из самых актуальных тем на сегодняшний день это пожар, как причина одновременной гибели большого числа людей, по числу уносимых жизней уступает только чрезвычайным ситуациям природного характера. Среди техногенных причин пожар прочно занимает второе место после взрыва [6].
Практическая значимость исследования заключается в том, чтобы, изучив современное состояние оценки пожарной безопасности объектов, достигнутый уровень знаний в этой области, выявить существующие проблемы в этой области.
Существующие методы исследования пожарной безопасности
Во всём мире в наше время отсутствует единая методология оценки пожарного риска, которая была бы принята в качестве обязательной нормативной документации, способной регламентировать вопросы пожаробезопасности [7].
В странах с развитой промышленностью способ анализа риска (как правило, на основе построения логического дерева) и конкретные методы его оценки, устанавливаются законодательно только для объектов, которые представляют повышенную опасность — это атомные электростанции, хранилища и терминалы сжиженного природного газа, производства взрывчатых веществ [7].
Для всех остальных объектов законодатели устанавливают только общие принципы, с помощью которых должен быть оценен пожарный риск. В то же время методики расчетов издаются только в качестве рекомендаций, которые сопровождают соответствующие стандарты. В качестве расчетных методов разрешается применение как качественного анализа, так и количественного, включая так же индексный метод и полный вероятностный анализ. Выбирать метод следует в соответствии с целью проведения анализа риска, располагая данными об объекте, имея материальные и людские ресурсы, учитывая временные и финансовые ограничения.
Российская Федерация постепенно переходит к практике гибкого нормирования в области пожарной безопасности. Методы оценки пожарного риска определяют государственные стандарты [3]. Нормативные значения пожарного риска для зданий, сооружений и строений установлены федеральным законом [1, ст. 79]. «Индивидуальный пожарный риск в зданиях, сооружениях и строениях не может превышать значение в одну миллионную в год при размещении отдельного человека в точке, наиболее удаленной от выхода из здания, сооружения и строения». Если данное условие не выполнимо, то допускается увеличить индивидуальный пожарный риск до одной десятитысячной в год [1, ст. 96].
Порядок расчета индивидуального пожарного риска определяется методикой [3]. Помимо этого, в последние десять лет принят целый ряд международных ГОСТов, регламентирующих анализ и менеджмент риска в более широком понимании [2].
Имеющиеся методы классифицируют следующим образом [7]:
– качественные;
– полуколичественные;
– количественные.
Качественные методы как вероятность, так и последствия выражают на уровне качественного описания. В качестве примера может быть заполнение проверочных листов (ответы на вопросы «Что будет, если…?»), составление «матриц риска» (таблицы, столбцы в которых соответствуют различной тяжести последствий, от незначительных до катастрофических, а строки — соответствуют вероятности событий, от очень малой до высокой, при соответствующей классификации ячеек таблицы по уровню риска от низкого до высокого). В качественные методы также включается и анализ логических деревьев событий, если результат анализа будет сформулирован на описательном уровне (уровень риска высокий или низкий, незначительный риск и т. д.).
Полуколичественные методы часть аспектов рассматривают количественно, а другую часть — на качественном уровне. К этим методам можно отнести построение логических деревьев событий в случае пожара и расчет вероятности при реализации различных сценариев, не исследуя последствия каждого сценария. Как пример, может служить построение логического дерева событий, что бы определить вероятности самопроизвольного затухания пожара, тушения пожара с использованием средств ручного пожаротушения или использования систем автоматического пожаротушения, распространения пожара на смежные помещения, перехода пожара от локального горения к объемной вспышке и т. д. Наоборот, качественные доводы могут быть использованы при выборе одного или нескольких сценариев аварии, а исследования сценариев могут быть проведены количественно с использованием математического моделирования и с привлечением детерминистских моделей. К этому типу относят традиционный анализ опасностей при развитии «наихудшего» сценария пожара, основываясь на интегральных, зонных или дифференциальных (полевых) моделях. К этому же классу относят и методы индексирования и ранжирования риска. В них качественные доводы используют при формировании набора атрибутов (факторов), которые определяют пожарную опасность и защищенность объекта. Выбранные атрибуты оценивают в определённых внутренних единицах (в баллах), при последующем выведении итоговой оценки и ее интерпретации с точки зрения достаточности или недостаточности пожарной безопасности объекта.
Количественные методы оценки риска включают в себя расчет обеих составляющих риска, как вероятности, так и последствий. Риск определяют как вероятность возникновения тех либо иных опасных последствий пожара, гибель людей, нанесение материального ущерба, экономические потери в единицу времени — как правило, за год. Поэтому наряду с термином «вероятность», часто употребляют понятие «частота реализации». Такое количественное определение риска в настоящее время является общепринятым. Оно широко используется при проведении анализа различных опасностей, имеющих техногенный характер [7].
При расчете вероятности и последствий различных сценариев пожара могут быть применены методы статистического анализа, детерминистское, имитационное или стохастическое моделирование, применён анализ логических деревьев событий и отказов.
Таким образом, недостатком качественных методов является то, что критерии и оценки формулируются на качественном уровне, и решающую роль играет субъективизм экспертных оценок [8].
Из-за высокой трудоемкости количественных методов проведение полноценного анализа чувствительности оказывается возможным лишь в простейших случаях, поскольку оно требует выполнения многочисленных расчетов при варьировании каждого определяющего параметра.
Модель Раша измерения латентных переменных
Модель основана на теории измерения латентных переменных методом Раша [5]. Выбор такого подхода обоснован тем, что понятие пожарной безопасности является латентной (то есть неявной, скрытой) переменной, которую прямыми методами измерить нельзя, а для ее оценки используются некоторые вспомогательные показатели, называемые индикаторными переменными [4]. В качестве индикаторных переменных используются критерии противопожарного состояния объектов. Модель позволяет не только получить комплексные оценки пожарной безопасности объектов, но и оценить уязвимость всей совокупности объектов по каждому из критериев. Кроме того, модель позволяет провести ранжирование объектов по степени их пожарной защищенности [5].
модели Раша переменные: βi — степень пожарной безопасности i-го объекта (чем выше оценка, тем более защищен объект), j — степень уязвимости всей совокупности объектов по j критерию (чем меньше оценка, тем более выполнимым является критерий). Вероятность того, что i объект в случае угрозы возникновения пожара будет уязвим по j критерию защищенности, будет пропорциональна величине:
(1)
С другой стороны, эти вероятности можно интерпретировать как нормализованные оценки защищенности объектов по критериям хij. Нормализованные оценки объектов по критериям хij примут значения из интервала от нуля до единицы в результате проведения процедуры нормализации.
Если рассмотреть классическую модель Раша оценки латентных переменных, то согласно ей оценки i и j находятся методом максимального правдоподобия, то есть параметры i и j подбираются так, чтобы величины Pij приближались по вероятности к хij. Однако в дихотомической модели Раша вероятности Pij могут принимать лишь два значения — ноль или единица, что не соответствует формату исходных данных для представленной в работе модели, когда вероятности Pij могут принимать значения из непрерывного спектра от нуля до единицы. В силу этого предлагается использовать для этих целей метод наименьших квадратов: параметры i и j модели (1) выбираются так, чтобы сумма квадратов отклонений эмпирических данных xij от расчетных вероятностей (1) была наименьшей [5]. Математически это сводится к минимизации остаточной суммы: 
(2)
Оценки i и j, полученные по данной модели, будут измеряться по линейным шкалам и начало отсчета в них будет неопределенным. Нулевой отсчет шкал можно выбрать так, чтобы средние значения обоих оценок равнялись нулю (как это делается в модели Раша).
Тогда условие (2) будет дополняться условием нормировки:
(3)
Можно использовать иные нормировочные условия: неотрицательности оценок, нормирование на единичную шкалу и т. д. [5]
Проблемы оценки пожарной безопасности объекта.
Качественные методы на этапе первичного анализа пожарного риска дают возможность выделить объекты или системы, представляющие наибольшую пожарную опасность или события, способствующие возникновению пожара и т. п. Существенным недостаткам этих методов является то, что критерии и оценки формулируются на качественном уровне, и решающую роль играет субъективизм экспертных оценок [8].
Количественные методы способны обеспечить высокую степень объективности оценок. Основным недостатком данных методов является высокая трудоемкость. При построении логических деревьев событий быстро возрастает разветвленность, что ведет к усложнению анализа рассматриваемого объекта. Количественные методы требуют от экспертов умения вести сложный математический анализ для расчета возможного развития пожара, прогнозирования распространения дыма и оценки сопутствующих поражающих факторов. Для данного анализа необходимо наличие специализированного программного обеспечения, а также способность экспертов проанализировать полученные прогнозы с учетом заложенных в модели ограничений. Ограничивает применение количественных методов отсутствие или недостаточное качество предоставляемых статистических данных, по которым выполняется оценка вероятности отдельных событий.
К сожалению, из-за высокой трудоемкости метода проведение полноценного анализа чувствительности оказывается возможным лишь в простейших случаях, поскольку оно требует выполнения многочисленных расчетов при варьировании каждого определяющего параметра [8].
Метод Раща позволяет получить оценки пожарной безопасности объектов и выполнимости критериев. В результате можно выявить отдельные сегменты объекта, которые снижают общий уровень его противопожарного состояния, своевременно можно провести профилактические мероприятия. Оценки латентных переменных измеряются по линейной шкале. Оценки пожарной безопасности и уязвимости критериев не зависят от оценочных критериев. Комплексные оценки противопожарного состояния объектов учитывают степень выполнимости критериев, что свидетельствует об их высокой гибкости, чувствительности к оценкам по критериям и объективности [5].
Заключение
- В настоящее время в мире отсутствует единый метод оценки пожарного риска, который был бы принят в качестве обязательного в нормативной документации, регламентирующей вопросы пожаробезопасности.
- Недостатком качественных методов является то, что критерии и оценки формулируются на качественном уровне, и решающую роль играет субъективизм экспертных оценок.
- Из-за высокой трудоемкости количественных методов проведение полноценного анализа чувствительности оказывается возможным лишь в простейших случаях, поскольку оно требует выполнения многочисленных расчетов при варьировании каждого определяющего параметра.
- Метод Раша позволяет получить оценки пожарной безопасности объектов и выполнимости критериев. В результате можно выявить отдельные сегменты объекта, которые снижают общий уровень его противопожарного состояния, своевременно можно провести профилактические мероприятия. Комплексные оценки противопожарного состояния объектов учитывают степень выполнимости критериев, что свидетельствует об их высокой гибкости, чувствительности к оценкам по критериям и объективности.
Литература:
1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» № 123-ФЗ (в ред. от 29.07.2017) от 11.07.2008. // Российская газета — 2008. — № 163
- ГОСТ Р 51901.1–2002 (МЭК 60300–3-9:1995) Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем.
- Акимов В. А., Быков А. А., Востоков В. Ю. и др. (2007). Методики оценки рисков чрезвычайных ситуаций и нормативы приемлемого риска чрезвычайных ситуаций (Руководство по оценке рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера, в том числе при эксплуатации критически важных объектов Российской Федерации) // Проблемы анализа риска, т. 4–2007. — № 4 — С. 368–404
- Баркалов С. А., Моисеев С. И., Санина Н.В Применение теории измерения латентных переменных для оценки качества объектов — Воронеж, ВГУ, 2016. — 5 с.
- Онов В. А., Зенин А. Ю. Модель оценки пожарной безопасности объектов, основанная на методе Раша измерения латентных переменных // Проблемы управления рисками в техносфере — 2015. — № 3(35) — С.34–40
- Пожары и пожарная безопасность в 2016 г. //Статистический сборник ВНИИПО МЧС России, 2017. — 42 с.
- Якуш С. Е., Эсманский Р. К. Анализ пожарных рисков. Часть I: Подходы и методы // Проблемы анализа риска, Т. 6–2009 — № 3 — С.8–27
- Якуш С. Е., Эсманский Р. К. Анализ пожарных рисков. Часть II: Проблемы применения // Проблемы анализа риска, том 6–2009 — № 4 — С. 26–46
