CC BY
62
УДК 355.58
ЗМІСТОВНИЙ ОПИС ПРОЦЕСУ ФУНКЦІОНУВАННЯ ДЕРЖАВНОЇ СИСТЕМИ
С.Є. Селіванов, професор, д.т.н., С.І. Осипенко, аспірант, ХНАДУ
Анотація. Пропонується комплексна модель системних досліджень проблем безпеки у надзвичайних ситуаціях за допомогою відповідної моделі. Отримані параметри дозволяють визначити ризики надзвичайних ситуацій та побудувати системи захисту населення і територій - жорстку, функціональну і комбіновану.
Ключові слова: державна система, цивільний захист, функціонування, надзвичайні ситуації.
Вступ
Цивільна оборона як система органів управління, сил і засобів була створена в системі державного управління для організації і забезпечення захисту населення від наслідків надзвичайних ситуацій техногенного, екологічного, природного та воєнного характеру. З удосконаленням концептуальних основ управління безпекою в природно-техногенній сфері, пов’язаних з переходом від рефлексивної моделі управління, яка передбачала пріоритет зосередження зусиль на підготовці до реагування та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій (НС) до більш збалансованої стратегії їх прогнозу, попередження та пом’якшення їх наслідків. У державі нормативно визначається та утворюється на базі існуючих підсистем та з використанням окремих елементів системи цивільної оборони єдина державна система запобігання і реагування на надзвичайні ситуації техногенного та природного характеру, яка згодом при передачі до її функцій завдань з пожежної безпеки (охорони), а відповідно і сил протипожежного призначення перебудовується в єдину державну систему цивільного захисту населення і територій від НС природного, техногенного та воєнного характеру.
Аналіз публікацій
Визначення НС є важливою складовою науково-методичних основ забезпечення протидії НС. Офіційно НС визначаються законами України [1], підзаконними актами та державними стандартами України [2] з різною мірою деталізації, але єдиним залишається «порушення нормальних умов життя і діяльності людей на об’єкті або території, спричинене аварією, катастрофою,
стихійним лихом...». При цьому в Законі України (ЗУ) «Про цивільну оборону (ЦО)» [3] причини порушення нормальних умов продовжуються гранично визначеним переліком «епідемією, епізоотією, епіфітотією, великою пожежею, застосуванням засобів ураження», згідно з ЗУ подальший перелік причин не конкретизується, а використовується термін «або іншою небезпечною подією». В ДСТУ [2] цей термін замінюється на «іншими чинниками», але всі джерела констатують «що призвели або можуть призвести до людських і матеріальних втрат», або «до неможливості проживання населення на території чи об’єкті, ведення там господарської діяльності, загибелі людей та/або значних матеріальних втрат».
До уражаючих чинників можна віднести групи факторів, що характеризуються фізичною, хімічною, біологічною чи іншою дією визначеною відповідними параметрами та можуть зумовити такі стани, за яких виникає або загроза, або безпосереднє ураження людей чи об’єктів. При цьому під словом об’єкт пропонується розуміти територію, підприємство, установу, організацію, а не філософське його визначення, як предмет впливу суб’єкта.
Мета і постановка задачі
Всебічне дослідження процесу функціонування системи цивільного захисту (ЦЗ) можна провести лише за допомогою відповідної моделі, для чого пропонується розробити комплексну модель системних досліджень проблем безпеки у надзвичайних ситуаціях (НС).
Побудова комплексної моделі системних
досліджень проблем безпеки у надзвичайних ситуаціях
В основу побудови комплексної моделі системних досліджень проблем безпеки у НС закладаються такі принципи:
- генерації сценаріїв, що дає можливість моделювати альтернативні сценарії розвитку небезпечних ситуацій та побудови захисних бар’єрів в регіоні;
- фільтрації запропонованих заходів, що дає можливість обґрунтувати варіанти рішень на підставі визначених критеріїв і пріоритетності завдань щодо попередження надзвичайних ситуацій та мінімізації їх наслідків;
- принцип адаптації до реальних умов, що дає можливість обґрунтувати заходи щодо забезпечення захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій відповідно до реального рівня загроз в соціальній, економічній, екологічній та воєнно-політичній сферах;
- модульності, що дозволяє замінювати окремі часткові моделі (модулі) більш точними й удосконаленими, а також нарощувати загальну модель.
У зв’язку з цим до комплексної моделі проблем безпеки у надзвичайних ситуаціях висуваються основні вимоги:
- своєчасне і кількісне оцінювання рівня загроз виникнення надзвичайних ситуацій (НС) і тенденції їх змін у часі і просторі;
- прогнозування розвитку НС в регіоні, виявлення найбільш критичних сценаріїв розвитку обстановки;
- оцінка ефективності заходів, що пропонуються для зниження рівня виникнення та загострення небезпек на підставі використання ризик орієнтованого підходу у забезпеченні безпеки;
- проведення розрахунків достатнього рівня потенціалу створюваних державою органів управління, сил і засобів для нейтралізації розглянутих загроз у разі потреби з оцінками необхідних для цього фінансових і матеріальних ресурсів.
Побудова моделей - процедура неформальна і залежить від дослідника, його досвіду, інтуїції, завжди опирається на конкретний дослідницький матеріал. Комплексна модель системного дослідження проблем безпеки у НС базується на методології системного аналізу, методах дослідження операцій, аналізу ієрархії, теорії ймовірності і прогнозування, експертного оцінювання і моделювання. Системне дослідження проблем безпеки у НС починається з копіткого відбору інформації про стан природно-техногенної безпеки, соціально-політичні
процеси насамперед у сусідніх державах і усередині своєї країни, що прямо або побічно впливають на забезпечення необхідного рівня безпеки у НС і стабільності в державі. Комплексна модель будується за методом адаптації системи до рівня небезпеки зовнішнього середовища. Адаптація здійснюється за рахунок зворотного зв’язку, за яким визначаються реальні можливості щодо забезпечення необхідного рівня убезпечення населення і територій від НС встановленого в правовому просторі.
Адаптаційною основою функціонування системи служить інформація про загрозу виникнення або реалізації уражаючих факторів НС.
Тобто всі офіційні визначення НС надаються з огляду на наслідки деструктивних, руйнівних впливів, які порушують нормальні умови життя і діяльності людей на об’єкті або території в такій мірі, що ведуть до загибелі людей або значних матеріальних втрат.
Аварії, катастрофи, стихійні лиха тощо розглядаються ними як небезпечні події або чинники, які викликають НС.
Таким чином, можна припустити, що найбільш системним, буде інтегральне визначення НС, як сукупність неприйнятних умов для життя і діяльності людей, що мають конкретний вияв у просторі й часі у вигляді можливих або реальних деструктивних впливів, які викликають витрати ресурсів на захисні заходи .
Основними компонентами за інтегральним визначеннями у загальному вигляді стають джерела деструктивних впливів (уражаючий чинник), об’єкти ураження і захисту та ресурси захисних заходів.
Визначення захисних заходів в надзвичайних ситуаціях
Об’єктами ураження і захисту є населення та території як такі, що вимагають здійснення захисних заходів. Ресурсами захисних заходів є сили і засоби, якими здійснюється захист населення і територій від реальних або можливих уражаючих чинників. Саме визначена в просторі й часі сукупність станів цих трьох компонентів створює ситуацію, яка стає надзвичайною, якщо з'являєть- ся пряма загроза або безпосередньо виявляються чинники ураження (с), яким протистоять реальний стан компонентів ресурсів захисних заходів (% ) та об’єктів ураження і захисту (0). Тобто в процесі функціонування певної території як природно-соціальної системи відбувається послідовна і взаємозумовлена зміна станів компонентів ситуації аж до зародження, реалізації і затухання
НС за умови с > % + 0
ІГ = f (Ь)
У часі процес перебігу НС можна визначити трьома характерними періодами (фазами):
- початковий період (рання фаза) характеризується появою на території зон ризику, де зростає загроза ймовірного виявлення уражаючих чинників;
- період первинного впливу (фаза реалізації) характеризується появою зон ураження;
- післякризовий період (завершальна або пізня фаза) характеризується післядією, вторинним виявом уражаючих чинників (у зонах післядії).
Згідно з системою протидії НС з метою зменшення збитків та підтримання достатнього рівня захищеності (убезпечення) населення і територій впродовж початкового періоду здійснюються запобіжні заходи: протягом
первинного впливу рятувальні заходи з реагування (локалізації наслідків), впродовж післякризового - ліквідація наслідків та відновлювальні роботи.
Система в процесі своєї життєдіяльності може бути в сталому, або не сталому стані. Сталість може бути стабільною, якщо хоча б одна із системоутворюючих структур знаходиться в перехідному періоді, що в цілому не впливає на стан системи.
Всі процеси, які відбуваються у системі, можна поділити на керовані та некеровані, що знаходяться у певному співвідношенні і стані динамічних змін. В свою чергу управління системою можливо здійснювати лише на основі інформаційного обміну із зовнішнім середовищем і в загальному вигляді схему можна подати так (рис. 1).
Рис.1. Загальний вигляд схеми інформаційного обміну
У загальному обсязі інформація І розрізняється на інформацію про небезпеки в природному, техногенному, соціальному середовищі в стадії загрози або реалізації надзвичайних ситуацій Іг та інформацію, що вироблена системою на
підставі інформації, отриманої ззовні Ir, реалізація якої структурними елементами системи і визначає процес адаптації самої системи змінам, що відбуваються у зовнішньому середовищі.
Потік інформації ІГ повністю залежить від потоку І2 і є його функцією
Таким чином функціонування системи цивільного захисту об’єктивно можливе лише за наявності потоку Іг . При цьому очевидно, що управлінські рішення, які продукуються системою безпосередньо, залежать від кількісної характеристики інформації, яка надходить до системи.
Поряд з тим потік інформації про НС виникає не сам по собі, він є результатом проведення певних дій щодо виявлення цих ситуацій, наприклад утворенням та забезпеченням діяльності в державі і на місцях розгалуженої міжвідомчої системи моніторингу та прогнозування НС.
Одна з найважливіших рис ідеології протидії НС полягає в тому, що при її визначенні перш за все виходять із характеру взаємодії економічних, соціальних, екологічних і демографічних факторів, що характеризують розвиток того чи іншого суспільства. При цьому обов’язково враховується, що розвиток техніки, спрямований на підвищення матеріального рівня життя, одночасно веде і до появи тих чи інших видів небезпеки, як для здоров’я людини, так і для навколишнього середовища. На усунення цих видів небезпеки необхідно витрачати визначену частку матеріальних ресурсів суспільства, незалежно від того великі вони, малі чи обмежені. Непропорційно великі витрати на підвищення безпеки у НС означають, що в умовах обмеженості ресурсів ми будемо змушені відмовитися від прискореного розвитку соціальної і культурної сфер, матеріальної бази, освіти та виховання тощо. На такому шляху в суспільстві будуть накопичуватися економічні і соціальні проблеми, що в остаточному підсумку можуть призвести до зниження безпеки в суспільстві і навіть до межі стійкості всієї соціальної системи.
У зв’язку з цим важливе значення в проблемі забезпечення безпеки набуває проблема оптимального розподілу обмежених матеріальних ресурсів на зниження загрози від тих чи інших видів небезпеки, впливу яких можуть бути піддані людина і навколишнє середовище.
В ідеальному вигляді рівень забезпечення безпеки дорівнюється рівню небезпеки, в умовах обмеженості фінансових і матеріальних ресурсів заходи, що реалізуються в інтересах забезпечення безпеки у НС, повинні бути, як можна більш адекватні характеру і масштабу загроз. Тобто ефективність функціонування державної системи протидії НС буде дорівнювати
Е - — ~ Кі
кількісних характеристик можливих втрат і реальних фінансових можливостей.
де
КгЬ
- рівень безпеки відповідно до
встановленого обсягу фінансування;К -необхідний рівень безпеки, встановлений законодавством.
Вирішення проблеми визначення оптимального рівня безпеки або рівня достатності можливе лише за умови поетапного переводу системи підтри- мання убезпечення населення і територій від НС на кількісну основу порівняну з іншими системами у сфері безпеки.
У більшості складних систем, що включають такі основні елементи, як людину (оператор, персонал, населення), об’єкти техносфери та оточуюче середовище як основний кількісний показник рівня безпеки, приймаються ризики R .
Ризик реалізується через збиток, набуваючи конкретної форми, тому математичне визначення загального ризику як потенційної шкоди, як правило, у більшості світової літератури, присвяченої вивченню проблеми безпеки, наводиться, як добуток імовірності прояву деструктивного явища р (яка небудь частотна характеристика) на математичне очікування (середнє значення) збитків від нього и в натуральному або вартісному виразі
збиток
подія
Показник ризику[ час ] = частота [ час ] ^
збиток
середній збиток [ подія ].
У такому варіанті один і той же ризик може бути викликаний або високою інтенсивністю прояву деструктивного явища, або обмеженою імовірністю його прояву, але з високим рівнем збитку від нього.
Таке поєднання двох величин, що характеризує ризик, в одну дозволяє розділити процедуру оцінки ризику на два етапи, що мають у більшості випадків самостійне значення.
Уніфікованого підходу до визначення параметрів загального показника ризику та аналізу проблем безпеки складних систем немає, за можливістю використовуються різні існуючі та ті, що тільки розвиваються, методи і методики оцінки ймовірності НС та збитків від них.
Враховуючи богатокомпонентність складних систем і ризиків, при визначенні чисельних показників ризиків їх взаємовплив відображається через поправочні коефіцієнти або функціонали, наприклад функціонал р
R- рк{Р,и}.
Ймовірність р виникнення НС, що аналізується у загальному випадку, визначається як функціонал ймовірностей, що залежить від джерел і відповідних факторів у складних системах, пов’язаних з населенням ^ (людський
чинник), станом об’єк- тів техносфери т та
с
середовища .
Р - ЕР р, Рт, Р8 }.
Важливим є те, що роль людського чинника при
Р„
оцінці Р за умови зміни N буде визначатися не тільки операторами і персоналом, а ще особами, які на різних рівнях управління безпекою у НС внаслідок своїх повноважень приймають рішення.
Р
Ймовірність т суттєво залежить від рівня
захищеності, який визначається ступенем
деградації об’єктів на заданій стадії експлуатації, рівнем діагностування і моніторингу, що в свою
. Рт
чергу вказує на пряму взаємодію параметрів т та
Р*
Ступінь небезпеки ймовірнісних характеристик
Рт
визначається
Р - ¥р{¥,Ы,Т,Є,с}
Поряд з тим тільки за аналізом рівня убезпечення населення і територій від НС на базі загального показника ризику можливо:
- визначити інвестиційний рейтинг регіонів, територій;
- створити нові можливості для формування умов страхування високоризикових об’єктів;
- обґрунтувати величини фінансових вкладень у підтримку та підвищення рівня безпеки об’єктів, комплексів, систем, з урахуванням домірності
де ¥ - експериментальні або близькі до них зовнішні і внутрішні дії навантаження (теплові, механічні, електромагнітні) як в умовах штатного функціонування, так і в надзвичайних ситуаціях;
N
- циклічність (повторність)
t0
• Т _
тривалість
- рівні температур і е ...
теплові поля; - параметри опору матеріалів і
елементів конструкцій впливу і навантаженням,
- NN t0
що залежать від
P
Ймовірність S залежить від прояву небезпечних природних процесів, включаючи і ті, що ініційовані незадовільним станом об’єктів техносфери або людиною, наприклад у разі прийняття необгрунтованих рішень щодо розміщення цих об’єктів техносфери або дій, які призвели до порушення природної рівноваги.
Збитки (втрати) відображають кінцевий ефект негативного впливу НС на соціально-еколого-економічну систему.
Збитки визначаються через узагальнений функціонал збитків, які наносяться населенню, об’єктам техносфери та середовищу життєдіяльності.
U = Fu{UN,Ut Us}.
Кількісний і якісний аналіз функціоналів передбачає побудову фізичних і математичних сценаріїв як самих НС, так і моделей збитків. Величина U може вимірюватись великою кількістю параметрів (індивідуальні і колективні ризики, тривалість життя, ступінь руйнування і виводу з експлуатації об’єктів і систем, знищення об'єктів і систем, коротко- і довготривале забруднення навколишнього середовища). При їх визначенні оперують поняттями прямого, побічного, повного та загального збитків, враховуючи динаміку зміни функції збитків у часі в залежності від оперативності вжиття заходів з реагування та ліквідації наслідків НС.
Під прямим збитком розуміють втрати всіх структур господарської діяльності, що увійшли до зони дії уражаючих і шкідливих чинників НС.
Побічні збитки - це втрати та додаткові затрати внаслідок порушень та змін в існуючій структурі господарських зв’язків, інфраструктурі, що несуть об’єкти, які не увійшли до зони дії уражаючих чинників, а також втрати, що пов’язані з необхідністю проведення окремих заходів з ліквідації НС.
Повний збиток - це сума прямого та побічного збитків. Він розраховується на конкретний термін часу і є проміжним, якщо його порівнювати із загальним збитком, що чисельно визначиться віддаленою перспективою.
У системах убезпечення населення і територій від НС як базові критерії приймаються збитки, що нанесені населенню при взаємодії первинних і вторинних уражаючих факторів за реалізацією НС (втрати життя і здоров’я населення) віднесені до одиниці часу, як правило це рік, та економічні ризики, що визначаються в економічних збитках
при виникненні НС та згідно з методикою оцінки збитків від наслідків НС залежно від завданої фактичної шкоди поділяються на:
- руйнування та пошкодження основних фондів, знищення майна та продукції;
- невироблення продукції внаслідок припинення виробництва;
- вилучення або порушення сільськогосподарських угідь;
- втрати тваринництва;
- втрати деревини та інших лісових ресурсів;
- втрати рибного господарства;
- знищення або погіршення якості рекреаційних зон;
- забруднення атмосферного повітря;
- забруднення поверхових і підземних вод та
джерел, внутрішніх морських вод і
територіального моря;
- забруднення земель несільськогосподарського призначення;
- збитки, заподіяні природно-заповідному фонду.
Параметри періодичності або Р катастроф і усереднених збитків від них дозволяють визначати ризики НС та будувати системи захисту населення і територій - жорстку, функціональну і комбіновану:
т - FR{Р Чи} ] Fz {т2І}
де
Z _
коефіцієнт ефективності використання
затрат % на забезпечення безпеки; т і % -величини взаємопов'язані, принципове значення
має
mZ > > 1
Висновок
Розроблена комплексна модель системних досліджень проблем безпеки у надзвичайних ситуаціях (НС). Досліджено, що визначати ризики НС та будувати системи захисту населення і територій - жорстку, функціональну і комбіновану - можливо при визначенні параметрів періодичності або Р катастроф і усереднених збитків від них.
Література
1. Закон України “Про захист населення і
територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру” // Відомості Верховної Ради. - № 1809-Ш від 08.06.2000 р.
2. ДСТУ 3891-99 Безпека у надзвичайних
ситуаціях. Терміни та визначення основних понять. - К.: Держстандарт, 1999.
3. Закон України «Про Цивільну оборону
України» // Відомості Верховної Ради. №
2974-ХІІ від 03.02.93. Із змінами, внесеними згідно із Законами № 555-ХІУ (555-14) від 24.03.99; № 2470-Ш (2470-14) від 29.05.2001.
ХНАДУ.
Рецензент: Л.І. Нефьодов, професор, д.т.н.,
Стаття надійшла до редакції 28 березня 2006 р.
