Глава 12

Моделирование и системный анализ процесса

Обоснования требований к уровню

Безопасности

Обеспечение безопасности в техносфере, как было отмечено выше, требует разработки научнообоснованных рекомендаций по совершенствованию управления данным процессом на осно­ве программно-целевых принципов обеспечения качества слож­ных систем. В данной главе обосновываются подходы к нормиро­ванию уровня безопасности проведения конкретных процессов, что будет способствовать конкретизации целеполагания соответ­ствующих программ и системы оперативного управления их вы­полнением. Поэтому цель изучения данного материала связана с уяснением известных ныне способов нормирования техносфер-ной безопасности, их особенностей и областей предпочтитель­ного применения.

12.1. Принципы нормирования показателей безопасности

Подтверждая актуальность рассматриваемой здесь проблемы, летим, что отсутствие общепринятых количественных показа-ней и способов их нормирования, контроля и поддержания яв-гется одним из основных факторов, затрудняющих разработку эграмм обеспечения безопасности в техносфере. По этой же при-ше при проектировании и изготовлении технологического обо-удования недостаточно оценивается его опасность, что понижа-¹ качество заблаговременной подготовки персонала и эффектив­ность последующей контрольно-профилактической работы по редупреждению аварийности и травматизма на производстве и ранспорте.

Положение отчасти облегчается тем, что ранее (см. разд. 3.8) ке были введены вероятностные показатели и предложен ряд тособов их предварительной оценки. В сравнении с используе­мыми ныне коэффициентами частоты К_ч и тяжести ЛГ_Т происше-зий они обладают, например, такими достоинствами, как лег­кость сопряжения с другими производственными показателями, . также возможность контроля их значений на всех стадиях жиз-1енного цикла соответствующих объектов. Включение этих пока-ателей в программы обеспечения безопасности технологических 1роцессов позволит также применить известные методы оптими-гии при установлении, обеспечении и контроле их требуемых гачений.

Однако нельзя недооценивать и сложности, сопутствующие ■юрмированию безопасности, не говоря уже о внедрении в прак-*ку рассматриваемой здесь задачи программно-целевого подхо-i к управлению ее обеспечением в техносфере. Если первые сво-ся к теоретическим (гносеологическим) соображениям: «Ка-ая безопасность безопасна достаточно?», то вторые уже каса-этся необходимости количественного задания коридора выход-ых характеристик конкретной человекомашинной системы (см. &ис. 11.1).

Иначе говоря, речь здесь должна идти о поисках и решениях, 1аправленных на уточнение уровня угроз со стороны объективно дествующих в техносфере опасностей, или (что одно и то же) гпени приемлемости постоянно сопровождающего людей тех­ногенного риска. Заметим, что потребность ответа на подобные эпросы уже заложена в сделанном выше (см. разд. 3.4) определе-ога термина «безопасность» — включением в него слов «высокая ероятность исключения происшествий». Говоря о трудности нормирования безопасности, хотелось бы звеять иногда возникающее впечатление о некоторой надуман-жости и искусственности данной задачи, а также отметить ряд кихологических моментов. В самом деле, ведь безопасность, каза-

336

337

лось бы, является коллективным добром, так как от ее повыше­ния выигрывают все — и люди, и природа. Следовательно, вполне правомерно такое сомнение: «Зачем нормировать или говорить о приемлемости какого-то риска, когда ответ вроде бы очевиден: чем ниже, тем лучше»?

Спорить с такими утверждениями и трудно, и необходимо. Последнее связано с тем вредом, который вызван провозглаше­нием благих по форме, но беспредметных или недостижимых по содержанию намерений. Их кажущаяся привлекательность часто используется как уловка и оправдание бездеятельности при одно­временном декларировании — обратного. Недостижимость же по­добных деклараций предопределена, как было замечено в разд. 3.3, противоправностью (по отношению к законам энтропии) самого понятия «безопасность» и ограниченностью ресурсов общества на обеспечение ее предельно высокого уровня.

Что касается психологических аспектов, затрудняющих реше­ние этой (первой из рассматриваемых в программно-целевом ме­тоде) задачи, то обратим внимание на субъективность и измен­чивость общественного мнения. Первый его аспект проявляется прежде всего в том, что к заданию ненулевых значений, напри­мер вероятности появления техногенных происшествий, люди будут относиться как к заведомой санкции на определенное ко­личество катастроф, аварий и несчастных случаев на производ­стве и транспорте, что трудно воспринимается обществом.

Изменчивость же психологического восприятия риска обуслов­лена в том числе и многогранностью этого понятия, указываю­щего как на возможность (частоту) причинения ущерба, так и на его размеры. Это может приводить к неоднозначному отношению людей к одной и той же величине техногенного риска, если он проявляется каждодневно, но с малым ущербом (как, например, в дорожно-транспортных происшествиях) и единовременно — допустим, в авиационной или морской катастрофе. Особенно на­глядно это проявилось в ядерной энергетике, считавшейся до 1986 г. чуть ли не абсолютно безопасной и переживающей после известной трагедии глубокий, в смысле общественного отноше­ния, кризис.

Нельзя не отметить и другие сложности, возникающие при определении принципов и способов нормирования безопасности, которые касаются уже того, кто, для кого и когда должен уста­навливать степень приемлемости или неприемлемости безопасно­сти в техносфере. Лучше всего и демократичнее, казалось бы, до­верить определение таких норм обществу и самим работникам, поскольку это связано с изъятием у них соответствующих ресур­сов, а стало быть, с ущемлением их прав и других возможностей. Однако и здесь мы наблюдаем несовпадение представлений о при­емлемости техногенного риска, например, непосредственно ра-

338

)щих на предприятиях промышленности либо транспорта и 5шества в целом.

С точки зрения их персонала, уровень безопасности должен предельно высоким, так как в противном случае работники одвергаются риску гибели или других несчастных случаев. По-эное отношение наблюдается со стороны общества в целом, i связано с недопустимостью происшествий, сопровождающихся дербом для людей и окружающей природной среды. Сложнее стоит дело с производственными предприятиями, которые, с стороны, несут расходы на обеспечение безопасности и з;ены вследствие этого включать их в себестоимость продук­те, а с другой — обязаны компенсировать ущерб от возможных эисшествий.

В этих условиях объяснимы и оправданы попытки установить ie требования к уровню безопасности производственных и тех­нологических процессов, который устраивал бы всех. Приемле­мость таких требований необходимо понимать как вынужденные р конкретных этапах развития общества соотношения между воз-ложностью возникновения происшествий в техносфере и реаль-i доступными в это время технико-экономическими возможно-1ми их предупреждения и снижения тяжести последствий. Есте-Цтвенно, что определение этих соотношений должно проводиться учетом ряда особенностей.

Подобные факторы должны учитывать условия, в которых мо-сет ставиться и решаться столь ответственная задача. Нормирова-*е уровня безопасности конкретных процессов, т.е. принятие гшения о приемлемости риска, должно рассматриваться как Вынужденная мера и одно из заключительных звеньев в реализа-ш, говоря языком теории игр, смешанной стратегии, состоя­щей из следующих (в порядке важности) частных стратегий:

а) уменьшение опасности для общества со стороны созданных объектов;

б) сокращение людских и материальных ресурсов, подвергаю­ тся вредному воздействию;

в) снижение возможности появления техногенных происше- вий;

г) уменьшение тяжести их последствий в случае возникновения. По крайней мере, нормирование требуемой безопасности в

ехносфере лучше еще одной альтернативной стратегии — ничего Не делать. Последнее допустимо лишь в тех ситуациях, когда необ-одимость проведения технологических процессов может быть оп-авдана национальными интересами, а ущерб отказа от них соиз­мерим с возможными при этом опасными последствиями. Есте-венно, что такое отношение возможно при наличии надежных анных о предпосылках к происшествиям с некатастрофическим дербом обществу.

339

Можно было бы назвать и другие сложности нормирования техногенного риска, обусловленные большой ответственностью и трудностью количественной оценки его величины, отсутствием в ряде случаев необходимых данных. Однако и изложенные выше аргументы убедительно подтверждают исключительную ответствен­ность и деликатность обоснования требований к уровню безопас­ности конкретных технологических процессов. В самом деле, ведь все перечисленные и другие особенности рассматриваемой зада­чи обусловлены набором самых разнообразных факторов — эти­ческих, юридических, экономических...

В целом же можно утверждать, что приемлемый уровень безо­пасности в техносфере определяется теми издержками, которые готово нести соответствующее общество за обладание ею. Други­ми словами, оптимальность упомянутых выше соотношений за­висит от зыбкого равенства между затратами на обеспечение без­опасности и ценой ущерба от предполагаемых техногенных про­исшествий. Не в этом ли еще один из ответов на вопрос о причи­нах рассматриваемой проблемы, поставленный в первой части дан­ного учебного пособия (см. разд. 3.2)?

Приведенные соображения свидетельствуют, что при обоснова­нии требований к уровню безопасности следует всесторонне учи­тывать как принятую выше энергоэнтропийную концепцию ава­рийности и травматизма, так и накопленный к настоящему време­ни опыт. Отсюда вытекает необходимость признать объективно су­ществующие в техносфере опасности и научиться их нормировать, с одной стороны, а с другой — оценить на предмет пригодности для этой цели следующие три известных ныне способа:

а) установление приемлемых показателей аварийности и трав­ матизма на производстве и транспорте путем приравнивания их величины к частоте возникновения стихийных бедствий или бы­ товых несчастных случаев;

б) выбор величины показателей безопасности в соответствии с теми их значениями, которые достигнуты в наиболее благопо­ лучных отраслях техносферы;

в) обоснование оптимальных по выбранным критериям коли­ чественных показателей безопасности.

Охарактеризуем возможности применения каждого из указан­ных подходов.

Нормирование уровня безопасности производственного или технологического процесса первым способом предполагает необ­ходимость в использовании статистических данных о частоте воз­никновения несчастных случаев с людьми как на производстве, так и вне него. К настоящему времени накоплены данные, часть которых приведена в табл. 12.1.

Допустимые значения частоты или вероятности возникнове­ния происшествий при проведении конкретных процессов могут

340

Частота

Таблица 12.1 Частота гибели людей при несчастных случаях, 1/чел. в год

Фактор и вид несчастного случая

0,00008 0,0000001 0,00024 0,000106 0,00004 0,000033

0,006 0,0000006

0,005 0,000006

в иационные катастрофы и другие происшествия

Авария с ядерным реактором

^орожно-автотранспортные происшествия ЁПадение или удар падающим предметом ■Опасные факторы пожара и взрыва |рпасности работы и отдыха на воде

Болезни человека в возрасте до 20 лет

яхийные бедствия (молния, ураган, наводнение) КГравмирование при занятиях акробатикой Шоражающее действие электротока

Останавливаться пропорционально значениям табл. 12.1 с учетом специфичности. Так, национальными нормами радиационной резопасности предписано, что риск мгновенной смерти или по­явления ракового заболевания жителя США, проживающего на Удалении от 1 до 50 миль от АЭС, не должен превышать одной ысячной доли от суммы всех прочих рисков. В ядерной энергетике >ранции допустимая вероятность появления происшествия с не-Цфиемлемыми последствиями не может превышать одной милли­онной для всех ее ядерных реакторов (что соизмеримо с частотой Естественных стихийных бедствий, см. табл. 12.1), тогда как воз-псновение расчетной аварии за год эксплуатации одного реак-эра должно быть менее вероятно в десять раз.

При использовании второго подхода к обоснованию требова­ний по безопасности уже учитывается накопленный опыт веду-дих отраслей промышленности, а достигнутые в них результаты логут служить нормой для остальных. Например, нормами МА­ГАТЭ учтены реальные возможности современной ядерной энер-гики, что проявилось, например, в назначении таких макси­мально возможных значений вероятности тяжелой аварии на тех ке АЭС: 10"⁴ за год работы одного ныне существующего реактора 10~⁵ — для уже строящегося или еще проектируемого. Известна также попытка применения данного подхода в Вели­кобритании, когда в качестве эталонной частоты смертельных |tec4acTHbix случаев была предложена так называемая социально приемлемая цена риска, оцениваемая для корпорации «Импери-кемикал индастриз» гибелью двух работников за 10 млн чело-|екочасов выполнения производственных процессов или величи­ной ущерба в 200 тыс. фунтов стерлингов. Это предложение встре-

341

тило сопротивление остальных отраслей промышленности, кото­рые сочли невозможным (по экономическим соображениям) за­конодательное введение столь высоких требований к безопасно­сти. Кроме того, представителями науки и общественности было высказано сомнение в целесообразности нормирования именно величины ущерба вследствие сложности и неэтичности такого подхода.

В целом же знакомство с данными двумя подходами свидетель­ствует о сугубо эмпирической сущности такого нормирования и вытекающих из этого недостатков, ограничивающих сферу их при­ложения. Использование для нормирования безопасности в тех­носфере одного лишь опыта и общественного мнения, которые могут формироваться и интерпретироваться по-разному, в зави­симости от существующей или навязываемой людям точек зре­ния, не гарантирует успеха. Вот почему вследствие сиюминутной конъюнктуры и психологического давления данные методы теря­ют былую привлекательность и постепенно вытесняются в насто­ящее время более основательными подходами.

Рассмотрим более детально соображения о принципиальной возможности и необходимости реализации на практике третьего из перечисленных способов — обоснования оптимальных значе­ний количественных показателей безопасности. При этом в каче­стве критерия оптимизации будут выбраны суммарные эконо­мические издержки, связанные как с предупреждением возмож­ных происшествий, так и с ликвидацией последствий их появле­ния. С этой целью воспользуемся приведенными на рис. 12.1 гра­фиками изменения затрат Sна обеспечение безопасности некото­рого объекта и размеров ущерба Гот возможных на нем происше­ствий в зависимости от вариации параметра /, пропорционально­го вероятности их невозникновения. Прокомментируем последо­вательно каждый из этих графиков.

Отмеченное на горизонтальной оси значение показателя Ц при­ходится к началу эксплуатации конкретного объекта, а величина издержек S(I{) соответствует затратам на обеспечение его без­опасности к этому моменту

Щг)

^{Y> R}' ^s^(при этом для простоты приня-

к I

то, что S(I_X) = 0). В то же время величина выбранного показате­ ля /₂ рассматривается ниже как приемлемый для общества в це­ лом уровень безопасности фун­ кционирования этого объекта, характеризуемый достаточно высокими затратами £(/2) и Рис. 12.1. Графики зависимостей предельно низким ущербом Y(I), S(I) и R(I) Y(I₂). В общем случае уместно

342

едположить о нелинейном и монотонном изменении каждой из

,нкций ад и ГЦ).

Кривой R(I) на этом же графике показано изменение величи-

[ суммарных социально-экономических издержек производствен­но объекта, обусловленных затратами на предупреждение про-Ьшествий и компенсацию их нежелательных последствий:

ад = ад + Щ). (12.1)

Как видно из рис. 12.1, зависимости R(I), Г(/), S(I) имеют устные производные, которые удовлетворяют таким неравен-ам:

Г(/)<0; Г'(/)>0; S"(I)>0; S'(I)>0. (12.2)

Поэтому можно утверждать, что существует значение показа-пя безопасности /*, обеспечивающее соблюдение следующих словий:

/,<Г</₂; *'(/)!/ = /.= £'(/)|/= г +У(Л|/.г- (12.3)

в Поскольку величина второй производной функции суммарных Издержек R(I) принимает положительные значения на всем диа-зоне изменения /, то существует такое значение этого парамет-а /*, которое обеспечивает минимум суммарных затрат R(I*) и, ледовательно, является для рассматриваемого производственно-i объекта оптимальным.

Е ще одна группа графиков приведена на рис. 12.2, с целью ^люстрации возможности нахождения такого уровня безопас-эсти конкретной деятельности в техносфере, который мог бы ыть приемлем не только с точки зрения производственных пред­приятий, но и общества в целом. Очевидно, что этот уровень колжен характеризоваться значением показателя частоты техно-енных происшествий, принадлежащим отрезку [/*, /₂]. Для отыс-ания его величины как раз и может быть использован так назы-аемый коэффициент приемлемости требований общества, оп-еделяемый здесь следующим сражением: к = (/-Г)/(/₂-Г). (12.4)

Как видно из приведенного

°(0) Г

дсунка, здесь сохранена нели-кейность и монотонность изме­рения тех же самых издержек

'(к), Г(к), R(k), однако коэф­фициент к изменяется уже в ... еделах от нуля до единицы, |оответствующих значениям Рис. 12.2. Графики зависимостей У(к),

редыдущего параметра 1_Х и /₂. £(к) и R(k)

343

Следовательно, для первой и второй производных от функции F(k) справедливо, что

Г(к)<0, Г'(к)>0. (12.5)

По аналогии с выражением (12.3) можно утверждать, что су­ществует значение коэффициента приемлемости требований об­щества к*, удовлетворяющее таким условиям:

0<к<1 и Л'(к)|в=е»= 5"(к)|в-в* +Пк)|_в=е.. (12.6)

Поскольку величина второй производной от суммарных издер­жек Л"(к)>0, то можно считать, что существует и значение к*, соответствующее их минимуму и определяющее оптимальный, т. е. социально приемлемый, уровень безопасности конкретного про­изводственного или транспортного объекта.

Проанализируем полученные результаты. Найденное значение коэффициента приемлемости происшествий к*, пропорциональ­ного вероятности их непоявления за определенный период време­ни, является действительно оптимальным для каждого техноло­гического объекта или процесса, так как учитывает и интересы производственных предприятий, и интересы общества в целом. Смещение уровня их безопасности в направлении значения к = О проявится в повышении рентабельности конкретного предприя­тия, хотя и может сопровождаться ростом материального и мо­рального ущерба по причине возможных на нем техногенных про­исшествий. И наоборот, по мере приближения показателей без­опасности к другому граничному значению к = 1 будет наблюдать­ся снижение рентабельности данного производства (вследствие повышения себестоимости его продукции), хотя подобная тен­денция и может способствовать снижению там социальной на­пряженности.

Очевидно также, что повышение рентабельности отдельных производственных предприятий и обеспечение безопасности их персонала будут всегда проявляться как единство и борьба проти­воположностей. Представляется, что общество интуитивно учи­тывает это при регулировании на практике уровня безопасности отдельных производств и технологий, в том числе и оптимизируя его по критерию минимума суммарных социально-экономичес­ких издержек, обусловленных объективно существующими там опасностями.

Наиболее наглядно это может быть подтверждено на примере сопоставления заметно отличающихся между собой уровней без­опасности автодорожных и авиационных перевозок (см. табл. 12.1). И это не спроста. Ведь по экономическим соображениям значи­тельно труднее исключить, например, наезды автомобилей на пешеходов путем полной изоляции соответствующих коммуника­ций (построить всюду наземные эстакады и подземные перехо-

344

pji) даже в сравнении с оснащением всех авиапассажиров и эки-ражей авиалайнеров теми средствами спасения, которые должны [ гарантировать их спасение в случае возникновения летных про­исшествий.

Однако имеются и не совсем удачные попытки «интуитивной оптимизации», например, уровня безопасности эксплуатации ядер­ных реакторов. Трагедия Чернобыля — следствие такой крайне -неудачной «экономии» на средствах обеспечения безопасности раших АЭС в процессе их функционирования в штатных и экстре-шьных ситуациях. Это проявилось, в частности, в игнорирова­ли следующих рекомендаций МАГАТЭ, предусмотренных не ,олько для защиты ядерных реакторов от разного рода опасных внешних воздействий, но и для снижения последствий возникно­вения там «расчетных аварий»:

а) закрытие реакторов монолитными железобетонными кол­паками обтекаемой формы — для защиты от падающих летатель-лых аппаратов и ограничения (фильтрации), массовых вредных выбросов из его разгерметизированного корпуса; ...■ б) заблаговременное обустройство саркофага под реактором 1и оснащение его фундамента детонирующим удлиненным заря­дом — для вынужденного оперативного захоронения реактора в '(Случае тяжелой аварии.

' Подобное отношение часто наблюдается и в процессе обеспе­чения безопасности эксплуатации электроустановок, когда в це-!лях экономии токопроводящих материалов (меди, алюминия) и ^средств на установку устройств преобразования и аварийного от-"ключения электрического тока отказываются от применения тех­нических средств и способов защиты человека. Например, не ис­пользуют менее опасные (пониженные) напряжения электричес-I ких сетей, а также уклоняются от повсеместного применения «за-| нуления» нетоковедущих металлических частей электроустановок |и электрического разделения цепей.

Можно привести и другие примеры, подтверждающие тот факт, ;что администрация и организаторы производства, пытаясь мини­мизировать единовременные затраты на предупреждение техно­генных происшествий, заведомо подвергают себя и окружающих : риску причинения впоследствии более значительного материаль­ного и морального ущерба. Думается, что все это хорошо известно и читателю, который мог бы привести и другие подобные приме­ры неоправданной экономии средств на сохранение здоровья и жизни людей.

Завершая же рассмотрение принципов нормирования техно-|сферной безопасности, хотелось бы еще раз подчеркнуть актуаль-| ность и сложность данной задачи, необходимость поиска наибо­лее аргументированных подходов к ее решению. Один из таких i путей, развивающий последний из только что изложенных мето-

345

дов оптимизации соответствующих показателей, будет изложен в заключительном параграфе текущей главы.

Однако до того, как проиллюстрировать этот перспективный метод, целесообразно более детально ознакомиться с содержани­ем экономических издержек, обусловленных объективно существу­ющими в техносфере опасностями.