Особенности построения. Практика свидетельствует, что наиболее ответственным и сложным этапом прогнозирования техногенного риска является построение древовидных семантических моделей процессов возникновения происшествий и причинения ими ущерба людским, материальным и природным ресурсам.
Это объясняется тем, что лишь адекватные реальности "деревья" позволят, при последующем их анализе, выявить все наиболее существенные предпосылки, количественно оценить как возможность появления происшествий, так и ожидаемый от них ущерб. Естественно, что без этого немыслим ни сколько-нибудь точный прогноз соответствующего риска, ни выработка оптимальных мероприятий по снижению сопутствующего ему техногенного ущерба.
Сложность данного этапа обусловлена отсутствием в настоящее время строгих формальных процедур его реализации, что иногда позволяет относить этот этап скорее к искусству (эвристике), чем к науке. Дело в том, что обычно не удается обеспечить абсолютной идентичности моделей одного и того же происшествия, построенных различными исследователями. А без этого трудно ожидать требуемой в науке воспроизводимости результатов, полученных с помощью таких моделей.
Логика построения. Для преодоления указанных трудностей и облегчения построения рассматриваемых здесь моделей нами предлагается способ формализации данной процедуры, основанный на использовании принятой выше энергоэнтропийной концепции. Данный способ базируется на двух утверждениях:
1) происшествия всегда связаны с нежелательным высвобождением, трансформацией, распространением и губительным воздействием потоков энергии или вещества на различные объекты, оказавшиеся под их влиянием;
2) любое происшествие является одновременно и результатом разрушительного выброса накопленного где-либо энергозапаса, и следствием цепи соответствующих предпосылок.
Каждое из этих утверждений может быть использовано при создании рассматриваемых здесь моделей. В частности, для дерева происшествия – второе, а для дерева его исходов – первое. Сформулируем общие рекомендации, пригодные вначале для моделирования происшествий, а затем и подсчета ущерба от них в случае появления.
Из второго утверждения следует, что при определении состава элементов дерева происшествия и связей между ними нужно руководствоваться следующими рекомендациями. Во-первых, данная модель должна состоять из одного головного события – собственно происшествия (нежелательного высвобождения вещества или энергии) и множества предшествующих ему предпосылок – ошибок людей, отказов техники и неблагоприятных для них внешних воздействий. Во-вторых, в структуру этого дерева следует включать все те логически условные и безусловные связи между такими предпосылками, соблюдение которых необходимо и достаточно для возникновения конкретного разрушительного выброса энергозапаса.
Мы рекомендуем также использовать не прямую, а обратную последовательность прогнозирования предпосылок и условий, в совокупности приводящих к появлению моделируемых происшествий. Иначе говоря, построение дерева происшествия следует начинать не снизу вверх (от исходных ошибок, отказов и опасных внешних воздействий – к головному событию), а наоборот. При этом само головное событие, соответствующие ему предпосылки верхнего и последующих уровней, а также вызвавшие каждую из них причинные цепи необходимо выявлять дедуктивно – на
основе знания общих закономерностей возникновения техногенных происшествий и особенностей их проявления в конкретных обстоятельствах.
Учитываемые факторы. Проведение работ на производстве и транспорте удобно рассматривать как функционирование человекомашинных систем, а основными носителями опасности считать токсичные и взрывоопасные вещества, источники ионизирующих излучений, движущиеся предметы и сосуды, работающие под высоким давлением. Следовательно, выявление возможных происшествий необходимо увязывать с логикой нежелательного высвобождения их энергии и вещества, т.е. с известными законами энергомассообмена и термодинамики.
В свою очередь, старение, загрязнение, увлажнение, перегрев или переохлаждение таких элементов по естественным причинам или в результате внешних воздействий нужно учитывать в качестве технических предпосылок к возможным авариям.
Другой важной группой предпосылок к техногенным происшествиям следует считать ошибочные действия, непроизвольно или умышленно допущенные людьми при конструировании, изготовлении, монтаже, техническом обслуживании и ремонте техники. При прогнозировании подобных предпосылок (в том числе трудно предсказуемых несанкционированных действий человека) нужно помнить, что все они могут быть обусловлены: а) внутренними причинами – отсутствием должных психологических установок, знаний и навыков, б) внешними для человека факторами – несовершенством используемых им оборудования и технологий, высокой напряженностью труда или неблагоприятными условиями рабочей среды.
Принципы контроля и оценки. Как свидетельствует опыт, при построении дерева происшествия целесообразно руководствоваться следующими правилами: 1) как можно четче определять условия появления головного события; 2) декомпозировать все сложные события-предпосылки; 3) уточнять время, место и причины возникновения каждой из них; 4) выявлять совместно действующие факторы и разделять их; 5) учитывать возможность обратных связей между элементами техники; 6) увязывать события-инициаторы причинных цепей с внешними факторами; 7) проверять достоверность принятых допущений и используемых исходных данных.
Построение дерева происшествия должно заканчиваться проверкой полноты образующих его событий и связей между ними. В ряде случаев на этом этапе моделирования проводят также дальнейшую формализацию полученной семантической модели — вводят буквенное или цифровое кодирование всех ее элементов. Использование таких кодов в качестве индексов событий "дерева", а символов "Ù", "Ú" – для обозначения их логического перемножения и сложения облегчает в последующем качественный и количественный анализ процесса, моделируемого деревом происшествия.
Особенности построения дерева событий. В завершение укажем на особенности использования дерева исходов моделируемых выше происшествий и дадим рекомендации, касающиеся порядка его построения и проверки адекватности реальному процессу. Прежде всего, отметим, что и эта модель должна строиться от центрального события к ветвям, олицетворяющим многообразные формы и способы причинения ущерба различным ресурсам. В качестве центрального события данной модели целесообразно рассматривать головное событие дерева происшествия.
При этом следует учитывать как можно большее число тех вариантов аварийного истечения, трансформации, распространения и разрушительного воздействия энерго-запаса, которые в последующем могут быть обеспечены информацией о соответствующих параметрах: а) условных вероятностях или относительных частотах их проявления (безразмерные величины), б) высвободившихся массе вещества или
количества энергии, в) площадях зон их распространения и разрушительного воздействия, г) находящихся в них людских, материальных и природных ресурсах.
В отличие от дерева происшествия, основным методом прогноза таких вариантов служит не дедукция, а индукция, т.е. воспроизведение всех тех последствий, которые могут иметь место, как не противоречащие объективно существующим законам природы. Каждый исход может рассматриваться не менее чем на трех этапах: 1) при истечении потоков энергии или вещества, высвободившихся в результате происшествия; 2) в ходе их распространения от источника выброса до близлежащих ресурсов, иногда – с учетом возможной трансформации соответствующих потоков; 3) в процессе поглощения (ингаляции или адсорбции) энергии и вещества с разрушительным эффектом для людских, материальных и природных ресурсов.
Морфология дерева исходов. Из вышеизложенного следует, что дерево событий – исходов каждого происшествия в общем случае должно состоять из трех уровней. На первом уровне могут прогнозироваться объемы неожиданно выброшенного вещества или количество нежелательно высвободившейся энергии – каждый со своей вероятностью или частотой. Основными учитываемыми здесь параметрами следует считать: накопленные запасы энергии и вещества, в том числе кинетическую и потенциальную энергию тела человека; возможность ограничения утечки вещества или снижения потенциала энергии предусмотренными для этого приборами безопасности; гидравлическое и электрическое сопротивление каналов утечки и наполняемой потоками среды.
Второй уровень дерева исходов должен учитывать особенности неконтролируемого распространения и трансформации высвободившихся потоков энергии и вещества. При этом нужно рассматривать как возможное их преобразование в новой среде (например, мгновенный взрыв, интенсивный пожар или постепенное испарение пролитого сжиженного газа), так и появление новых источников опасности, сопутствующих такой трансформации – токсичных веществ, теплового импульса, избыточного давления и других поражающих факторов. Естественно, что основными учитываемыми характеристиками рассматриваемых здесь процессов следует считать свойства высвободившихся потоков энергии и вещества (их взрывоопасность, токсичность, стабильность), а также параметры среды, в которой они распространялись и поглощались различными объектами (плотность, метеоусловия, рельеф местности) и т.д.
Наконец, на третьем уровне следует прогнозировать ту разрушительную работу высвободившихся потоков и сопутствующих им факторов, которую они могут совершить с объектами, оказавшимися в зоне их воздействия. Особое внимание здесь необходимо уделять причинению не только непосредственного ущерба людям, их имуществу и природной среде, но и косвенного ущерба, обусловленного нарушением производственных и естественно-природных связей между ними. Размеры совокупного ущерба определяются с учетом уровней поражающих факторов в соответствующих зонах, плотности и стойкости подвергнутых их вредному воздействию ресурсов, поглощенных ими доз энергии и вещества, своевременности проведения аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ.
Адекватность модели. Построение дерева событий – исходов происшествия должно завершаться последовательной проверкой полноты рассмотренных вариантов истечения, распространения, трансформации и поглощения высвободившихся потоков. При этом следует руководствоваться правилами определения и деления понятий на классы, рекомендуемыми формальной логикой и теорией вероятностей для независимых и зависимых событий. Соблюдение этих правил обеспечит адекватность
полученной семантической модели реальным условиям причинения ущерба, а стало быть – и ее пригодность для последующего анализа исследуемого процесса.