Оценка техногенного риска как вероятного ущерба от эксплуатации атомных станций

Д.И. Смолин

Сургут

Введение

В связи с тяжелыми техногенными катастрофами последней трети XX – первого десятилетия XXI в. Вопросы анализа, оценки и прогнозирования отказов, аварий и катастроф не только остаются чрезвычайно актуальными, но и могут быть отнесены к числу главных проблем выживания человечества. В этом плане необходимо дальнейшее развитие одного из важных разделов теории безопасности сложных динамических высокоопасных систем – теории техногенного риска.

Как известно, количественное значение риска определяется с помощью выражения

, (1)

где - вероятность исходного события, - последствия (ущерб) от исходного события (отказа, аварии, катастрофы).

Этот подход обычно интерпретируется двумерной кривой Ф.-Ф. Фармера (рис.1). При этом под значением самого риска понимается значение возможного ущерба при соответствующем значении вероятности .

Рис. 1. Развитие модели риска по Ф. Фармеру

Недостатками данного подхода являются: 1) неучет изменения величин во времени; 2) и в общем случае являются либо случайными величинами, либо случайными функциями времени (случайными процессами), что и наблюдается при реальной эксплуатации сложных критических систем.

Известно, что события на атомной станции (АС) (катастрофы, аварии, отказы, нарушения) сопровождаются соответствующими ущербами как в момент возникновения этих событий, так и после них ( ). Эти ущербы наносятся человеку, оперативному персоналу, населению, объектам техносферы (самим АС и другим объектам инфраструктуры), а также природной среде. В настоящее время пока отсутствуют прямые правовые и нормативные документы по количественному определению этих ущербов. Однако для предварительной оценки величин можно использовать упрощенную предварительную статистическую и экспертную информацию об ущербах. Величины ущербов определяются, в основном, двумя базовыми показателями:

1. потерями человеческих жизней или здоровья при возникновении и развитии неблагоприятных (опасных) ситуаций;

2. экономическими потерями (например, в рублях, долларах) от гибели людей, нанесения им увечий, от разрушения и повреждений объектов техносферы и окружающей природной среды. [1-4]

1. Обобщенная динамическая модель техногенного риска от эксплуатации атомных станций [1]

Рассмотрим множества , – множество возможных вероятностей исходных событий (отказов, аварий, катастроф), , - множество последствий (ущерба) от свершения -тых исходных событий, – множество моментов времени, – множество возможных рисков, .

Очевидно, что

(2)

или в скалярной форме

, (3)

где - оператор, реализующий отображение

. (4)

Или

, (5)

где - текущий момент времени, в который определяется риск; - начальный момент наблюдения за состоянием системы, ; – соответственно вероятность исходных состояний динамической системы, ущерб и риск в начальный момент времени наблюдения за состоянием системы.

Модели (1)-(4) графически можно интерпретировать, как показано на рис. 2.

H

Q

R

T

C

Р ис. 2. Графическая интерпретация соотношения множеств риска , вероятностей исходных событий , ущерба во времени эксплуатации АС

Сложный оператор может быть представлен набором более простых операторов

. (6)

Число видов оператора зависит от сложности системы, взаимодействия подсистем, блоков и элементов в системе (т.е. характера внутренних связей), влияния внешней среды, количества звеньев в иерархии управления, видов опасностей и угроз и различных других факторов.

В частности, в данной статье будем рассматривать случай, когда вероятности исходных событий и ущерб являются случайными и независимыми величинами. Тогда риск определяется классическим способом по Ф. Фармеру [4]:

(7)