В статье представлена математическая постановка задачи обоснования перечня и объемов мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Постановка задачи заключается в снижении величины риска возникновения техногенных чрезвычайных ситуаций. Показан путь решения задачи, заключающийся в итерационном определении наиболее выгодных с точки зрения снижения риска мероприятий. Реализация представленного в работе алгоритма целесообразно применять при разработке расчетно-пояснительной записки к паспорту безопасности опасного производственного объекта, в части обоснования рекомендации для разработки мероприятий по снижению риска на опасном объекте. При этом решение оптимизационной задачи позволит минимизировать величину риска, при рациональном распределении ограниченных ресурсов.
Ключевые слова: техногенные чрезвычайные ситуации, минимизация риска, перечень мероприятий.
Технический прогресс вместе с существенным улучшением качества жизни людей привел к возникновению новых опасностей [1]. В случае реализации данных опасностей в виде чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) техногенного характера возникает угроза жизни и здоровью людей. Изменение структуры расселения населения (процессы урбанизации), также играет свою негативную роль при возникновении ЧС.
При этом стоит отметить, что пренебрежение потенциальными опасностями, просчеты в оценке потенциальных рисков зачастую приводят к возникновению трансграничных ЧС (среди техногенных, в качестве примера, можно привести аварию на атомной электростанции «Фукусима-1»).
Мировое сообщество в полной мере осознает возможное влияние потенциальных угроз в техносфере на устойчивое развитие регионов и стран [2]. В качестве примеров служб предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций отметим МЧС — для Российской Федерации, FEMA — для Соединенных Штатов Америки.
В нашей стране ущерб от техногенных чрезвычайных ситуаций за последние пять лет составил свыше 150 миллиардов рублей (рисунок 1).
Рис. 1. График динамики изменения ущерба от ЧС техногенного характера за 2016–2020 гг.
Наибольший размер ущерба при этом был обусловлен возникновением одной чрезвычайной ситуации — аварии, связанной с разгерметизации бака с дизельным топливом на ТЭЦ-3 в Кайеркане (ущерб составил порядка 145 миллиардов рублей).
По итогам расследования было установлено, что возникновению аварии способствовало множество факторов, ключевым из которых явился износ резервуарного парка и отсутствие контроля за техническим состоянием объектов.
Следует отметить, что ряд инженерно-технических мероприятий, проведенных заблаговременно (например, создание обваловки вокруг резервуара, как это требует нормативная документация) позволили если и не допустить, то минимизировать ущерб от ЧС.
Современные методические подходы, принимаемые в настоящее время на государственном уровне, предусматривают приоритет превентивных мероприятий. Иными словами, предупредить чрезвычайную ситуацию легче чем ликвидировать последствия. При этом разрабатываются соответствующие планы инженерно-технических мероприятий (План ликвидации аварийных разливов нефти; План мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на опасных производственных объектах; План действий по предупреждению и ликвидации ЧС природного и техногенного характера и т. п.).
Для оценки эффективности реализуемых превентивных мероприятий может быть использована величина риска возникновения чрезвычайной ситуации, как вероятности возникновения источника чрезвычайной ситуации. Действия по снижению риска будут заключаться в выполнении мероприятий, направленных для уменьшения вероятности возникновения чрезвычайной ситуации, ее последствий или того и другого вместе [3].
В целях обоснования перечня (M) и объемов (V) инженерно-технических мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций техногенного характера возможно за счет решения следующей оптимизационной задачи (1).
R = f ( M i ; V i ) → min(1)
Решение оптимизационной задачи заключается во всесторонней оценка рисков (R j ) каждого из элементов оцениваемого потенциального источника техногенной ЧС (за счет построения дерева событий).
На следующем этапе определяются виды зависимостей (1) для каждого из инженерно-технических мероприятий, влияющих на величину риска R j . С целью определения важности мероприятий, объем мероприятий фиксируется определенным шагом ресурсов (как правило финансовые ресурсы) при этом строиться таблица вида 1.
Таблица 1
Определения величин снижения риска за счет реализации V объема i -ых мероприятий
|
№ п/п |
Перечень мероприятий ( M i ) |
Объем мероприятия ( V i ) затрат ( С i ) |
Разница величин риска (Δ R j ) |
|
1. |
M 1 1 |
V 1 1 (С 1 1 ) |
Δ R 1 j |
|
2. |
M 2 1 |
V 2 1 (С 2 1 ) |
Δ R 2 j |
|
… |
… |
… |
|
|
i. |
M i 1 |
V i 1 (С i 1 ) |
Δ R i j |
|
j +1. |
M j+1 1 |
V j+1 1 (С j+1 1 ) |
Δ R j+1 j |
|
j +2. |
M j+2 1 |
V j+2 1 (С j+2 1 ) |
Δ R j+2 j |
|
… |
… |
… |
|
|
j+i. |
M j+i 1 |
V j+i 1 (С j+i 1 ) |
Δ R j+i j |
На следующем этапе проводится операция нормировки объемов для чего осуществляется оценку эффективности (приращения функции) будем осуществлять по оценке затрат на мероприятия
гдеn — количество мероприятий (решений), направленных на ликвидацию очага пожара, среди которых осуществляется выбор наилучшего;
С — стоимость реализуемого способа тушения очагов пожаров;
U — величина ущерба;
i — количество реализуемых способов тушения очагов пожаров.
Получение нормированных значений
Выбранные максимальные значения удельного приращения будут характеризовать мероприятия, проводимые в первую очередь, и дающих максимальные значения снижения риска возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.
В общем виде алгоритм обоснования перечня и объемов мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций техногенного характера:
рассчитываются исходные значения величины риска возникновения техногенной чрезвычайной ситуации для случая отсутствия проведения мероприятий, принимаем их за R 0 i . Тогда при планировании мероприятий по снижению риска для каждого объема планируемых мероприятий остается интервал, в пределе которого возможно изменение значений показателя эффективности.
Также в качестве ограничения следует учесть максимальные ресурсы, выделяемые в рамках мероприятий снижения риска — C max .
Дальнейшие операции сводятся к следующему:
Для выбранного мероприятия осуществляется сравнение выделенных ресурсов C max и значений C j .
Если C max ≥ C j , то принимаем C = C j и рассчитываем достигнутое значение показателя риска.
Операции по выбору мероприятий осуществляются до момента пока соблюдается условие C max ≥ C j , либо пока все мероприятия не будут выполнены в полном объеме.
Соответственно перечень мероприятий будет определяться величиной проводимых их объемов, в случае если объем будет равен «0», то из перечня данное мероприятие исключается.
Реализация представленного в работе алгоритма целесообразно применять при разработке расчетно-пояснительной записки к паспорту безопасности опасного производственного объекта, в части обоснования рекомендации для разработки мероприятий по снижению риска на опасном объекте. При этом решение оптимизационной задачи позволит минимизировать величину риска, при рациональном распределении ограниченных ресурсов.
Литература:
- Ковылин Ю. А., Мамедов Н. М. Становление и развитие техносферы: перспективы гармонизации // Век глобализации. 2017. № 4. — С. 33–43.
- Сендайская рамочная программа по снижению риска бедствий на 2015–2030 гг. [Электр. ресурс]. URL: https://www.unisdr.org/files/43291_ russiansendaiframeworkfordisasterri.pdf. (дата обращения: 04.02.2022).
- ГОСТ Р 22.10.02–2016 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Менеджмент риска чрезвычайной ситуации. Допустимый риск чрезвычайных ситуаций [Электр. ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200136698 (дата обращения: 04.02.2022).
