Практическое занятие №4 Концепции и характеристики методов оценки рисков.

 

В настоящее время используются следующие концепции анали­за риска, которые различаются по сферам его проявления (рис. 9).

АНАЛИЗ РИСКА

Методы

Концепции

Задачи

Технократическая

Экономическая

Психологическая

Социологическая

Детерминистический

Феноменологический

Вероятностный

Экспертный

Идентификация

Прогноз

Оценивание

Качественный

Количественный

Рис. 9. Методический аппарат анализа риска

Технократическая (техническая) концепция, основанная на анали­зе относительных частот возникновения опасных событий (иницииру­ющих чрезвычайные ситуации) как способе задания их вероятностей. При ее использовании имеющиеся статистические данные усредняют­ся по масштабу, группам населения и времени. В случае оценки риска аварии на объекте техносферы рассматривают частоту возникновения исходных событий (аварийных ситуаций), сценарии их развития в ава­рию с соответствующими вероятностями реализации, а также послед­ствия данной конкретной аварии.

Экономическая концепция, в рамках которой анализ риска рассма­тривается как часть более общего затратно-прибыльного исследова­ния. В последнем случае риски есть ожидаемые потери полезности, возникающие вследствие некоторых событий или действий. Конечная цель состоит в распределении ресурсов таким образом, чтобы макси­мизировать их полезность для общества.

Психологическая концепция концентрируется вокруг исследований межиндивидуальных предпочтений относительно вероятностей с це­лью объяснить, почему индивидуумы не вырабатывают свое мнение о риске на основе средних значений; почему люди реагируют согласно их восприятию риска, а не объективному уровню рисков или научной оценке риска.

Социологическая (культурологическая) концепция основана на со­циальной интерпретации нежелательных последствий с учетом группо­вых ценностей и интересов. Социологический анализ риска связывает суждения в обществе относительно риска с личными или обществен­ными интересами и ценностями. Культурологический подход предпо­лагает, что существующие культурные прототипы определяют образ мыслей отдельных личностей и общественных организаций, заставляя их принимать одни ценности и отвергать другие.

В рамках технократической концепции для определения основных компонент риска необходимо рассматривать распределение опасных событий во времени и по ущербу. Основными элементами, входящими в систему оценки риска, являются источник опасности, опасное со­бытие, вредные и поражающие факторы, объект воздействия и ущерб. Под опасным событием понимается такое событие (авария, катастро­фа, экстремальное природное явление), которое приводит к форми­рованию вредных и поражающих факторов для населения, объектов техносферы и окружающей среды.

Последствия этих факторов определяются величиной наносимо­го ущерба. При этом после идентификации опасностей (выявления принципиально возможных рисков) 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, детерминистические, вероятност­ные и экспертные.

Феноменологический метод базируется на определении возмож­ности или невозможности 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 только рабочие состояния или процессы таковы, что можно с достаточным запасом достоверности определить текущее состояние компонентов рассматриваемой системы (он ненадежен вблизи границ резкого из­менения состояния веществ и систем). Феноменологический метод хорош при определении сравнительного уровня безопасности раз­личных типов промышленных установок, технологий, но малоприго­ден для анализа разветвленных аварийных процессов, развитие кото­рых зависит от надежности тех или иных частей установки и (или) ее средств защиты.

Детерминистический 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. Детерминистический 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 ядерных энер­гоблоков в нормативных документах, связанных с регулированием использования ядерной энергии. Но и этот метод также обладает не­достатками: существует потенциальная возможность упустить из вида какие-либо важные цепочки событий при развитии аварии, построе­ние достаточно адекватных математических моделей является трудной задачей, для тестирования расчетных программ часто требуется прове­дение сложных и дорогостоящих экспериментальных исследований.

Детерминистический метод реализуется на базе фундаментальных закономерностей, которые в последние годы объединяют в рамках но­вых научных дисциплин — физики, химии и механики катастроф.

В вероятностном методе анализ риска содержит как оценку вероят­ности (частоты) возникновения аварии, так и расчет относительных вероятностей того или другого пути развития процессов. При этом анализируются разветвленные цепочки событий и отказов оборудова­ния, выбирается подходящий математический аппарат и оценивается полная вероятность аварий. Расчетные математические модели в этом подходе, как правило, можно значительно упростить в сравнении с де­терминированными схемами расчета. Основные ограничения веро­ятностного анализа безопасности (ВАБ) связаны с недостаточностью сведений по функциям распределения параметров, а также с недо­статочной статистикой по отказам оборудования. Кроме того, применение упрощенных расчетных схем снижает доверительность полу­чаемых оценок риска для тяжелых аварий. Тем не менее в настоящее время вероятностный метод считается одним из наиболее перспектив­ных для применения в будущем.

Экспертные методы (методы экспертных оценок) основаны на ис­пользовании знаний и опыта экспертов — высококвалифицированных специалистов в рассматриваемой области деятельности. Суть этих ме­тодов, часто используемых на практике, достаточно подробно рассмо­трена в следующем подразделе.

При оценке и анализе риска используются методы, основанные на качественном и количественном подходах к оценке опасностей. Исходя из этого, применяемые методы классифицируют по характеру исходной и результирующей информации на качественные и количе­ственные. Качественные методы оценки и анализа риска используют меньший объем информации и затрат труда, их рекомендуется исполь­зовать на стадии идентификации опасностей, поэтому эти методы, как правило, предшествуют количественным. Качественные методы допускают получение неточных, приблизительных оценок (больше, меньше), а также использование лингвистических переменных в виде слов и словосочетаний естественного языка (низкий, средний, высо­кий, очень высокий). Подобные оценки часто встречаются при ран­жировании составляющих риска, например по частоте возникновения событий (никогда, редко, часто) или по размеру последствий (мало­существенный, значительный и т.д.).

Количественный анализ возможен на основе методов объективного измерения и прогнозирования последствий опасности. Количествен­ные оценки более эффективны, точны, но требуют большого объема информации об аварийности, учета особенностей окружающей мест­ности, метеоусловий и других факторов, а также значительных затрат времени и более квалифицированных специалистов для исполнения. В качестве определенного сравнения рассмотренных подходов мож­но привести слова У. Томсона (лорда Кельвина): «Если вы можете измерить то, о чем вы говорите, и выразить это в цифрах, значит, вы кое-что об этом знаете...»

Методы оценки и анализа риска имеют два подхода при анализе причинно-следственных связей: прямой анализ и анализ с обратным порядком. Прямой анализ начинается с определения перечня отказов и развивается в прямом направлении с определением последствий этих событий («снизу вверх»). Конечным событием в данной схеме обычно является факт (прогноз) возникновения аварии. Прямая логика раз­вития событий часто называется индуктивной.

Анализ с обратным порядком начинается с определения опасного состояния системы, от которого в обратном направлении прослежива­ются возможные причины возникновения этого состояния (развивает­ся «сверху вниз»). Таким образом, факт (или прогноз) возникновения аварии здесь является начальным событием. Логика, используемая при обратном порядке анализа систем, называется дедуктивной.

Поясним суть прямого и обратного подходов при логическом анализе аварийности на примерах. При построении дерева событий, проведения анализа вида и последствий отказа, анализа критичности используется прямой порядок. Обратный — для анализа с помощью деревьев отказов. Для предварительного анализа опасностей исполь­зуется как прямой подход, так и обратный. Такое комбинированное использование обоих подходов необходимо, чтобы полностью решить задачу анализа надежности систем и риска.

При выполнении анализа в прямом порядке принимается ряд собы­тий в определенной последовательности и составляются соответствую­щие этим последствиям сценарии, оканчивающиеся опасными состо­яниями системы. При этом задается вопрос, какое событие в процессе работы системы (ее элементов) вызовет отказ определенного элемен­та, например: «Что случится, если произойдет разгерметизация трубо­провода системы перекачки нефтепродуктов?» При анализе с прямой последовательностью оказываются полезными контрольные перечни возможных состояний элементов. Информация, которая должна быть собрана и обработана для рассмотрения ситуации (сценария), состоит из сведений по взаимосвязи элементов и топографии системы, а также включает данные по отказам элементов и другим детальным характе­ристикам системы. Эти сведения будут полезны и для построения де­рева отказов.

Обратный подход, т. е. анализ с помощью дерева отказов, исполь­зуется при определении причинных связей, ведущих к данному опас­ному состоянию системы. Само опасное состояние становится конеч­ным событием дерева отказов. При этом задается вопрос, по каким причинам может произойти отказ системы, например: «Каким обра­зом может отказать электропитание насоса, подающего охлаждающую жидкость в систему охлаждения?». Данное конкретное конечное со­бытие является лишь одним из многих возможных опасных состояний системы, представляющих интерес для анализа.

Перечисленные группы методов оценки и анализа риска, каче­ственный и количественный подходы к оценке опасностей, прямая и обратная логика событий могут комбинироваться, в особенности при исследовании сложных и опасных технических систем, аварии на которых могут привести к тяжелым последствиям. Методы анализа риска разрабатываются и совершенствуются обычно применительно к конкретным практическим проблемам.

Законодательство и нормативно-методические документы, дей­ствующие в области промышленной безопасности, в частности РД 03-418—01, предписывают необходимость проведения оценки и анализа риска, но не требуют строгого следования конкретным ме­тодам как способам достижения цели. Выбор методов анализа риска осуществляется исполнителями исходя из специфики объектов, опы­та, накопленного в отрасли, целей и задач анализа, а также имеющейся в распоряжении исполнителей (а точнее — доступной им) информа­ции. Концепции и характеристики основных методов оценки и ана­лиза рисков, существующие подходы к оценке опасностей изложены ниже. Большинство приведенных методов регламентированы между­народными, а также государственными и национальными стандарта­ми. При этом представленный ниже перечень методов, используемых на практике, не является исчерпывающим.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные концепции анализа риска.

2. Перечислите основные методы анализа риска. Охарактеризуйте каждый метод.

3. Сформулируйте задачи анализа риска.

4. Что такое прямой анализ и анализ с обратным порядком и с чего они начинаются.