профессор Буров В.Н.

профессор Малинников В.А.

П р а к т и ч е с к о е з а н я т и е Методика определения риска Методические указания

Цель работы:

1. Ознакомиться с основами теории риска и методикой определения риска факторов негативного воздействия природного и техногенного происхождения.

2. Получить практику в определении ( расчетах ) риска индивидуального, социального, экономического и экологического.

Учебные вопросы:

1. Рассчитать риск для различных факторов негативного воздействия.

2. Произвести картографирование экологического риска.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить основы теории риска и методику его расчета, законспектировать основные положения.

2. Произвести расчеты экологического риска и графически отобразить его показатели на карте.

1. Введение

Потери от техногенных аварий и катастроф (взрывы, пожары, разрушения, выбросы радиоактивных и отравляющих веществ, крушения и др.) с каждым годом возрастают. Период возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного и природного происхождения составляет в среднем: 10-15 лет для аварий и катастроф с ущербом более 1 млрд. руб.; 8-12 месяцев - с ущербом до 1 млрд. руб.; 15-45 дней с ущербом до 200 млн. руб. (в ценах 1991г.).

Характер проявления данной тенденции и ее устойчивость определяется методологией подхода к решению технических задач безопасности человека, которая сложилась в период бурного роста, прогресса, когда доминирующими целями были: повышение эффективности технологий, роста энерговооруженности, увеличение мощностей, снижение себестоимости, применение новых материалов и др., без учета риска возникновения аварий, катастроф и последствий стихийных бедствий. По мере развития прогресса все более возникала необходимость оценки, учета и возможного снижения факторов опасности или (и) негативного воздействия на человека и его среду обитания. В решение этой проблемы внесли значительный вклад такие ученые как: А.Н. Колмогоров (Теория вероятности и математическая статистика), А. Вальд (Математическая статистика ), В.Маршалл ( Промышленная безопасность).

2. Методология риска

Опасность – одно из центральных понятий дисциплины безопасность жизнедеятельности. Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или биологически активные компоненты, а также характеристики (параметры) несоответствующие условиям жизнедеятельности человека, можно сказать, что опасность – это риск неблагоприятного воздействия.

Практика свидетельствует, что абсолютная безопасность не достижима. Стремление к абсолютной безопасности часто вступает в антагонистические противоречия с законами техносферы.

Каждая отрасль практической деятельности человека (промышленность, наука, культура, военное дело и др.) “думает и говорит” о безопасности по-своему, что особенно наглядно проявляется в применении различных показателей опасности, содержания и понятий терминов, применения математических моделей. В настоящее время в проблеме безопасности все большее распространение получает концепция “риска”, которая имеет высокий универсализм. Однако, эта концепция еще не достигла того уровня, когда ее можно принимать как законченную теорию, применимую для решения прикладных задач.

Слово риск (risk), скорее всего пришло в русский язык из испанского, в котором risco означает скалу, и не просто скалу, а скалу отвесную. Поэтому, видимо, мореплаватели стали вообще обозначать этим словом любую опасность, которая может возникнуть в результате входа в зону ее реализации (воздействия). Первыми практическими потребителями понятия риска были страховые компании, в том числе и морские. Первые заказы ученым на разработку оценки риска были от тех же страховых компаний.

В течение значительного времени понятие термина “риск” значительно изменилось и к настоящему времени оно чаще всего понимается как вероятность (возможность) возникновения неблагоприятных последствий для здоровья и жизни человека. Понятие этого и других терминов, применяемых в концепции риска, представлены в таблице 1.

Исходя из установившихся понятий риска принимается, что количественное изменение уровня различного вида опасности техногенного или природного происхождения может оцениваться риском, в понятие которого входит величина ущерба в виде смертельных случаев среди людей, или потери ими здоровья или утраты материальных средств.

Различают опасности реальные и потенциальные. В качестве аксиомы принимается, что любая деятельность человека потенциально опасна.

Сейчас перед специалистами ставится задача не исключение до нуля опасности, что в принципе невозможно, а достижение заранее заданной величины риска реализации опасности, сопоставляя при этом затраты и получаемую от снижения риска выгоду.

В теории статистических решений риск рассматривается как математическое ожидание функции потерь, т.е.

R (Q, d)=M_Q (L\Q, d(x)).

где R (Q, d) – функция риска;

Q – параметры оценки;

d=d(x)-функция статистического решения;

x=(x₁,x₂,...,x_n) – результаты наблюдения;

M_Q – математическое ожидание;

(L\Q, d(x)) – функция потерь;

x – истинное распределение измеряемых величин, которое практически может быть представлено вероятностью случайных событий (параметров), т.е. x=P_Q.

P_Q - вероятность определенного семейства факторов зависящих от параметра Q.

Данная формула является универсальной для решения многовариантных задач статистического оценивания (точечного и интервального), последовательного статистического анализа, планирования экспериментов, прогнозирования и др. Однако для условий небольших количеств показателей статистических решений данная зависимость может быть упрощена и представлена в виде:

R(Q,d)=M_Q(X)=

где: M_Q - математическое ожидание вероятностей случайных величин x, принимающих последовательность значений x₁,x₂,...,x_n с вероятностями равными соответственно P₁,P₂,...,P_n.

Если случайная величина x имеет непрерывное распределение, имеющая плотность вероятности P(x), тогда M_Q(x) можно представить:

M_Q(X)=

Здесь функция P(x) ≥ 0, что выполняет условие т. е. M(x)=x P(x) dx.

Предлагаемое математическое описание определения риска через математическое ожидание потерь (ущерба) позволяет оценить опасность техногенного и природного происхождения в широком диапазоне факторов воздействия. Факторы воздействия могут характеризоваться: временем, масштабом, величиной воздействия, происхождением.

По фактору происхождения риск принято разделять на три класса:

Первый класс риска – это риск природного происхождения или природный риск. Причинами природного риска могут быть геологические, гидрологические, метеорологические, космические и комплексные явления, которые в свою очередь могут быть вызваны землетрясением, оползнем, селем, лавиной, цунами, наводнением, ураганом, градом, ливнем, падением метеоритов.

Второй класс риска – риск техногенный, который возникает в результате технических отказов, аварий, пожаров, взрывов, выбросов и загрязнений токсичными и радиоактивными веществами и другими опасными воздействиями в различных отраслях народного хозяйства (горнодобывающий, металлургической, машиностроительной, автомобильной, дорожнотранспортной, авиационной, морской и др.). Кроме того, техногенный риск может возникать в результате техноприродных факторов, таких как переработка берегов водохранилищ, подтопление территорий, наведение сейсмичности, техногенные оползни, опустынивание, обезлесенье, деградация почвы и т.д.

Третий класс риска – социальный риск, который обусловлен влиянием на социальную среду техногенных и природных факторов и явлений.

Социальный риск характеризует масштаб возможного последствия воздействия негативного события на население и определяется как отношение числа пострадавших людей (частоты возникновения событий) к общему числу людей подвергаемых этому воздействию. Социальный риск может проявляться через стачки, забастовки, военные и этнические конфликты, диверсии, миграции населения из зон конфликтов опасных техногенных и природных явлений.

Кроме того риск может характеризоваться:

• масштабом (локальный, региональный, национальный или федеральный, глобальный);

• формой проявления (прямой, косвенный, глобальный);

• характером воздействия (одномоментный, перманентный и постоянный);

• формой оценки (индивидуальный, экономический, социальный, экологический);

• формой учета (частный от одного фактора, суммарный от нескольких факторов);

• формой ущерба (предотвращенный, частично предотвращенный, непредотвращенный);

• формой выражения (событийный, стоимостный, комбинированный);

• уровнем индивидуального риска, чел\год (малый – менее 2.7∙10^-7 или менее 40 чел. в РФ, средний – 3.3∙10^-7 – 1∙10^-6 или 50 – 149 чел. в РФ, большой – 1∙10^-6 – 1∙10^-5 или150 – 1499 чел. в РФ, очень большой – 1∙10^-5 – 1∙10^-4 или 1500 – 14999чел. в РФ, исключительно большой – более 1∙10^-4 или более 15000чел. в РФ);

• уровнем экономического риска, руб\га. год или млрд. руб в ценах 1990 г. (малый – менее 8.5 или менее 14,4 в РФ, небольшой – 8.5-8.8 или 14.5 – 15.0 в РФ, средней – 8.8 – 12.0 или 15-20 в РФ, большой – 12-300 или 20-500 в РФ, очень большой – 300-3000 или 500-5000 в РФ, исключительно большой – более 3000 или более 5000 в РФ);

Локальный риск оценивает события в пределах отдельных зданий, сооружений, производств и на небольших площадях. Он является следствием одной или двух опасностей, потенциальная зона развития которых картируется, как правило, в масштабе 1:10000 и меньше.

Региональный риск оценивает несколько опасностей, сосредоточенных в пределах сельского, горнодобывающего и промышленного района, города или области (края). Он картируется в пределах от 1:2500000 до1:5000000.

Национальный риск может оцениваться для небольших государств в масштабе регионального риска.

Глобальный риск смыкается с риском для России и отражается на карте масштаба 1:10000000 и меньше. Наиболее приемлемым масштабом для анализа риска в пределах России является масштаб 1:2500000 – 1:5000000.

Индивидуальный риск показывает возможность поражения конкретного или типичного индивида в определенной точке пространства, при определенном воздействии. Он определяется как произведение частоты данного события со смертельным исходом или другим ущербом на показатель присутствия (занятости), т.е. времени нахождения индивида в зоне воздействия в долях к единице измерения.

Ежегодные среднемноголетние потери России от ОПТП (опасные природные и техногенные процессы) в последние20 – 30 лет составляли не менее 60 – 130 человек и15.5 – 19.0 млрд. руб. в год (в ценах 1991 г.).

Население России 150 млн. чел., ее площадь 1707.5 млн. га, тогда индивидуальный риск составит: R_инд=3.3∙10^-7 – 1∙10^-6 чел.\год. Это значит, что в любой точке России от любой ОПТП гибель в течение года может быть 1 чел. из группы в 1-2 млн. чел. Для сравнения, индивидуальный риск ДТП за 1992 год, составил: R_инд=2.4∙10^-5 чел\год.

В масштабе всех стран мира этот показатель характеризуется: R_инд=3.4∙10^-5 чел. год. В Великобритании предельно – допустимый риск установлен:R_инд≤10^-6 чел\год, там же для небольших предприятий R_инд≤10^-5чел\год. В России по ГОСТам 12.1.010-76 и 12.1.004-85 по взрыво - и пожаро-безопасности R=10^-6 чел/год. Допустимый индивидуальный риск от ОПТП в любой точке России R_инд=3.3∙10^-7 – 1∙10^-6 чел.\Год, при условии, что фактор занятости = 1. Федеральный экономический риск от ОПТП R_эк = 8.8 -12.0 руб\га год (1990).

Таблица 1.