Теория и методы принятия решений а также Хроника событий в Волшебных
..pdfриска приводит к тому, что постулируется некоторый уровень безопасности. Например, принимается, что дополнительный риск не должен увеличивать смертность в конкретной возраст ной 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 [12] яв ляется следующее: существует зависимость между выгодой тех нологии и ее допустимым уровнем риска. Для более выгодных технологий испытуемые устанавливали более высокий уровень допустимого риска; этот уровень был больше в том случае, ко гда первоначально проводилась оценка выгоды, а затем —до пустимого уровня риска. При обратном порядке он был мень ше. Для большого числа технологий существующий уровень риска оценивается как неприемлемо высокий. Это говорит о том, что люди недовольны тем, как рынок и различные органи зации 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 реаль но существующего. В то же время эксперименты показывают, что люди часто мало осведомлены о степени опасности различ ных технологий.
Часто стандарты на новые источники риска устанавливают ся 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 оши бок). В ряде стран помимо определения основного стандарта разрабатывают гибкую систему промежуточных стандартов, ко торые заставляют промышленность постепенно перейти к неко торому уровню нежелательного воздействия на окружающую среду. Иначе говоря, устанавливается последовательность це лей, приемлемая как для промышленности, так и для защиты окружающей среды.
261
Существенно более гибким подходом к установке стандар тов является подход, основанный на применении многокрите риальных методов принятия решений (см. лекции 4—6, 8), при котором учитываются все основные критерии. Сама задача вы бора многокритериальная: необходим учет не только экономи ческих, но и экологических, социальных, технических крите риев. Важно отметить, что эти критерии относятся к трем пе риодам времени: постройки объекта, его нормального функцио нирования и моменту возможной аварии. Кроме того, проблема выбора является не индивидуальной, а коллективной. В выбо ре фактически участвуют несколько организаций или активных групп. Так, при выборе трассы газопровода необходимо учиты вать не только интересы организации, разрабатывающей про ект, но и строящей его, и организации, осуществляющей нор мальную 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 мы приведем пример применения метода вер бального 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 по добных проектов имеется в виду, что любое повышение безо пасности достигается за счет дополнительного увеличения рас ходов. Возникает проблема определения уровня расходов, при котором технология еще остается рентабельной.
6. Человекомашинное взаимодействие
Согласно оценкам специалистов по анализу аварий и ката строф, именно ошибки человека при эксплуатации систем яв ляются причиной около 45% аварийных ситуаций на атомных
262
электростанциях, 60% авиакатастроф и 80% катастроф на мо ре. Свыше 90% аварийных ситуаций, возникших в воздушном пространстве, произошли из-за человеческих ошибок. В книге [13] 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 со става, 20—50% отказов различного оборудования вызывается ошибками обслуживающего персонала. Еще в 1967 г., согласно оценкам специалистов, на дорогах мира в автокатастрофах еже годно погибало порядка 150000 чел., а число раненых достига ло 6 млн. Значительное число этих жертв определяется ошиб ками человека, допущенными при управлении транспортным средством. Статистику фактов, подтверждающих первостепен ную значимость человеческого фактора, можно было бы про должить. Однако, несмотря на объективную реальность, прак тика свидетельствует, что люди склонны недооценивать мас штаб этих цифр, и проблема безопасности систем человек—ма шина решается главным образом наращиванием надежности технического компонента системы, в то время как научно обос нованному 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 мо мент 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 результа те, как только паром отошел от причала, он перевернулся и утонул при ясной, безветренной погоде. В аварии погибло 180 чел. [14].
263
Вопиющим примером трагической ошибки была катастро фа самолета-аэробуса в 1997 г. в России, когда командир лай нера доверил штурвал ребенку. Подобные примеры, к сожале нию, не являются исключением.
Одной из основных причин недостаточного учета человече ского фактора является неразработанность методологических, методических и научных оснований проектирования, которое в большинстве случаев пока еще осуществляют на основе здраво го смысла и интуиции проектировщика. Повышение надежно сти действий человека должно основываться в первую очередь на системном анализе его деятельности в сложных человекомашинных системах, на знании закономерностей его ошибоч ных реакций и причин, их вызывающих.
Целесообразно различать два вида ошибок:
1)ошибки, допускаемые в процессе принятия решения, т.е. являющиеся результатом осознанного, но ошибочного рассуж дения;
2)ошибки, связанные с отсутствием внимания или осоз нанного контроля в момент их совершения.
Часто оператору, работающему на технологически сложном объекте, приходится сталкиваться с трудностями, являющими ся результатом того, что проектировщик системы исходил из неправильных или неполных представлений о возможностях человека по приему и переработке информации [14]. Это может выражаться:
внеудачном выборе систем координирования информации;
водновременном предъявлении слишком больших объемов информации;
внеудобном с точки зрения сенсомоторных координаций рас положении управляющих устройств.
Один из важных выводов, к которому пришли проектиров
щики 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 усло вий работы, или на основе имеющихся количественных оценок, или посредством проведения специальных экспериментов.
264
Одной из особенностей деятельности операторов является то, что оператор, как правило, длительный период времени на ходится в режиме безаварийной работы, выполняя хорошо за ученные действия, или вообще бездействует в ожидании воз никновения экстремальной ситуации, которая может и не воз никнуть за период его профессиональной деятельности. Такие режимы работы опасны, поскольку могут вызвать у оператора утрату навыков управления системой, утрату уровня операцио нальной настороженности. Так, для предотвращения утраты навыков [13] во время посадки самолета было сочтено целесо образным использовать не автоматическое, а полуавтоматиче ское управление на посадочной прямой. В результате готов ность летчика управлять вручную при внезапном отказе авто матики постоянно поддерживалась благодаря сохранению тес ной связи с объектом управления.
Эффективным средством повышения надежности работы оператора в экстремальной ситуации является учебное проиг рывание экстремальных аварийных ситуаций на имитационных тренажерах и анализ возможных типов ошибок, возникающих при их устранении.
В настоящее время для подготовки и переподготовки опера торов широко используются тренажеры. Опытный эксперттренер вводит ситуации, близкие к аварийным, и проводит анализ быстроты и правильности действий оператора.
Обычно в промышленности при создании тренажеров раз рабатываются модели, имитирующие поведение технологиче ских объектов. Подобные тренажеры используются при подго товке 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.
265
ются 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 раз личаются. Нельзя считать, что крайне маловероятные события совсем исключены. Следовательно, вместо одного критерия оценки риска в общем случае мы имеем несколько [4] критери ев. ЛПР не должен думать, что маловероятные события нико гда не произойдут. Напротив, он должен проводить оценку то го, что будет, если такие события произойдут.
Профессор Я.Хейме 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 со вершать тренировочные полеты над городами, учитывая огром ные потери в случае крайне маловероятных аварий.
8. Распределения «с тяжелыми хвостами»
Другая математическая модель, описывающая как техноген ные аварии, так и природные катастрофы (землетрясения, навод нения и т.д.), основана на использовании другого типа статистиче ских 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 от клонений от средних значений существенно больше, чем при распределении Гаусса (кривая 2 на рис. 10.1). Средние значе ния, посчитанные по выборкам, неустойчивы и малопредстави тельны, так как не соблюдается закон больших чисел. Степен ные распределения описывают события, при которых ущерб от одной аварии может превосходить суммарный ущерб от всех
267
аварий данного типа. Следовательно, вероятность крупных ава рий, природных катастроф с большим числом жертв остается достаточно большой. Распределения с тяжелыми хвостами дос таточно хорошо описывают накопленные данные о природных катастрофах [15].
9. Аварии и их анализ
Любая авария или катастрофа в своем развитии проходит через четыре стадии, выделенные в [16]: инициирование ава рии; развитие аварии; выход аварии за пределы аварийного объекта; ликвидация последствий аварии. Каждая из этих ста дий 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 исследова ний не очень утешителен. Крупные аварии являются, как пра вило, 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 операто ром 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 из менения в объекте, трудно предугадать, необходимы специаль ные меры подготовки к возможной аварии. Они должны опре деляться разработанными сценариями чрезвычайной обстанов ки. В настоящее время проводятся исследования, связанные с коммуникациями в чрезвычайной обстановке, созданием децен трализованного управления в чрезвычайных ситуациях.
Такие мероприятия можно подготавливать на основе дан ных о прошедших авариях (мелких и средних). Для этого ну жен банк данных об авариях, где собранные сведения подвер гаются тщательному изучению. Такой банк данных создан в Западной Европе. Результаты анализа открыты для стран -
268
членов Европейского экономического сообщества. В банке дан ных накапливаются сведения об авариях на одинаковых произ водствах, что позволяет вскрывать их общие причины.
10. Управление риском
Результаты, полученные при исследованиях различных про блем анализа риска, дают в настоящее время лицам, принимаю щим решения, конструктивные средства управления риском. Ре шение о постройке нового предприятия принимается лишь после проведения анализа риска. Выбор места для предприятия опреде ляется уровнями риска и близостью к объекту населенных пунк тов. При перевозке опасных веществ маршруты рассчитывают ис ходя из минимума возможного риска.
Современным средством анализа риска служат системы поддержки принятия решений, объединяющие возможности информатики и теории принятия решений. Эти системы позво ляют руководителю вести диалог с компьютером, получая не обходимую информацию, сравнивая различные варианты реше ний, оценивая их последствия. Системы поддержки принятия решений содержат в общем случае базу данных, базу моделей, совокупность методов принятия решений, базу знаний и средст ва диалога с пользователем.
11. Практический пример: выбор месторасположения нового объекта с учетом факторов риска
В России газопровод является существенным, а нередко и определяющим элементом газотранспортного комплекса, пред назначенного для крупномасштабных поставок газа. По этой причине целесообразно остановиться на вопросах, связанных с рациональным выбором трассы газопровода. При выборе трассы магистрального газопровода на огромном пространстве необхо димо учитывать многочисленные факторы: различные природ ные и социально-экономические условия, влияние на местное население, согласование с большим кругом землепользователей и административных организаций.
При создании магистрального газопровода требуется охран ная зона шириной по 250—350 м от оси газопровода, регламен-
269