Динамика развития быстропротекающих видов чрезвычайных ситуаций (ЧС), таких как наводнения, сели, лесные пожары и др., весьма ограничивает запас времени для принятия решений по ликвидации ЧС и минимизации ущербов. Дефицит времени на принятие решений при наступлении ЧС обуславливает необходимость развития методов раннего предупреждения ЧС природного и техногенного характера путем комплексного оценивания состояния объектов техносферы и окружающей среды на основе данных мониторинга. Методы раннего предупреждения направлены на повышение эффективности управления и обеспечение приемлемого уровня безопасности территории.
На сегодняшний день создана обширная сеть мониторинга и контроля потенциальных источников возникновения чрезвычайных ситуаций, развернуты сети метеостанций и сейсмостанций, внедряются датчики контроля параметров функционирования на различных объектах хозяйствования, активно используются системы видеомониторинга [1, 2]. Кроме инструментальных средств контроля развиваются и теоретические исследования. В России и в мире ведется большое количество исследований по разработке методов анализа рисков, внедряются автоматизированные системы информационно-аналитической поддержки предупреждения и ликвидации ЧС [1, 3–5]. Эффективное управление территориальной безопасностью основывается на интеграции данных различных систем мониторинга и комплексном аналитическом оценивании факторов опасности. Существующая методологическая и технологическая база, а также накопленная статистика, являются достаточными предпосылками для разработки средств комплексного оценивания природно-техногенной безопасности территории на основе оперативного моделирования и аналитического обобщения показателей риска с учетом территориально-ориентированных нормативов.
Комплексный подход к оцениванию безопасности территории включает в себя обеспечение оперативного и стратегического управления. Оперативное управление безопасностью территории подразумевает постоянный контроль в режиме реального времени за параметрами состояния опасных объектов и своевременное выявление предпосылок к возникновению ЧС. Стратегический контроль подразумевает создание теоретических и методологических основ для планирования и осуществления ряда административно-правовых и экономических мероприятий с целью снижения риска. Стратегический контроль направлен на повышение эффективности управления территориальной безопасностью в целом. Системы оперативного и стратегического контроля относительно независимы и отличаются временными рамками действий, однако, управление территориальной безопасностью, основанное на реализации этих двух основных направлений, наиболее эффективно [3].
К настоящему времени опубликовано большое количество работ, посвященных детальному исследованию различных сторон природной и техногенной безопасности различных территорий: исследование метеорологической и гидрологической напряженности территории Томской области [6]; горно-таежной местности с точки зрения ведения туристической деятельности [7]; биоклиматических показателей Волгоградской области [8]; рисков экологической обстановки Краснодарского края [9]; производственных объектов техносферы: больших технических систем, гидротехнических сооружений [10]; техногенного и комплексного рисков территориально-промышленных образований на примере Красноярского края [11]; антропогенных рисков территорий Сибири [12]; исследование и расчет индивидуальных и комплексных рисков возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера для населения городов и районов Красноярского края [13].
Часть работ направлена на анализ статистических данных [2, 6, 8, 11], другие – на разработку управленческих рекомендаций по снижению рисков, предупреждению катастроф, организацию систем защиты в результате оценивания текущей обстановки [5, 9, 10].
Важнейшей составляющей комплексного подхода к оцениванию безопасности территории является анализ факторов риска, характеризующих различные виды опасностей. Например, по данным региональной системы мониторинга Красноярского края можно выделить следующие основные виды обстановок:
- метеорологическая обстановка – погодные явления;
- гидрологическая обстановка – уровень воды в реках, функционирование гидроэлектростанций, неблагоприятные ледовые явления в зимний период;
- сейсмическая обстановка – зарегистрированные землетрясения и промышленные взрывы;
- радиационная обстановка – уровень экспозиционной дозы гамма-излучения;
- паводковая обстановка – затопления жилых и производственных объектов;
- обстановка в системе жизнеобеспечения – давление и температура горячего водоснабжения жилых объектов;
- пожароопасная обстановка – лесные пожары.
Комплексная оценка безопасности территории аналитически обобщает факторы риска по каждой обстановке и по территории в совокупности. В формальном виде комплексная оценка K(S) для территории S может быть представлена в виде:
,
где n – количество обстановок; ki(S), i = 1…n – оценка факторов риска i-й обстановки с учетом территориально-ориентированных нормативов; f– функция, аналитически обобщающая частные оценки факторов опасности различных сфер мониторинга.
Оценивание текущего состояния безопасности является ключевым этапом процесса принятия управленческих решений, и качество решений во многом зависит от системы используемых показателей и способа вычисления оценок. Методы оценивания безопасности территорий условно можно отнести к реализации трех разных подходов, каждый из которых применяется для конкретного класса задач:
Вероятностный подход позволяет рассчитать оценку риска возникновения ЧС с помощью математических моделей, связывающих предпосылки к возникновению ЧС с возможностью их проявления, рассматривает риск-факторы различного происхождения: природные, техногенные и природно-техногенные. Данный подход чаще всего используется для расчета индивидуальных, коллективных и социальных рисков при аварии на производственном объекте.
Территориальный риск рассчитывают по обобщенной формуле:
.
В соответствии с данной формулой риск представляется как кортеж значений соответствующих показателей. Вероятность оценивает возможность наступления чрезвычайной ситуации. Уязвимость характеризует чувствительность объекта или территории к воздействию определенного риск-фактора или группы риск-факторов. Живучесть характеризует способность технической, природной или социальной системы выполнять основные функции при наличии повреждений ее элементов. Защищенность характеризует обеспеченность системы ресурсами для противодействия внешним и внутренним риск-факторам, а также для локализации и ликвидации аварии. Потери характеризуют возможный ущерб.
В работе [12] данный метод применяется для анализа антропогенных рисков угледобывающих и нефтегазовых территорий Сибири. Формируются модели перманентной антропогенной нагрузки в процессе нефтегазодобычи; модель аварийного риска, с учетом последствий для территории; определяется комплексная оценка экологической обстановки в виде обобщенного бального показателя, рассчитанного на основе показателей выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязненных сточных вод, отчуждения земель, лесистости. В работе [11] выполняется оценка рисков территориально-промышленных образований на примере Красноярского края. Рассчитываются значения индивидуальных, коллективных и комплексных рисков, на основе которых проводится ранжирование территорий по уровням риска.
Метод оценки рисков характеризуется повышенной трудоемкостью и требует большого числа исходных данных. В каждом конкретном случае оценка компонентов территориального риска представляет собой нетривиальную задачу. Кроме того, данные методы, как правило, ориентированы на конкретный производственный объект, и их применение к территории в целом не представляется возможным.
Статистический подход позволяет сформировать количественную оценку на основе анализа данных за определенный период наблюдения с помощью методов прикладной статистики. Для расчета рисков статистическим методом требуется достаточно большое количество данных наблюдения.
В работе [7] для оценки природной и техногенной опасности территорий парка Ергаки, расположенного в Ермаковском районе Красноярского края, проводится расчет интенсивности чрезвычайных ситуаций на основе статистики за ряд лет. Рассчитываются индивидуальные и комплексные риски чрезвычайной ситуации для населенных пунктов и районов Красноярского края с учетом количества населения. В работе [8] оценивается жесткость биоклиматических условий на примере Волгоградской области. На основе мониторинговых данных о метеорологических показателях рассчитываются оценки климатического благополучия, ранжируются территории Волгоградской области и определяются зоны комфорта. В работе [6] рассматриваются в совокупности гидрологическая и метеорологическая обстановки на территории Томской области на основе данных за последние 30 лет. Определяются и классифицируются основные факторы, влияющие на эти обстановки, рассчитываются комплексные показатели напряженности климатической и гидрологической обстановки.
Достоинствами статистических методов является объективность, возможность исследования динамики изменений наблюдаемых параметров и получения сводных показателей. К недостаткам можно отнести ограничение применимости в случае редко наблюдаемых событий.
Недостатки и ограничения вероятностного и статистического подходов в ряде случаев позволяют преодолеть эвристический подход, основанный на применении методов экспертного оценивания в сочетании с теорией нечетких множеств. Для получения экспертной оценки используются различные методы: анкетирование, интервьюирование, мозговой штурм, дискуссия и другие. Анкетирование представляет собой опрос экспертов в письменной форме с помощью анкет, в которой содержатся вопросы, позволяющие выяснить существо и аргументацию ответов. Интервьюирование – это устный опрос, проводимый в форме беседы-интервью. Мозговой штурм – групповое обсуждение с целью получения новых идей, вариантов решения проблем. Дискуссия применяется для обсуждения проблем, путей их решения, анализа факторов. Сама дискуссия проводится как открытое коллективное обсуждение проблемы, основной задачей которого является анализ всех факторов, всех последствий, выявление позиций участников.
В работе [9] для отбора контрольных показателей привлекается группа экспертов, которые определяют состав показателей, их свойства, параметры процессов и явлений и проводят анализ исходной информации. На основе экспертных оценок оценивается состояние и качество экологической обстановки региона и формируется информация для принятия решений. В работе [13] проводится расчет значений индивидуальных и комплексных рисков возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера для населения городов и районов Красноярского края. Для формирования оценок используются результаты анализа риска, представленные в декларациях безопасности опасных производственных объектов на территории Красноярского края, и оценки экспертных центров.
Такие методы относятся к группе качественных оценок и используются, когда формальные методы слишком сложны, а исходная база данных недостаточна для получения однозначного аналитического решения. Кроме того, данные методы не исключают ошибок субъективного характера.
Применимость рассмотренных подходов определяется типом задачи оценивания риска, используемыми технологиями сбора и хранения исходных данных, практическим приложением конечных результатов. Результаты анализа проблем управления территориальной безопасностью, достоинства и недостатки существующих подходов и методов показали, что сложность комплексного оценивания природно-техногенной безопасности территории определяется необходимостью анализировать множество различных факторов риска возникновения ЧС с учетом их взаимного влияния и временного развития, необходимостью формирования количественного выражения уровня безопасности с возможностью интерпретации, необходимостью аналитического обобщения показателей с учетом особенностей территории.
Выводы
Развитие методических средств комплексного оценивания природно-техногенной безопасности территории необходимо для повышения эффективности управления территориальной безопасностью и раннего предупреждения ЧС природного и техногенного характера. Методические средства комплексного оценивания природно-техногенной безопасности территории должны решать следующие задачи:
– поддержка оперативного контроля состояния объектов техносферы и окружающей среды с возможностью многомерного анализа контролируемых параметров и оценивания факторов риска с использованием аналитических индикаторов;
– поддержка стратегического управления на основе аналитического обобщения показателей природной и техногенной безопасности с возможностью формирования управляющих воздействий, направленных на снижение рисков для населения и достижение приемлемого уровня безопасности, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе;
– формирование количественной интегрированной оценки факторов риска по каждой обстановке и по территории в целом с возможностью качественной интерпретации;
– оценивание факторов риска с учетом территориально-ориентированных нормативов.
Литература:
1. Ноженкова Л.Ф., Ничепорчук В.В., Исаев С.В., Евсюков А.А., Морозов Р.В., Марков А.А., Ноженков А.И. ЭСПЛА-ПРО – система сбора, аналитической обработки данных и поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Безопасность и живучесть технических систем: Труды III Всероссийской конференции. – Красноярск, 2009. ИВМ СО РАН. – С. 51–55.
2. Ноженкова Л.Ф., Ничепорчук В.В., Бадмаева К.В., Пенькова Т.Г., Коробко А.В., Евсюков А.А., Ноженков А.И., Марков А.А., Морозов Р.В., Есавкин С.Е. Система консолидации и анализа данных мониторинга чрезвычайных ситуаций в Красноярском крае // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций, 2012. – № 4. – С. 63–73.
3. Ямалов И.У. Моделирование процессов управления и принятия решений в условиях чрезвычайных ситуаций. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2007. – 288 с.
4. Mendonca D. Collaborative adhocracies and mix-and-match technologies in emergency management. Communications of the ACM, 2007. – Vol. 50. – P. 44–49.
5. Akgun I., Gumusbuga F., Tansel B. Risk based facility location by using fault tree analysis in disaster management // Omega, 2015. – Vol. 52. – P. 168–179.
6. Невидимова О.Г., Янкович Е.П. Исследование природно-климатических опасностей с использованием ГИС-технологий // Геоинформационные технологии и математические модели для мониторинга и управления экологическими и социально-экономическими системами, 2011. – C. 169–174.
7. Трофимова Н.В., Антамошкин О.А., Антамошкина О.А., Ничепорчук В.В. Разработка технологий обеспечения безопасности туристической деятельности (на примере природного парка «Ергаки») // Материалы науч.-практ. конф. «Проблемы, пути и направления дальнейшего совершенствования природной, техногенной, пожарной безопасности населения и территорий субъектов Российской Федерации Сибирского федерального округа», 2011. – Новосибирск. – С. 137–141.
8. Сергеева Г.А. Оценка биоклиматических условий Волгоградской области по индексу патогенности метеорологической ситуации // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы современной гидрометеорологии и геоэкологии», Ростов-на-Дону, 2007. – С. 115–121.
9. Яйли Е.А., Музалевский А.А. Методология и способ оценки качества компонентов природной среды урбанизированных территорий на основе индикаторов, индексов и риска // Экологические системы и приборы, 2006. – № 12. – С. 23–29.
10. Махутов Н.А., Москвичев В.В., Гаденин М.М., Лепихин А.М., Черняев А.П. Формирование нормативной базы безопасности и защищенности ГЭС Сибири от тяжелых катастроф // Проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях, 2011. – № 4. – С. 28–39.
11. Тридворнов А.В. Оценка техногенного и комплексного рисков территориально-промышленных образований (на примере Красноярского края) // Сборник статей Международной конференции по вычислительно-информационным технологиям для наук об окружающей среде: “CITES-2007”, Томск, 2007. – С. 97.
12. Лепихин А.М., Москвичев В.В., Шокин Ю.И., Чернякова Н.А. Антропогенные риски Сибири: концепции и модели // Геоинформационные технологии и математические модели для мониторинга и управления экологическими и социально-экономическими системами, 2011. – C. 15–21.
13. Берунов С. Б., Москвичев В.В., Лепихин А.М., Буров А.Е., Журавлева И.В., Князьков Н.В., Ничепорчук В.В., Тридворнов А.В., Черняев А.П., Чернякова Н.А. Расчет значений индивидуальных и комплексных рисков возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера для населения городов и районов края, районирование территорий Красноярского края по степени риска // Информационно-методический материал. – Красноярск: Агентство по ГО, ЧС и ПБ адм. Красноярского края, 2007. – 38 с.
