Показатели и критерии оценки качества обеспечения безопасности в техносфере

В соответствии с рекомендациями системной инженерии следующей (после определения системы) задачей должен быть выбор показателей, характеризующих результативность поддержания требуемого уровня безопасности функционирования объектов производства и транспорта. Необходимость в этом усугублена отсутствием общепринятых показателей, что не способствует требуемой эффективности управления процессом обеспечения безопасности в техносфере за счет более точного определения действительного состояния дел в работе по предупреждению техногенных происшествий и более рациональному расходованию ограниченных ресурсов.

Естественно, что приоритет должен быть отдан количественным, а не качественным показателям системы обеспечения безопасности в техносфере, поскольку эффективное управление предполагает точное определение цели и количественное измерение траектории движения к ней в пространстве возможных состояний. Кроме того, по сравнению с количественными показателями качественные обладают большей степенью неопределенности и требуют поэтому значительных коэффициентов запаса прочности. Обоснование же состава количественных показателей целесообразно начать с уточнения соответствующих требований к ним.

При определении подобных требований к выбираемым показателям будем исходить из того, что одной из основных задач рассматриваемой здесь системы является исключение техногенных происшествий, снижающих рентабельность функционирования производственных объектов. Следовательно, о степени достижения данной цели в первую очередь необходимо судить по тому, насколько уровень техносферной безопасности сказывается на результативности их работы. Отсюда вытекает первое требование: выбранные показатели должны быть органично связаны с показателями эффективности и экономичности перечисленных объектов, т.е. являться параметрами соответствующих расчетных соотношений.

Второе требование к разрабатываемым показателям обусловлено задачами, решаемыми системой обеспечения безопасности при проведении конкретных технологических процессов и операций. Последние рассматриваются здесь как функционирование соответствующих систем "человек – машина – среда", совершенство которых достигается качеством и взаимной совместимостью их компонентов. Исходя из этого, можно утверждать, что выбираемые показатели должны базироваться на параметрах, характеризующих качество соответствующих упомянутых систем и интенсивность использования их компонентов.

Другие требования к искомым показателям могут определяться целями исследования и совершенствования системы обеспечения безопасности в техносфере, заключающимися в системном анализе и системном синтезе рекомендаций по повышению ее эффективности. Поэтому показатели ее качества должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к критериям оценки эффективности, а также использоваться в задачах стратегического планирования и оперативного управления в роли критериев оптимизации или ограничений. Следовательно, данные показатели должны быть наглядными, универсальными и чувствительными к изменению своих параметров.

Анализ известных показателей качества и результативности функционирования сложных систем показал, что наиболее полно предъявленным требованиям удовлетворяют вероятностно-возможностные показатели [26]. Действительно, подобные показатели являются интегральной характеристикой тех систем, явления и процессы в которых имеют стохастический характер, и поэтому широко используются при оценке их эффективности. Так, например, вероятность возникновения происшествий в течение конкретного времени, ожидаемый от них средний ущерб и предполагаемые средние затраты на их предупреждение и снижение тяжести могут наглядно указывать не только на возможность появления подобных событий, но и на связанные с ними издержки.

Другое достоинство предлагаемых показателей рассматриваемой системы обусловлено наличием хорошо разработанного математического аппарата случайных процессов и бурным развитием теории нечетких множеств. Это обстоятельство позволит прогнозировать вероятностно-возможностные показатели человекомашинных систем и их компонентов методами теории надежности, теории эрготехнических систем и теории возможностей.

В результате же аналитического и имитационного моделирования либо использования других методов системного исследования подобных сложных объектов могут быть рассчитаны как показатели безошибочности и своевременности действий персонала по выполнению конкретных обязанностей или безотказности используемого им технологического оборудования, так и определяемые ими интегральные характеристики безопасности. Наконец, вероятностно-возможностные показатели системы обеспечения безопасности в техносфере могут быть легко сопряжены с количественными характеристиками экономичности производственных процессов, а также проконтролированы достаточно объективными методами при профотборе и подготовке персонала, создании и эксплуатации производственного и технологического оборудования конкретных объектов.

С учетом приведенных соображений базовым показателем системы обеспечения безопасности в техносфере может быть вероятность Рδ(τ) функционирования конкретного производственного объекта без происшествий в течение времени τ=t₂-t₁ при t₂ > t₁ и в условиях, установленных нормативно-технической документацией. Физический смысл этого показателя – объективная мера невозможности появления происшествий при подобных обстоятельствах.

Другими показателями безопасности и результативности функционирования соответствующей системы, связанными с базовым, могут быть следующие:

• Q(τ) = 1 – Р_δ(τ) – вероятность возникновения хотя бы одного (любого) происшествия (аварии, катастрофы, несчастного случая с людьми) за это же время;

• M_τ(Z) – математическое ожидание (ожидаемые средние задержки) времени прекращения технологического процесса вследствие возможных в этих условиях происшествий;

• М_τ(Y) – математическое ожидание величины социально-экономического ущерба от появления на соответствующем объекте конкретных происшествий за определенное время т;

• M_τ(S) – математическое ожидание величины экономических и других издержек (ожидаемые средние затраты) на обеспечение безопасности функционирования конкретного производственного объекта в течение установленного времени т.

Кроме перечисленных интегральных показателей безопасности и результативности работы по ее обеспечению в техносфере могут использоваться и дополнительные количественные показатели. Например, средняя наработка на происшествие – τ_ср, равная математическому ожиданию М(Т) времени до его появления и оцениваемая интенсивностью λ(t) появления происшествий в единицу времени t.

Анализ выбранных здесь показателей подтверждает возможность количественной оценки не только уровня безопасности функционирования производственных объектов, но и результативности системы ее обеспечения. Это обосновывается тем, что вероятность Р_δ(τ), ущерб M_τ(Y) и задержки M_τ(Z) могут быть оценены как априорно, так и апостериорно с использованием соответствующих методов. Например, путем интервального статистического оценивания с применением рассмотренных выше (см. параграф 2.7) способов или с помощью специально созданных аналитических или имитационных моделей.

В самом деле, массовость выполнения однотипных производственных и технологических процессов, а также достаточно развитая система информации о техногенных происшествиях на производстве и транспорте позволяют оценивать выбранные показатели статистическими методами. Для этого достаточно регистрировать:

а) интенсивность и длительность проводимых на объектах работ;

б) финансовые расходы и трудозатраты на обеспечение их безопасности;

в) количество и тяжесть имевших место происшествий, а затем проводить расчеты по статистическому оцениванию большинства из только что предложенных показателей.

Неизмеримо большую сложность представляет априорная оценка выбранных здесь количественных показателей безопасности и результативности работы по ее обеспечению. Дело в том, что предварительное оценивание подобных показателей возможно лишь на основе моделей, связывающих их с параметрами соответствующей человекомашинной системы и особенностями ее функционирования на конкретном производственном объекте. Наиболее перспективные из таких моделей как раз и будут подробно изложены в следующем разделе настоящего учебника.

В свою очередь, найденные каким-либо способом значения выбранных показателей безопасности могут использоваться затем в качестве критериев оценки эффективности системы ее обеспечения в техносфере. Например, вероятности Р_δ(τ) непоявления происшествий будут пригодны для определения коэффициента оперативной готовности соответствующих объектов К_г, тогда как математическое ожидание M_τ(Z) задержки ведения производственного процесса уже может свидетельствовать о тяжести последствий техногенных происшествий, что позволяет включать его в формулу для расчета коэффициента технического использования K_ТИ В целом же перечисленные выше показатели следует рассматривать как компоненты вектора £(t), представленного на рис. 6.6 в виде выходной характеристики.

В завершение данной главы отметим, что ее основное ОГЛАВЛЕНИЕ представляет собой теоретико-методологические основы обеспечения безопасности в техносфере, включающие в себя следующие основные положения:

а) энергоэнтропийную концепцию и вытекающую из нее наиболее общую классификацию объективно существующих опасностей;

б) объект, предмет, основные понятия и принципы обеспечения безопасности в техносфере;

в) основные специальные научные методы их системного исследования и совершенствования в процессе создания и эксплуатации конкретных объектов производства и транспорта;

г) структуру, цель и основные задачи системы обеспечения безопасности в техносфере, количественные показатели и критерии оценки ее эффективности.

Заключая же настоящую главу, обратим внимание не только на значимость и универсальность изложенных выше основополагающих принципов системного анализа и синтеза свойств и явлений в техносфере, но и на как бы подготовительный характер подобных сведений. Последнее означает, что представленный материал предназначен всего лишь для подготовки соответствующих специалистов к лучшему усвоению соответствующих моделей и методов, ОГЛАВЛЕНИЕ и плодотворность использования которых иллюстрируются ниже с помощью конкретных примеров.