-многокритериальный анализ.

 

В ряде случаев стандарты устанавливаются  на основе экспертных суждений. Отсутствие надежных способов измерения риска  приводит к тому, что постулируется  некоторый уровень безопасности. Например, принимается, что дополнительный риск не должен увеличивать смертность в конкретной возрастной группе населения  более чем на 1%. Принимается, что  бе-тонный купол атомного реактора должен выдержать прямое попадание самолета. Эти установки определяются (прямо или косвенно) соглашениями между различными группами людей.

Характерными  свойствами экспертных суждений является следующее: существует зависимость  между выгодой технологией и  ее допустимым уровнем риска. Для  более выгодных технологий испытуемые устанавливали более высокий  уровень допустимого риска; этот уровень был больше в том случае, когда первоначально проводилась  оценка выгоды, а затем -- допустимого уровня риска. При обратном порядке он был меньше. Для большого числа технологий существующий уровень риска оценивается как неприемлемо высокий. Это говорит о том, что люди недовольны тем, как рынок и различные организации регулируют использование технологий; чем выше оценка воспринимаемого риска, тем больше требований предъявляют к безопасности соответствующей технологии. Положительной стороной экспертного метода является то, что он ориентирован на получение оценок как желаемого уровня риска, так и реально существующего. В то же время эксперименты показывают, что люди часто мало осведомлены о степени опасности различных технологий.

Часто стандарты  на новые источники риска устанавливаются  по аналогии с уже известными. В случае аварий стандарты часто повышаются, а в случае длительной безопасной работы снижаются (т.е. человечество действует способом проб и ошибок). В ряде стран помимо определения основного стандарта разрабатывают гибкую систему промежуточных стандартов, ко-торые заставляют промышленность постепенно перейти к некоторому уровню нежелательного воздействия на окружающую среду. Иначе говоря, устанавливается последовательность целей, приемлемая как для промышленности, так и для защиты окружающей среды.

Существенно более гибким подходом к установке  стандартов является подход, основанный на применении многокритериальных методов  принятия решений, при котором учитываются  все основные критерии. Сама задача выбора многокритериальная: необходим учет не только экономических, но и экологических, социальных, технических критериев. Важно отметить, что эти критерии относятся к трем периодам времени: постройки объекта, его нормального функционирования и моменту возможной аварии. Кроме того, проблема выбора является не индивидуальной, а коллективной. В выборе фактически участвуют несколько организаций или активных групп. Так, при выборе трассы газопровода необходимо учитывать не только интересы организации, разрабатывающей проект, но и строящей его, и организации, осуществляющей нормальную эксплуатацию газопровода, а также интересы местных органов власти. Эти интересы в общем случае противоречивы. В подобных случаях выбор наилучшего варианта -- это поиск согласованного решения нескольких активных групп, причем в процессе согласования могут возникать технические изменения вариантов. Далее приведен пример применения метода вербального анализа решений для такой задачи.

Крайне важной проблемой минимизации риска  является создание новых технологических  систем с высоким уровнем безопасности, разработка технологий, которые не могут стать опасными ни при каких  обстоятельствах. Ясно, что эта цель заманчива, но труднодостижима. К ней  направлены усилия инженеров в разных странах мира. При рассмотрении всех подобных проектов имеется в виду, что любое повышение безопасности достигается за счет дополнительного увеличения расходов. Возникает проблема определения уровня расходов, при котором технология еще остается рентабельной.

1.4. человекомашинное взаимодействие  

 

 Согласно оценкам специалистов  по анализу аварий и катастроф,  именно ошибки человека при  эксплуатации систем являются  причиной около 45% аварийных ситуаций  на атомных электростанциях, 60% авиакатастроф  и 80% катастроф на море. Свыше  90% аварийных ситуаций, возникших  в воздушном пространстве, произошли  из-за человеческих ошибок. В книге  на основании анализа зарубежных  источников приведены данные, что  60% столкновений, гибели и посадки  судов на мель происходит из-за  ошибочных действий их команд, 75% летных происшествий в военной  авиации — по вине личного  состава, 20—50% отказов различного  оборудования вызывается ошибками  обслуживающего персонала. Еще  в 1967 г., согласно оценкам специалистов, на дорогах мира в автокатастрофах  ежегодно погибало порядка 150000 чел., а число раненых достигало  6 млн. Значительное число этих  жертв определяется ошибками  человека, допущенными при управлении  транспортным средством. Статистику  фактов, подтверждающих первостепенную  значимость человеческого фактора,  можно было бы продолжить. Однако, несмотря на объективную реальность, практика свидетельствует, что  люди склонны недооценивать масштаб  этих цифр, и проблема безопасности  систем человек-машина решается  главным образом наращиванием  надежности технического компонента  системы, в то время как научно  обоснованному проектированию деятельности  человека уделяется все еще  недостаточно внимания. Одним из  ярких примеров человеческих  ошибок, которые привели к серьезной  аварии, можно считать переворот  парома, курсировавшего между Дувром (Англия) и Зебрюгге (Бельгия) в  1988 г. Причиной аварии послужили  незакрытые створки для въезда  автомобилей в носовой части  парома. Контролировать их закрытие должен был старший помощник капитана, но в момент отплытия парома он был занят другим делом. Капитан до аварии просил установить на мостике световую сигнализацию о закрывании створок, но ему было отказано. В свой последний рейс паром был отправлен в большой спешке из-за опоздания. В связи с этим не было времени на опорожнение балластных цистерн и подъема носа корабля выше ватерлинии. В результате, как только паром отошел от причала, он перевернулся и утонул при ясной, безветренной погоде. В аварии погибло 180 чел. Вопиющим примером трагической ошибки была катастрофа самолета-аэробуса в 1997 г. в России, когда командир лайнера доверил штурвал ребенку. Подобные примеры, к сожалению, не являются исключением. Одной из основных причин недостаточного учета человеческого фактора является неразработанность методологических, методических и научных оснований проектирования, которое в большинстве случаев пока еще осуществляют на основе здравого смысла и интуиции проектировщика. Повышение надежности действий человека должно основываться в первую очередь на системном анализе его деятельности в сложных человеко-машинных системах, на знании закономерностей его ошибочных реакций и причин, их вызывающих. Целесообразно различать два вида ошибок: 1) ошибки, допускаемые в процессе принятия решения, т.е. являющиеся результатом осознанного, но ошибочного рассуждения; 
2) ошибки, связанные с отсутствием внимания или осознанного контроля в момент их совершения. Часто оператору, работающему на технологически сложном объекте, приходится сталкиваться с трудностями, являющимися результатом того, что проектировщик системы исходил из неправильных или неполных представлений о возможностях человека по приему и переработке информации. Это может выражаться: • в неудачном выборе систем координирования информации; • в одновременном предъявлении слишком больших объемов информации; • в неудобном с точки зрения сенсомоторных координации расположении управляющих устройств. Один из важных выводов, к которому пришли проектировщики человекомашинных систем, заключается в том, что объем информации, который может быть хорошо усвоен и переработан оператором, не должен задаваться в информационной модели произвольно, а должен определяться или для конкретных условий работы, или на основе имеющихся количественных оценок, или посредством проведения специальных экспериментов. 
 
Одной из особенностей деятельности операторов является то, что оператор, как правило, длительный период времени находится в режиме безаварийной работы, выполняя хорошо заученные действия, или вообще бездействует в ожидании возникновения экстремальной ситуации, которая может и не возникнуть за период его профессиональной деятельности. Такие режимы работы опасны, поскольку могут вызвать у оператора утрату навыков управления системой, утрату уровня операциональной настороженности. Так, для предотвращения утраты навыков во время посадки самолета было сочтено целесообразным использовать не автоматическое, а полуавтоматическое управление на посадочной прямой. В результате готовность летчика управлять вручную при внезапном отказе автоматики постоянно поддерживалась благодаря сохранению тесной связи с объектом управления. Эффективным средством повышения надежности работы оператора в экстремальной ситуации является учебное проигрывание экстремальных аварийных ситуаций на имитационных тренажерах и анализ возможных типов ошибок, возникающих при их устранении. В настоящее время для подготовки и переподготовки операторов широко используются тренажеры. Опытный эксперт-тренер вводит ситуации, близкие к аварийным, и проводит анализ быстроты и правильности действий оператора. Обычно в промышленности при создании тренажеров разрабатываются модели, имитирующие поведение технологических объектов. Подобные тренажеры используются при подготовке летчиков. Работа на тренажерах становится обязательной для операторов атомных электростанций. Широкий спектр обычных и аварийных ситуаций, моделируемых на тренажерах, позволяет развить у человека навыки быстрого и правильного анализа ситуаций. Наряду с этим разрабатываются специальные экспертные системы, помогающие оператору в анализе поведения объекта, отличающегося от штатного. 
 
 

1.5. Риск катастрофических событий как независимый критерий

Оценивая возможную вероятность  потерь, люди часто исходят из среднего значения. Иначе говоря, оценка риска  осуществляется по величине потерь при  ожидаемом значении вероятности  этих потерь. Хотя формально такая  оценка может быть определена, она  явно недостаточна для принятия решений.

Весьма распространенной является модель, в соответствии с  которой вероятности возможных  потерь при авариях описываются  распределением Гаусса (кривая 1 на рис. 1).

Рис. 1. Зависимости вероятности и величины потерь

В соответствии с кривой 1 события с небольшими потерями встречаются гораздо чаще, чем  события с большими потерями. Так, при выпуске новых машин (например, самолетов) в первые годы эксплуатации обычно встречаются небольшие неисправности и гораздо реже - существенные. Согласно кривой 1 аварии с очень большими потерями происходят крайне редко. Так, вероятность большой аварии на атомной электростанции оценивается как 10 -6 . Тем не менее мы знаем, что такие аварии происходили. Следовательно, при оценке риска нельзя руководствоваться только средними значениями.

Профессор Я.Хеймс первым предложил рассматривать риск как многокритериальную оценку события, выделяя как отдельный критерий величину больших потерь при крайне малых вероятностях их осуществления . Предположим, что предлагаются два способа реализации какой-либо технологии, имеющие одни и те же средние значения риска (потерь при ожидаемом значении вероятности аварии), но отличающиеся следующими характеристиками:

•  первая технология - дешевая, но имеется малая вероятность недопустимо больших потерь;

•  вторая технология — значительно более дорогая, но большие потери при авариях исключены.

Ясно, что эти способы  реализации технологии сильно различаются. Нельзя считать, что крайне маловероятные  события совсем исключены. Следовательно, вместо одного критерия оценки риска  в общем случае мы имеем несколько  критериев. ЛПР не должен думать, что  маловероятные события никогда  не произойдут. Напротив, он должен проводить  оценку то го, что будет, если такие  события произойдут.

Профессор Я.Хеймс приводит следующий яркий пример. Пусть вероятность падения военного самолета на большой го род, умноженная на величину возможного ущерба, составляет весьма малую величину — меньше стоимости пепельницы. Но, несмотря на столь малую оценку, лучше для военных не совершать тренировочные полеты над городами, учитывая огромные потери в случае крайне маловероятных аварий.

1.6. Распределения "с тяжелыми хвостами"”

Другая математическая модель, описывающая как техногенные  аварии, так и природные катастрофы (землетрясения, наводнения и т.д.), основана на использовании другого типа статистических законов: распределений с “тяжелыми  хвостами”. В отличие от распределения  Гаусса, распределения с тяжелыми хвостами описываются степенными законами распределения вероятностей.

Для распределений  с тяжелыми хвостами вероятности  отклонений от средних значений существенно  больше, чем при распределении  Гаусса (кривая 2 на рис. 1). Средние значения, посчитанные по выборкам, неустойчивы  и малопредставительны, так как  не соблюдается закон больших  чисел. Степенные распределения  описывают события, при которых  ущерб от одной аварии может превосходить суммарный ущерб от всех аварий данного  типа. Следовательно, вероятность крупных  аварий, природных катастроф с  большим числом жертв остается достаточно большой. Распределения с тяжелыми хвостами достаточно хорошо описывают  накопленные данные о природных  катастрофах.

1.7. Аварии и их анализ

Любая авария или катастрофа в своем развитии проходит через  четыре стадии, выделенные в : инициирование аварии; развитие аварии; выход аварии за пределы аварийного объекта; ликвидация последствий аварии. Каждая из этих стадий имеет характерные особенности.

Анализ аварий на атомных  электростанциях, химических производствах, терминалах со сжиженным газом (причин их возникновения, процесс развития) проводится в последние годы в  различных странах мира. Общий  вывод из таких исследований не очень утешителен. Крупные аварии являются, как правило, результатом совпадения крайне маловероятных событий, статистические данные о которых не могут быть собраны. К этим событиям относятся не только неожиданные изменения в функционировании объекта, но и явное непонимание оператором нового состояния объекта, что приводит к неправильным действиям.

В связи с тем что новые технологии сложны, недостаточно изучены, а поведение человека, не до конца понимающего изменения в объекте, трудно предугадать, необходимы специальные меры подготовки к возможной аварии. Они должны определяться разработанными сценариями чрезвычайной обстановки. В настоящее время проводятся исследования, связанные с коммуникациями в чрезвычайной обстановке, созданием децентрализованного управления в чрезвычайных ситуациях.

Такие мероприятия можно  подготавливать на основе данных о  прошедших авариях (мелких и средних). Для этого ну жен банк данных об авариях, где собранные сведения подвергаются тщательному изучению. Такой банк данных создан в Западной Европе. Результаты анализа открыты  для стран членов Европейского экономического сообщества. В банке данных накапливаются  сведения об авариях на одинаковых производствах, что позволяет вскрывать  их общие причины.

1.8. Управление риском

Результаты, полученные при  исследованиях различных проблем  анализа риска, дают в настоящее  время лицам, принимающим решения, конструктивные средства управления риском. Решение о постройке нового предприятия  принимается лишь после проведения анализа риска. Выбор места для  предприятия определяется уровнями риска и близостью к объекту  населенных пунктов. При перевозке  опасных веществ маршруты рассчитывают исходя из минимума возможного риска.

Современным средством анализа  риска служат системы поддержки  принятия решений, объединяющие возможности  информатики и теории принятия решений. Эти системы позволяют руководителю вести диалог с компьютером, получая  необходимую информацию, сравнивая  различные варианты решений, оценивая их последствия. Системы поддержки  принятия решений содержат в общем  случае базу данных, базу моделей, совокупность методов принятия решений, базу знаний и средства диалога с пользователем.

1.9. Выводы

1. Особым классом задач  принятия решений являются задачи  с уче том факторов риска и безопасности. Факторы риска, понимаемого как вероятность потерь, влияют на процесс принятия решений. Аварии на промышленных производствах, человеческие жертвы, связанные с использованием различных технологий, определяют исключительную важность задач анализа риска.

2. Основными направлениями  исследований в области анализа  риска являются:

• измерение риска;

• повышение безопасности крупномасштабных технологиче ских систем;

• анализ аварий.

3. Существуют три основных  подхода к измерению риска:  инже нерный (вероятностный анализ риска, построение деревьев от казов и событий), модельный и субъективных измерений, со вершаемых людьми.

4. Суждения людей о  вероятностях опасных событий  и потенци альном ущербе основаны на личном восприятии риска и суще ственно отличаются от объективных данных.

5. При установке стандартов  используются три основных подхода:  экспертные суждения, аналогия с  известными технологиями, многокритериальный  анализ.

6. Одной из основных  причин аварий являются человеческие  ошибки. Крупные аварии характеризуются,  как правило, совпа дением ряда маловероятных событий.

7. Анализ аварий, систематический  сбор сведений об авариях создают  основу для решения задач управления  риском

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы: