CC BY
38
УДК 614.842.8
А.С. Смирнов
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НАДЗОРНЫХ ОРГАНОВ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Рассмотрены вопросы повышения эффективности деятельности надзорных органов в области обеспечения пожарной безопасности опасных производственных объектов (ОПО). Установлено, что в качестве основного показателя, наиболее полно характеризующего эффективность надзорной деятельности в области обеспечения пожарной безопасности ОПО, целесообразно использовать математическое ожидание величины социально-экономического ущерба техногенного характера от возможных в течение заданного времени пожаров и непрерывных вредных выбросов, в качестве дополнительных показателей - вероятность возникновения хотя бы одного пожара за фиксированное время, среднее время приостановки целевого функционирования ОПО, средние затраты на предупреждение и снижение тяжести последствий пожаров. Использование выбранных показателей эффективности позволит повысить качество и сократить временные затраты на обеспечение требуемого уровня пожарной безопасности ОПО.
Ключевые слова: показатель эффективности, человек - машина - среда, математическое ожидание величины социально-экономического ущерба, вероятность возникновения пожара, среднее время приостановки целевого функционирования объекта, средние затраты на предупреждение и снижение тяжести последствий пожаров и непрерывных вредных выбросов.
A. Smirnov
SEARCHING AND EXPLORING OF INDEXES OF STATE FIRE CONTROL EFFICIENCY IN FIRE SAFETY OF OIL AND GAS COMPLEX
The article views the topical issues in the sphere of improving the effectiveness of fire safety supervisors of the dangerous industrial objects. The author suggest using the expectation function of man-made social and economic damage which is possible in a specified time as the primary index of state fire control efficiency in oil and gas complex. Also, the continuous fire emissions, the probability of at least one fire in a fixed time, the average time of all operations suspension of oil and gas complex and the average cost of prevention and fires reduction could be used as additional indexes. Using these indexes of state fire control efficiency can improve the quality and reducing time spent on fire safety of oil and gas complex.
Keywords: index of efficiency, state fire control, man - machine - environment, the expectation of social and economic damage, the risk offire, the average time of all operations suspension, the average cost ofprevention and reduction offires and fire emissions.
Для оценки деятельности надзорных органов в различных условиях обстановки используют показатели и критерии качества и эффективности.
Поскольку эффективность - это комплексное операционное свойство целенаправленного процесса функционирования системы, а выполняемая ею операция отличается от всех других процессов наличием цели, то мера (показатель) эффективности должна характеризовать степень достижения цели операции. Поэтому для правильного выбора показателя эффективности необходимо чёткое и корректное формулирование цели операции. Содержательно цель операции может определяться по-разному, однако во всех случаях она заключается в получении требуемых результатов. Физически достижение цели операции - это наступление некоторого события, формально -это выполнение некоторых условий, при соблюдении которых цель операции может считаться достигнутой.
В ходе проведённого анализа деятельности надзорных органов в области обеспечения пожарной безопасности ОПО было установлено, что при выборе показателей эффективности наряду
с требованием их согласованности с целями операций необходимо также учитывать следующие особенности [1]:
выбранный показатель эффективности должен объективно отражать степень соответствия операции своему назначению и достаточно полно характеризовать её как единый целенаправленный процесс;
показатель эффективности должен учитывать множество существенных свойств операции и отражать не только общее, но и присущие ей частные стороны;
он должен быть чётко ориентирован на конечный результат применения системы, выполняющей операцию, т. е. позволять оценивать эффективность решения основной задачи надзорных органов, а не второстепенные задачи.
Кроме этого, необходимо, чтобы выбранный показатель эффективности обладал следующими свойствами:
правильным учётом основного назначения системы и стохастичности условий её функционирования;
реализуемостью (вычислимостью);
однозначностью количественного выражения эффективности; устойчивостью;
чувствительностью к управляющим и определяющим его значения факторам; простотой использования и определения без больших затрат средств и времени; наглядностью и ясным физическим смыслом; конструктивностью, гибкостью и универсальностью.
Для достижения цели надзорной деятельности расходуются ресурсы и время, поэтому её качество не может быть полно охарактеризовано ни одним из его операционных свойств в отдельности. Для комплексного исследования эффективности данной операции показатель качества её результатов должен включать в себя три группы компонентов, характеризующих соответственно возможные целевые эффекты (результативность операции), затраты операционных ресурсов (ре-сурсоёмкость операции) и затраты времени (оперативность операции) [2, 3].
В ходе проведённых исследований установлено, что системный подход к оцениванию эффективности надзорной деятельности в области обеспечения пожарной безопасности ОПО должен базироваться на следующих исходных понятиях и предпосылках:
а) опасность необходимо рассматривать как возможность причинения ущерба кому (чему)-либо от чего (кого)-нибудь, а безопасность - как атрибут гарантированного сохранения живучести системы, включающей в себя не менее одного источника опасности (носителя какой-либо угрозы) и его потенциальной жертвы (объекта возможного причинения ущерба);
б) функционирование ОПО необходимо рассматривать в виде функционирования соответствующих человеко-машинных систем, опасность которых обусловлена стремлением таких систем к динамическому равновесию и возможностью нахождения их компонентов в неравновесных состояниях;
в) опасность функционирования человеко-машинных систем, реализуется при возникновении в них пожаров или происшествий, которые сопровождаются значительным приростом энтропии этих систем в её информационной, статистической и термодинамической интерпретациях.
Исходя из этого можно считать, что объектами надзорной деятельности являются сложные системы «человек - машина - среда» (ЧМС), входящие в состав различных ОПО, а предметом соответствующей деятельности - использование объективных закономерностей возникновения и снижения техногенного ущерба в целях:
1) выявления вклада в эти закономерности деятельности надзорных органов и разных частей ОПО для устранения или усиления их «слабых» элементов (в смысле пожарной безопасности);
2) априорной количественной оценки ущерба от пожаров и сравнения его величины с заданным или желаемым (приемлемым) значением;
3) определения совокупности и последовательности реализации управляющих воздействий, направленных на повышение или поддержание приемлемого уровня противопожарного состояния ОПО.
Обоснованность представления ОПО в виде совокупности различных систем ЧМС при оценивании приемлемости ущерба от пожаров может быть аргументирована также следующими доводами:
а) данные системы включают в себя и источник опасности (обычно - это «машина»), и потенциальную жертву (чаще всего - «человек» и/или окружающая его «среда»);
б) функционирование систем ЧМС представляет собой использование человеком техники в определённой рабочей среде;
в) в системах ЧМС содержатся носители всех типов предпосылок к техногенным происшествиям и пожарам: «человек» - ошибок, «машина» - отказов, «среда» - нерасчётных (неожиданных или превышающих допустимые пределы) внешних воздействий.
Исходя из сформулированных и обоснованных выше положений в качестве основного показателя, наиболее полно характеризующего эффективность надзорной деятельности в области обеспечения пожарной безопасности ОПО, целесообразно использовать математическое ожидание Мт^] величины социально-экономического ущерба техногенного характера от возможных в течение заданного времени т пожаров и непрерывных вредных выбросов.
В качестве дополнительных показателей, необходимых для оценки результативности надзорной деятельности, могут быть использованы следующие:
Q(т) - вероятность возникновения хотя бы одного пожара за время т;
Мт[2] - среднее время приостановки целевого функционирования ОПО вследствие возможных пожаров за время т;
Мт^] - средние затраты на предупреждение и снижение тяжести последствий пожаров и непрерывных вредных выбросов на ОПО за время т.
Учитывая массовый характер проведения однотипных процессов на ОПО, а также достаточно развитую систему сбора и анализа информации о пожарах и их последствиях, использование выбранных показателей для апостериорной количественной оценки эффективности надзорной деятельности, как правило, не вызывает принципиальных трудностей.
Для этого достаточно регистрировать:
а) интенсивность и длительность проводимых на ОПО процессов;
б) расходы и трудозатраты на надзорную деятельность по обеспечению пожарной безопасности ОПО;
в) количество и тяжесть имевших место пожаров.
После регистрации указанных параметров проводится их статистическая обработка, после чего полученные результаты сравниваются с их требуемыми или желаемыми значениями.
Для априорной оценки предложенных показателей, возникает необходимость в разработке комплекса моделей, связывающих выбранные показатели не только с параметрами конкретных систем ЧМС, но и окружающей их внешней средой. Установлено, что для преодоления этих трудностей целесообразно оперировать понятием «средний ожидаемый ущерб» от пожаров за определённое время эксплуатации ОПО. С учётом подобных допущений, величина среднего ожидаемого ущерба людским, материальным и природным ресурсам за некоторый период времени т эксплуатации ОПО может быть оценена по следующей формуле (по «источнику опасности»):
^ = М \т ] = £ QIbYbI + £ QIbX , (1)
где b = 1, ..., k - число предполагаемых сценариев возникновения и развития различных типов пожаров;
Qb, Y/ и Qb, Y" - вероятность возникновения за время т происшествия конкретного вида и размер обусловленного им прямого (I) и косвенного (II) ущерба соответственно;
v = 1, ..., n - число видов непрерывных и/или систематических вредных энергетических (шум, вибрация, электромагнитные излучения) и материальных (загрязняющие вещества, отходы) выбросов при эксплуатации ОПО;
Q Yv - вероятности появления за время т каждого типа непрерывных или систематических
вредных выбросов и размеры возможного от них прямого и косвенного ущерба.
Также для оценивания эффективности надзорной деятельности может использоваться показатель величины среднего ущерба от пожаров на ОПО, расчёт которого основывается на анализе возможных зон поражения (объёмов пространства или площадей поверхности), в пределах которых располагаются незащищённые людские, материальные и природные ресурсы. Это позволяет оценивать эффективность надзорной деятельности на ОПО по следующей формуле (по «потенциальным жертвам»):
R = M [rhi&nfFS, + fJ(nlFlsl) + tQY +i QX1, (2)
l l V l
где Ql - вероятность причинения людским (l = 1), материальным (l = 2) и природным (l = 3) ресурсам прямого (I) ущерба заданной степени тяжести за время т;
nQ, П1 - соответственно площади/объёмы зон вероятного и достоверного причинения
ущерба людским, материальным и природным ресурсам поражающими факторами внезапных и непрерывных выбросов энергии и/или вещества;
F, Sj - средние плотность и стоимость единицы каждого ресурса в зонах вероятного и достоверного причинения ущерба;
Qj, Yj - вероятность возникновения косвенного (II) ущерба вследствие появления происшествия конкретного типа за время т и возможные средние размеры этого ущерба.
Для получения прогнозного значения уровня эффективности надзорной деятельности с помощью аналитических моделей, представленных формулами (1) и (2) необходимо использование совокупности дополнительных моделей и методов, которые с определённой условностью могут быть разделены на три довольно крупных класса [2].
1. Логико-вероятностные модели, интерпретирующие различные варианты возникновения и развития пожаров в виде диаграмм причинно-следственных связей типа «дерево» («дерево отказа», «дерево событий»), «граф» (потоковый либо состояний и переходов), «сеть» (стохастической структуры - К. Петри или GERT). После дальнейшей формализации они позволяют получать математические соотношения (структурные функции алгебры событий и расчётные вероятностные многочлены), удобные для проведения системного анализа процесса возникновения техногенного ущерба и прогноза эффективности надзорной деятельности.
2. Аналитические модели: а) параметрические формулы типа полуэмпирического уравнения М. Садовского для перепада давлений в атмосфере или гауссова модель рассеяния в ней вредных веществ; б) интегральные модели, базирующиеся на законах сохранения массы и энергии, и описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями; в) модели, построенные на представлении параметров состояния или энергомассообмена в их оригинальном виде и реализуемые системами дифференциальных уравнений в частных производных.
3. Методы логико-лингвистического, имитационного, статистического и численного моделирования, основанные на использовании случайных (в том числе, нечётко определённых) распределений параметров совокупности различных моделей и учёте непрерывно меняющихся факторов систем ЧМС и окружающей их среды.
С точки зрения предназначения или области применения, вышеперечисленные модели и методы могут быть распределены по пяти основным этапам причинения техногенного ущерба:
1) возникновение и развитие причинной цепи предпосылок происшествия, необходимых и достаточных для начала неконтролируемого выброса энергии и/или вещества;
2) истечение;
3) распространение;
4) трансформация соответствующих потоков энергии и/или вещества в окружающей среде;
5) воздействие поражающих факторов, обусловленных неконтролируемым выбросом энергии и/или вещества, на незащищённые людские, материальные и природные ресурсы.
Наибольший практический интерес для прогноза эффективности надзорной деятельности в отношении пожаров на ОПО представляют модели:
а) образования причинной цепи предпосылок пожаров;
6) источника выброса опасного вещества;
в) истечения газообразных, жидких или двухфазных опасных веществ;
г) распространения энергии и массы в несущей среде или растекание и межсредный перенос опасного вещества;
д) вскипания сжиженного газа или перегретой жидкости;
е) физико-химического превращения опасных веществ с интенсивным энерговыделением и образованием полей поражающих факторов;
ж) реципиентов поражающих факторов;
з) поражения вида «доза-эффект» [2].
Пригодные для оценивания степени приемлемости уровня эффективности надзорной деятельности критерии и методы могут быть позаимствованы из математической статистики и математической теории организации [4].
Исходя из наиболее полного (интегрального) представления уровня эффективности надзорной деятельности Rтв виде ожидаемого среднего ущерба Мт\Т], наиболее целесообразным способом принятия решения о приемлемости следовало бы считать соблюдение условия о «накрытии» (с выбранной доверительной вероятностью у) интервальной оценкой [Ян, RB]y случайной величины Rт, найденной по формулам (1) или (2), заданного или желаемого её значения Я*.
Однако, вследствие достаточно большой дисперсии прогнозных значений Rт, измеряемой в настоящее время несколькими арифметическими порядками, обоснованность такого решения вряд ли можно признать удовлетворительной. В этом случае стандартный доверительный интервал RB]у = 0,9 также будет оцениваться этими же арифметическими порядками, а потому и «накроет» все значения Я* из столь широкого диапазона, что совершенно недопустимо из-за низкой степени достоверности тех решений о приемлемости уровня эффективности надзорной деятельности, которые могут быть приняты на основе найденных оценок Мт [У].
С учётом данного обстоятельства установлено, что при принятии решений о степени приемлемости уровня эффективности надзорной деятельности в области обеспечения пожарной безопасности конкретных ОПО наиболее целесообразно оперировать не интервальными оценками ожидаемого среднего ущерба Мт [У], а доверительными интервалами QB]у влияющих на него вероятностей: QIЬ— появления заранее определённых, как правило, наиболее крупных или типичных, происшествий, а также QI¡ - причинения при эксплуатации ОПО прямого ущерба конкретной
тяжести (например, вероятность гибели человека на пожаре, вероятность возгорания заданного объёма горючих или взрывоопасных продуктов от 500 до 1000 т и т. п.). Подобный подход используется в области обеспечения безопасности атомных станций и промышленной безопасности отдельных типов объектов нефтегазового комплекса.
34 -
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2011'4
В процессе проведённых исследований выявлено, что дополнительным способом уменьшения дисперсии и сужения доверительных интервалов [RH, RB]y и [QH, QB]y может служить введение требования об использовании при оценке эффективности надзорной деятельности минимально необходимого набора методов и методик с чётким и однозначным алгоритмом их применения. Оценку эффективности надзорной деятельности в этом случае необходимо проводить с соблюдением следующих требований:
по одной методике;
одной и той же рабочей группой инспекторов;
при одном и том же источнике постулируемых исходных данных.
Предпочтительность принятия статистических решений на основе вероятностей пожаров с детерминированным ущербом обусловлена тем, что:
а) стандартные доверительные интервалы [QH, QB]y в сотни раз меньше [RH, RB]y;
б) нормирование уровня эффективности надзорной деятельности путём обоснования приемлемой вероятности Q*(x) появления пожаров на ОПО, а не величины причинения ущерба от них, оказывается более строгим и легче воспринимается специалистами и обществом.
Установлено, что оценивание уровня эффективности надзорной деятельности по критериям допустимой вероятности пожаров конкретного типа на конкретных ОПО Q*(x), а не социально-приемлемого ущерба Mt[Y] от них, не исключает целесообразности заблаговременного прогноза величины последнего. Напротив, использование полученных при этом результатов позволяет оптимизировать процесс управления эффективностью надзорной деятельности, несмотря на невысокую достоверность его прогноза в данном случае. Это достигается использованием не абсолютных значений подобных оценок, а того более достоверного прогноза их изменения AMx[Y], которое ожидается от совершенствования качества соответствующих ЧМС вследствие внедрения мероприятий (мер обеспечения безопасности), улучшающих их свойства на величину A4, AM, АС и/или AT.
Таким образом, исходя из проведённого анализа, общая схема соответствующей расчётно-оптимизационной процедуры уровня эффективности надзорной деятельности может быть представлена в следующем виде:
АЧ, AM, АС, АТ^{АQb (АЧ, AM, АС, AT) и/или АQ (A4, AM, АС, AT)}^Mx[Y] (АQb и/или АQ).
При этом наиболее предпочтительными будут те из предлагаемых мероприятий по повышению эффективности надзорной деятельности, которые соответствуют:
а) наибольшему (при выделенных фиксированных затратах S*) снижению либо вероятностей появления происшествий - АQb и/или АQj, либо ожидаемого от них среднего ущерба - AMx[Y];
б) наименьшим затратам S(A4, AM, АС, AT) на внедрение таких мероприятий с целью получения требуемого от них эффекта (повышения эффективности надзорной деятельности до требуемого уровня).
Литература
1. Абросимов А.А., Топольский Н.Г., Федоров А.В. Автоматизированные системы пожаровзрывобе-зопасности нефтеперерабатывающих производств. - M.: MHHB MВД России, 1999. - 244 с.
2. Белов П. Г.Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере - M.: Издательский центр «Академия», 2003.
3. Государственный пожарный надзор: Учебник для вузов M4G России / Под общ. ред. канд. соц. наук Г.Н. Кириллова. - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС MЧС России, 2006.
4. Смирнов А.С., Бирюков M.Q Mетодика получения интегрального показателя оценки ППС ОПО //Пожарная охрана Mира. Расширение функций и задач. Mатериалы международной конференции КТИФ. Санкт-Петербург, 14 октября 2005 г. - СПб.: СПбИ ГПС MЧС России, 2005.
