CC BY
93
УДК 614.8
Комплексная оценка уровня безопасности объектов транспортной инфраструктуры: постановка задачи и замысел решения
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2014
Р.А. Дурнев, С.В. Колеганов
Аннотация
В первой статье этой серии приведена формулировка научной задачи по разработке методики комплексной оценки уровня транспортной безопасности в субъекте Российской Федерации, обоснованы метод и замысел ее решения.
Ключевые слова: транспортный объект; надзор и контроль; транспортная безопасность; пожарная безопасность; гражданская оборона; защита от чрезвычайных ситуаций; техническое состояние; уровень транспортной безопасности; нечеткие множества.
Complex Estimation of Level of Safety of Objects of Transport Infrastructure: the Problem Statement and His Plan
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2014
R. Durnev, S. Koleganov
Abstract
In the first article of this series the formulation of a scientific task of development of a technique of a complex assessment of level of transport safety is provided in the subject of the Russian Federation, the method and a plan of its decision are proved.
Key words: transport object; supervision and control; transport safety; fire safety; civil defense; protection against emergency situations; technical condition; level of transport safety; fuzzy sets.
В целях повышения эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) на автомобильном, железнодорожном, воздушном, морском и внутреннем водном (далее — водном) транспорте в интересах органов надзора в сфере транспортной безопасности разрабатывается методика комплексной оценки уровня транспортной безопасности в субъекте РФ [1]. Оценки уровней безопасности с использованием данной методики будут являться базой для разработки долгосрочных, среднесрочных и краткосрочных целевых программ, планов, а также для принятия решений по предупреждению и ликвидации ЧС на транспорте.
В соответствии с требованиями, вышеупомянутая методика должна позволять:
1. Использовать исходные данные, получаемые в результате реализации контрольно-надзорных функций в сфере транспортной безопасности (т.е. результатов проверок, оформления предписаний и т. п.). При этом необходимо учитывать то, что одними из основных функций надзора в сфере транспортной безопасности являются:
проверка деятельности юридических и физических лиц, осуществляющих перевозочную и иную связанную с транспортным процессом деятельность;
применение мер ограничительного, предупредительного и профилактического характера, направленных на недопущение, пресечение и ликвидацию последствий нарушений обязательных требований.
В целях документального подтверждения реализации проверочных функций оформляются акты проверки юридического лица или индивидуального предпринимателя. В акте, в том числе, отмечаются:
нарушения обязательных требований или требований, установленных муниципальными правовыми актами, в области обеспечения транспортной безопасности;
факты невыполнения предписаний органов государственного контроля (надзора), органов муниципального контроля.
Фактически данный документ представляет собой перечень нарушений отдельных положений законов, постановлений, руководств, инструкций и других регламентирующих документов. Очевидно, что чем больше перечень таких нарушений, тем менее безопасен транспортный объект. Степень безопасности еще в большей степени снижается, если выявлены факты неустранения нарушений, установленных предыдущими проверками.
Другим документом, оформляемым по результатам проверки в целях принятия ограничительных и других мер, является предписание об устранении выявленных нарушений. В нем также перечисляются выявленные нарушения и приводятся меры по их устранению. Говоря о существе таких мер можно отметить, что они разделяются на следующие категории:
ограничить или запретить эксплуатацию какого-либо элемента транспортного объекта (например, подвижного состава железнодорожного транспорта);
устранить нарушение в течение установленного срока.
Первая категория таких мер предусматривает их немедленное исполнение, т.е. «мгновенное» ограничение или прекращение эксплуатации до момента устранения нарушения.
Срок реализации второй меры определяется лицом или комиссией (далее — инспектором), проводившими проверку.
И, наконец, в случае невыполнения предписаний составляются протоколы об административных правонарушениях, заявления о привлечении к административной ответственности и судом выносится постановление о назначении административного наказания (в виде штрафа). Факты наказаний свидетельствуют о систематическом невыполнении требований в области обеспечения транспортной безопасности, что, в свою очередь, позволяет сделать вывод о крайне низком уровне безопасности транспортного объекта.
То же касается и других видов надзора, которым подвергается объект (пожарный, в области гражданской обороны (далее — ГО) и защиты от ЧС).
2. Использовать результаты применения утвержденных расчетных, инструментальных и иных методик оценки технического состояния, безопасности, условий эксплуатации и т.п. транспортных объектов.
3. Применять выходные показатели настоящей методики в деятельности органов надзора и органов повседневного управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее — РСЧС). Предполагается, что при снижении уровня транспортной безопасности (далее — УТБ) субъекта РФ могут изменяться режимы функционирования РСЧС, приводиться в готовность силы и средства и т.п.
Также целесообразно использовать указанные результаты в деятельности страховых структур (в рамках т.н. «аудита безопасности»), федеральных органов исполнительной власти, отвечающих за различные виды транспорта (например, Росжелдор).
4. С малой дискретизацией, практически регулярно оценивать УТБ в субъектах РФ. Дискретизация таких оценок является значительной, т.к., например, паспорт безопасности, в котором присутствуют данные оценки, актуализируется раз в пять лет, декларация безопасности — от 2 до 5 лет (например, по судоходным гидротехническим сооружениям (далее — СГТС). Следует отметить, что указанные оценки в паспорте приводятся в «усеченном виде», в качестве оценки техногенного риска чрезвычайных ситуаций в зависимости от технического состояния транспортного объекта. В то же время, область деятельности органов надзора значительно шире и охватывает и техническое состояние и состояние юридического
лица в целом (т.е. в определенной мере учитывает, например, человеческий фактор), в том числе деятельность по охране объектов, антитеррористической защищенности и т.д.
5. Обеспечивать автоматизированное поступление сведений по результатам вышеуказанных проверок и оценок, обработку в информационной системе (на базе специального программного обеспечения) при незначительном участии оператора.
В этой связи возможно сформулировать следующую научную задачу:
на основе анализа результатов надзорной деятельности в сферах транспортной и пожарной безопасности, в области ГО и защиты от ЧС, методических подходов к оценке технического состояния, безопасности, уязвимости транспортных объектов разработать методику комплексной оценки уровня транспортной безопасности в субъекте РФ и рекомендации по использованию результатов ее использования в деятельности надзорных органов, органов повседневного управления РСЧС и других структур.
Однако анализ показывает, что решение данной научной задачи, реализация указанных требований к методике затруднена в связи со следующим:
1. В результатах проверок практически отсутствуют какие-либо количественные оценки, в актах, предписаниях и решениях суда есть только перечисление нарушенных требований и меры по их устранению. Все эти нарушения и меры имеют, в основном, лингвистическое описания, что и делает сложным применение традиционных методов количественного обоснования решений.
2. Отсутствуют данные по тяжести нарушения обязательных требований или требований, установленных муниципальными правовыми актами, в области обеспечения транспортной и других видов безопасности. Это, в свою очередь, не позволяет классифицировать, «взвешивать» данные нарушения с точки зрения влияния на УТБ.
3. Отсутствуют методические подходы не только к количественной, но и качественной оценке безопасности разных типов транспортных объектов и видов транспорта, оценке их технического состояния, риска ЧС и т.п. Исключение составляют только Методические рекомендации по контролю технического состояния и оценке безопасности судоходных гидротехнических сооружений [2], в которых, в том числе, приведены методы определения предельно-допустимых значений качественных признаков и количественных параметров, характеризующих наиболее значимые свойства СГТС. Не обсуждая корректность рискового подхода к оценке безопасности сложных технических сооружений (подробный анализ приведен в [3]), достоинства и недостатки указанных методических рекомендаций (например, некорректность с точки зрения теории измерений большинства операций, выполняемых с порядковыми (балльными) оцен-
ками), хочется отметить, что многие параметры и их градации предполагают широкий спектр экспертных оценок (степень соответствия условий эксплуатации проектным требованиям, диапазоны порядковой шкалы для оценки технического состояния, верхняя граница вероятности возникновения аварии на СГТС, экспертные оценки технического состояния элементов СГТС при отсутствии инструментального обследования и многое другое). И в этом случае не вполне понятно, как осуществляется переход от конкретных технических параметров к экспертным градациям типа «нормальный», «пониженный» и т.п. Фактически это необоснованная попытка придать искусственную определенность ситуации, которая в принципе плохо определена, т.к. все экспертные градации отражают только ограниченный опыт некоторых специалистов в сложной сфере оценки технического состояния. Но с учетом того, что эти методические рекомендации введены в действие, этот ограниченный опыт будет массово использоваться персоналом СГТС длительное время (до пересмотра и утверждения методических рекомендаций).
При этом по остальным типам транспортных объектов таких формализованных методик вообще не существует.
4. В развитие предыдущего положения следует отметить, что существует значительное количество типов объектов транспорта (например, только по железнодорожному транспорту — вокзалы, тоннели мосты, перегоны). Все эти типовые объекты обладают огромным количеством типовых характеристик, влияющих на безопасность, учесть которые в едином подходе крайне затруднительно. Решение этой задачи еще в большей степени осложняется тем, что значения этих характеристик для типовых объектов уникальны для каждого конкретного объекта и определяются его спецификой.
5. Если учитывать только вопросы транспортной безопасности в традиционном понимании (т.е. всего того, что снижает вероятность возникновения аварий и катастроф, смягчает тяжесть их последствий), то возникают некоторые парадоксы, например:
чем больше нарушений, тем менее опасен становится объект; а чем менее опасен становится объект, тем большие затраты на поддержание в готовности сил и средств ликвидации возможных ЧС.
Это объясняется тем, что выявленное нарушение является возможной причиной возникновения аварии. Но причина эта выявлена, и для ее устранения принимается система мер. И чем больше таких нарушений, тем больше причин идентифицировано, тем масштабней мероприятия по недопущению их реализации, парированию возможной опасности. Все это, безусловно, снижает техногенные опасности транспортных объектов, но на весь период реализации указанных мер силы и средства поддерживаются в повышенной готовности, происходит их наращива-
ние, плановая замена и т.п. Все это в значительной степени затрудняет правильный учет этих особенностей в системе антикризисного управления МЧС России, в том числе в НЦУКС.
Другим парадоксом является следующий: вероятность аварии на техногенном объекте (в частном случае — транспортном) слабо зависит от соответствия объектов установленным требованиям, инструментальной оценки его технического состояния, оценки риска и т.п. Примерами этого могут служить аварии на Чернобыльской АЭС, АЭС «Фукусима», теплоходе «Александр Суворов», пароходе «Адмирал Нахимов», авиакатастрофа под Ярославлем (2011 г.), авария на Саяно-Шушенской ГЭС и т.п. Опыт экономически развитых стран также свидетельствует и о слабой зависимости количества аварий и катастроф от сроков эксплуатации транспортных объектов (в объекты со значительными сроками эксплуатации осуществляется вложение больших финансовых средств до тех пор, пока издержки не превысят доход от эксплуатации).
С учетом вышесказанного можно сделать вывод о том, что названная задача является слабо формализованной, обладает значительной неопределенностью в содержании исходных данных и процедуре их обработки, для ее решения отсутствует необходимый научно-технический и инструментальный задел.
В этой связи целесообразно использование теории нечетких множеств [4, 5], являющейся обобщением классической теории множеств, в том числе на случай различного рода физических, лингвистических и других неопределенностей (рис. 1).
Дополнительными аргументами в поддержку предложенного аппарата являются следующие положения [6]:
человек (в том числе менеджер, эксперт) мыслит не числами, а понятиями, мир человека — нечеткий;
при построении формальных моделей чаще всего пользуются детерминированными и стохастическими методами и тем самым вносят определенность (в т.ч. усредненную определенность для массовых однородных случайных явлений) в те ситуации, где ее в действительности не существует;
чем сложнее система, тем меньше возможность дать точные и в то же время имеющие практическое значение суждения о ее поведении;
очень часто значительная часть информации, необходимой для формального, в том числе математического, описания сложных систем, существует в форме представлений или пожеланий экспертов.
В работе [7] приводится следую-
щая условная классификация нечетких задач принятия решений:
ограничения на ресурсы решения задач не позволяют получить в принципе существующую четкую информацию и вынуждают исследователей воспользоваться знаниями экспертов, которые выражаются в нечеткой словесной форме (четкая задача погружается в нечеткую среду);
имеющаяся числовая информация не позволяет найти решение формальными методами при существующих ограничениях на ресурсы, но позволяет его найти с использованием нечетких правил, формулируемых экспертами;
на раннем этапе создания сложных систем имеется ряд альтернативных вариантов, но неизвестно точно, какими именно свойствами будут обладать системы разных вариантов. Ресурсы на проработку всех вариантов отсутствуют, а опыт создателей систем выражается качественно, в виде словесного описания. Ставится задача исключения ряда вариантов на основе векторного показателя качества с нечеткими оценками значений его компонентов (задача в исходном виде погружена в нечеткую среду).
С учетом изложенного ранее очевидно, что решаемая задача в определенной степени имеет отношение ко всем перечисленным классам нечетких задач принятия решений, входящим в теорию нечетких множеств.
В общем виде нечетким множеством А, определенным на области Х, является множество пар [5]:
а=((и*а(х)> х)}> У Х,
(1)
где для каждого элемента х£Xстепень ц а его принадлежности множеству А задается с помощью функции принадлежности ^а(х), равной
Рис. 1. Классификация неопределенных факторов
ра(х) е [0,1] или
(2)
При этом ^ а , соответствующие какому-то числу от 0 до 1, характеризует степень, с которой элемент х принадлежит множеству А.
Теоретические и прикладные аспекты применения теории нечетких множеств изложены в многочисленных работах [5—9] и поэтому подробно рассматриваться не будут, за исключением самых общих основ и специфики аппарата применительно к решаемой задаче.
Говоря о существе решаемой задачи можно отметить, что переход от информации в актах, предписаниях, постановлениях до уровня транспортной безопасности в субъекте РФ некорректно и практически невозможно осуществлять напрямую, без промежуточных этапов. Такие зависимости отсутствуют и маловероятно, что они могут быть получены в ближайшее время даже при наличии обширной статистики. Очевидно, что оценка УТБ в субъекте РФ в зависимости от состояния конкретного транспортного объекта вызовет затруднения и у эксперта (известно, что достоверность экспертных оценок резко снижается при укрупнении оцениваемых процессов, объектов [10,11]). Конечно, эксперта можно принудить дать ответ на данный вопрос, но практическая ценность такого ответа будет близка к нулю.
В этой связи целесообразно определить промежуточные этапы рассматриваемой оценки.
На первом этапе необходимо осуществить переход от сведений, содержащихся в документах по проверке и надзору в различных областях — транспортной, пожарной и т.п. или от результатов оценки технического состояния, безопасности, риска, к степени соответствия объекта установленным требованиям. Результатом данной процедуры будет число от 0 до 1, характеризующее указанную степень для конкретного объекта. Т.е. в этом случае осуществляется процедура «оцифрования» сведений, содержащихся в документах.
После определения степеней соответствия нескольких объектов определенного типа (например, ж/д тоннелей), на втором этапе необходимо оценить
количество объектов данного типа в субъекте РФ, соответствующих установленным требованиям. Такие данные нужно получать для всех типов транспортных объектов, показанных в табл 1.
После определения количества объектов, соответствующих установленным требованиям, необходимо оценить, насколько тот или иной тип объекта влияет на безопасность вида транспорта (например, ж/д тоннели — на железнодорожный транспорт). При этом безопасность вида транспорта с учетом вышеприведенных парадоксов необходимо оценивать не с точки зрения рискового подхода (чем меньше железнодорожных тоннелей, соответствующих требованиям, тем больше риск возникновения аварии на железнодорожном транспорте, тяжелей последствия такой аварии), а с точки зрения нарушения нормальной жизнедеятельности субъекта РФ по вине железнодорожного транспорта, иначе — риск нарушения нормального функционирования железнодорожного транспорта. Действительно, если найдены серьезные нарушения на конкретном ж/д тоннеле и исключена или ограничена его эксплуатация, то вероятность аварии на нем снижается. Но, в то же время, и конкретное транспортное предприятие и ряд отраслей экономики в субъекте, да и население в целом несут какие-то потери (например, транспортное предприятие — недополученные выгоды, отрасли экономики — экономический ущерб, население — увеличение затрат на покупку предметов первой необходимости, доставляемых железнодорожным транспортом).
Переход от количества транспортных объектов, соответствующих установленным требованиям, к риску нарушения нормального функционирования вида транспорта и будет составлять существо третьего этапа. При этом следует отметить, что данный риск должен зависеть не просто от количества различных типов объектов, соответствующих установленным требованиям, но и от сочетания данных количеств (например, по ж/д тоннелям, мостам, перегонам и вокзалам).
При наличии данных о риске нарушения нормального функционирования железнодорожного, ав-
Типы транспортных объектов и виды транспорта
Таблица 1
Вид транспорта
железнодорожный автомобильный речной/морской (далее — водный) авиационный
Тип объекта
ж/д тоннели автовокзалы СГТС аэропорты (аэродромы)
ж/д мосты автомобильные тоннели водные порты центры организации воздушного движения
ж/д перегоны автомобильные мосты водные вокзалы
ж/д вокзалы (станции)
организации, осуществляющие перевозку опасных грузов
организации, эксплуатирующие инфраструктуру общего пользования
томобильного, авиационного и водного транспорта в субъекте РФ на четвертом этапе возможно оценить УТБ.
И, наконец, для того, чтобы применять выходные показатели методики в деятельности органов повседневного управления РСЧС, надзорных органов и других структур должна предусматриваться система рекомендаций, использующаяся на различных уровнях (этапах) применения методики, для различных потребителей информации.
Таким образом, переход от информации в актах, предписаниях, постановлениях до УТБ в субъекте РФ будет осуществляться в соответствии с замыслом, приведенным на рис. 2.
I - Оценка соответствия объектов установленным требованиям в зависимости от результатов проверок, оценки безопасности,
II - Определение количества соответствующих объектов данного типа в регионе (сумма оценок по всем проверкам)
III - Оценка риска нарушения нормального функционирования вида
транспорта в регионе в зависимости от количества соответствующих объектов всех типов в рамках данного вида
| IV - Оценка уровня безопасности! транспортной сферы в регионе |
_V - Выдача рекомендаций заинтересованным структурам_
Рис. 2. Замысел оценки УТБ в субъекте РФ
Таким образом, в настоящей статье приведена формулировка научной задачи по разработке методики комплексной оценки уровня транспортной безопасности в субъекте РФ, обоснованы метод и замысел ее решения.
В следующей статье данной серии будут приведены предпосылки и допущения, принятые при разработке рассматриваемой методики.
Литература
1. Техническое задание на выполнение работ по теме «Развитие интегрированного в систему Национального центра управления в кризисных ситуациях сегмента системы комплексного мониторинга в части критически важных объектов транспортной инфраструктуры и перевозки опасных». Приложение №1 к Государственному контракту от 17.12.2013 № 7.2.13—140.
2. Методические рекомендации по контролю технического состояния и оценке безопасности судоходных гидротехнических сооружений. М.: Росморречфлот, 2011.
3. Гражданкин А.И. Риск-ориентированный подход в промышленной безопасности. Официальный сайт сети центров нормативно-технической документации «ТехэкспеЯт», http:// www.cntd.ru.
4. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.: Мир, 1976.
5. А. Пегат. Нечеткое моделирование и управление. М.: Бином, 2011.
6. Борисов А.Н. и др. Принятие решений на основе нечетких моделей. Рига: Зиниате, 1990.
7. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. М.: Горячая линия — Тееком, 2007.
8. Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
9. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М.: Статистика, 1980.
10. Гохман О.Г. Экспертное оценивание. Воронеж: изд-во ВГУ, 1991.
Сведения об авторах
Дурнев Роман Александрович: д. т. н., доц., ФГБУ ВНИИ
ГОЧС (ФЦ), зам. нач. ин-та.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
Тел.: (499) 233-25-62.
E-mail: rdurnev@rambler.ru
SPIN-код — 3267-1337.
Колеганов Сергей Викторович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), зам. нач. отд.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 449-90-33. E-mail: koleganov@vniigohs.ru SPIN-код — 2676-1470.
Information about authors
Durnev Roman A.: ScD (Technical Sc.), associate professor, Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), deputy head of the Institute. 121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (499) 233-25-62. E-mail: rdurnev@rambler.ru SPIN-scientific — 3267-1337.
Koleganov Sergey V.: Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), deputy head of department. 121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (499) 449-90-33. E-mail: koleganov@vniigohs.ru
