1. Понятия: риск, безопасность и устойчивость систем;
авария; катастрофа
XX век принес не только новые угрозы и риски человечеству [11], но и позволил наметить общие пути противостояния глобальным угрозам.
Главным из них является идея устойчивого развития - равенство между народами. Другой путь - стратегическое управление рисками, что связано с невозможностью отказа от многих опасных технологий.
Анализ многих аварий и катастроф показывает, что их источником яв-ляются не стихия или техника, а человек, то есть значительная часть опасности и рисков - внутри человека. Создаваемая сейчас теория безопасности и риска - это обобщенный междисциплинарный подход, способный сыграть важную роль в разработке алгоритмов развития цивилизации.
Безопасность и устойчивость развития общества - два взаимосвязанных понятия, имеющих важное значение при выборе ориентиров и путей достижения высокого материального и духовного уровней жизни людей.
В общем случае под безопасностью, включающей техногенные, природные и экологические аспекты, обычно понимается состояние защищенности человека, общества и окружающей среды от чрезмерно вредных воздействий техногенных, природных и экологических факторов [12]. При этом имеется в виду, что обеспечиваются условия, при которых исключается превышение научно обоснованных допустимых уровней физических полей, концентраций вредных веществ и дозовых нагрузок.
Уровень безопасности, соответствующий тому или иному состоянию общества, его научно-техническим и экономическим возможностям, имеет стохастическую природу и определяется рядом случайных явлений. В общем случае он характеризуется:
- вероятностью возникновения техногенных аварий, катастроф, опасных природных явлений и возможным ущербом при этих событиях;
- степенью негативного воздействия на человека и окружающую среду вялопротекающих техногенных и природных процессов при сохранении на макроуровне равновесного состояния экосистем;
- вероятностью перерастания экологической обстановки в кризисную и катастрофическую и возникновения чрезвычайной ситуации.
В соответствии с современными взглядами риск - это вероятностная мера возникновения техногенных или природных явлений, сопровождающихся формированием и действием вредных факторов, и нанесенного при этом социального, экономического, экологического и других видов ущербов. Общая (34) и упрощенная (35) формулы расчета риска могут быть представлены в следующем виде:
где R - уровень риска, т. е. вероятность нанесения определенного ущерба человеку и окружающей среде;
R1 - вероятность возникновения события или явления, обусловливающего формирование и действие вредных факторов;
R2 - вероятность формирования определенных уровней физических полей, ударных нагрузок, полей концентрации вредных веществ в различных средах и их дозовых нагрузок, воздействующих на людей и другие объекты биосферы;
R3 - вероятность того, что указанные уровни полей и нагрузок приведут к определенному ущербу.
Количественная мера риска может выражаться не только вероятностной величиной. Иногда риск интерпретируют как ущерб, возникающий при авариях, катастрофах и опасных природных явлениях.
Определение уровня риска как вероятностной категории является более удобным и приемлемым при решении широкого круга задач научного и практического характера, в особенности задач, касающихся общей оценки уровня безопасности.
При определении величины ущерба представляется целесообразным принимать во внимание все возможные виды опасных происшествий, аварий и катастроф для данного объекта и оценку риска производить по сумме произведений вероятностей указанных событий на соответствующие ущербы. В этом случае справедлива следующая зависимость:
где R - уровень риска, выраженный через ущерб;
Ri - вероятность возникновения опасного события i-го вида или типа;
Yi - величина ущерба при i-ом событии.
В качестве показателя ущерба можно перечислить следующие:
H - различные виды ущерба для жизни и здоровья людей (количество погибших, пострадавших, эвакуированных).
T - технический ущерб (разрушение систем, отдельные виды аварий).
L - материальные потери имущества, ущерб от прерывания производства.
E - экологические последствия (количество выбросов в окружающую среду, загрязненная площадь).
Последняя интерпретация риска находит практическое применение.
Указанные показатели ущерба рассчитываются для каждого сценария опасных происшествий, аварий, катастроф вместе с ожидаемой частотой реализации сценария. Полученные в расчетах данные используются для определения рисков.
2. Основные источники аварий и катастроф
К основным источникам аварий и катастроф относятся следующие поражающие факторы [13].
Поражающий фактор
Вычисляемые параметры поражающего фактора
Ударная волна (УВ)
Избыточное давление УВ, импульс УВ
Тепловое излучение
Тепловой поток
Токсические нагрузки
LC50
Разлет осколков и обломков оборудования
Импульс осколка
3. Классификация аварий и катастроф
Рассмотрим классификацию аварий и катастроф по следующим признакам:
- по масштабу охваченных стран и территорий техногенными авариями и катастрофами - это глобальные, национальные, региональные, локальные и объектовые катастрофы;
- по степени потенциальной опасности - это аварии и катастрофы на объектах ядерной, химической, металлургической, горнодобывающей промышленности; уникальные инженерные сооружения (плотина, эстакады, нефтегазохранилища); транспортные системы (аэрокосмические, надводные и подводные, наземные), перевозящие опасные грузы и большие массы людей; магистральные газо- и нефтепродуктопроводы; объекты оборонного комплекса.
Наиболее тяжелые аварийные ситуации возникают на уникальных объектах - единичных и мелкосерийных; далее идут средне и крупносерийные.
В связи с этим интегральные экономические риски (произведение единичных рисков на число объектов) оказываются сопоставимыми для глобальных и объектовых катастроф. Риски от катастроф глобального и объектового масштаба отличаются на 4-6 порядков, а интегральные ущербы на 1-3 порядка.
Ниже приведены национальные и международные нормы проектирования, изготовления и эксплуатации по безопасному функционированию потенциально опасных систем [14].
Вероятности крупных аварий (1 год)
Глобальные катастрофы, как правило, не прогнозируются.
Повышение уровня защищенности объектов от аварий и катастроф на один порядок требует увеличения стоимости проекта на 10-20 %.
Применительно к авиатранспортной системе к расследуемым событиям относятся:
- инциденты (предпосылки к авиационным происшествиям);
- чрезвычайные происшествия;
- повреждения ВС на земле.
Возможные ущербы при катастрофе:
- гибель лиц или телесные повреждения со смертельным исходом не позднее чем через 10 суток, в том числе из-за нарушения функционирования систем ВС (разгерметизация и другие);
- пропажа ВС с находившимися на борту людьми.
Возможные ущербы при аварии: разрушение или повреждение ВС, исключающее техническую возможность или экономическую целесообразность его ремонта, его эвакуации с места аварийной посадки.
К факторам, способствующим развитию аварий и катастроф в гражданской авиации, следует отнести:
- ошибки и нарушения авиаперсоналом правил эксплуатации ВС;
- отказы и неисправности элементов функциональных систем ВС, проявление неблагоприятных особенностей аэродинамики, устойчивости, управляемости и прочности ВС;
