Проблемы безопасности техносферы и техногенного риска опасных объектов

УДК 347.763

ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОСФЕРЫ И ТЕХНОГЕННОГО РИСКА ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ В. Н. Старов, А. Н. Шуткин

Исследуются некоторые особенности современной концепции безопасности техносферы с позиции обеспечения безопасности среды и субъектов опасных объектов, включая ядерные комплексы. Предложена методика систематизации элементов МЧС, описания процессов и используемых для целенаправленного управления ими подсистем ГПС, что обеспечивает повышение эффективности применения средств систем МЧС.

Ключевые слова: безопасность, техносфера, техногенный риск, опасные объекты.

Важное место в познании общества занимает научное направление, включающее исследование проблем безопасности во всех сферах жизнедеятельности. Исследуем некоторые особенности современной концепции безопасности техносферы с позиции доминирования и взаимосвязей систем институтов государства и безопасности техносферы.

Отметим, что на особой позиции стоят в конкретике этого понятия безопасность целостности территорий, устройства государства, его инфраструктуры, населения и т. д. В буквальном смысле указанное достижимо при отсутствии военной конфронтации с внешним врагом, отсутствии внутренних революций, а также нарушений безопасности, вызванных любыми формами вражды. В целом оставим этот вопрос политикам, без обсуждения; укажем лишь одно: современное оружие разделяется на классическое, традиционное (танки, самолеты, ракеты и т. д.), и нового формата, куда входят физические управляемые процессы, воздействие которых уподоблено влиянию природных процессов (направленные разнородные излучения, ураганы, цунами, землетрясения, пожары, и т. д.), последнее называют термином «климатическое оружие».

Так как избранные люди (военные) научились в определенном диапазоне управлять природными явлениями, но не в мирных целях, то за рамками рассуждений оставим вопрос идентификации ряда опасных природных процессов, которые могут быть как искусственного, так и естественного происхождения. В итоге получаем ситуацию, когда при рассмотрении проблемы безопасности следует остановиться на техногенной безопасности и в первую очередь на опасных объектах, к которым относятся предприятия химической промышленности, атомные станции, ядерные комплексы, включая оборонные, и прочие.

Старов Виталий Николаевич, д-р техн. наук, проф.,

Воронежский институт ГПС МЧС России,

тел.: (473) 246-19-77, e-mail: vigps@mail.ru

Шуткин Александр Николаевич, канд. физ.-мат. наук,

Воронежский институт ГПС МЧС России,

тел.: (473) 236-33-05, e-mail: vigps@mail.ru

© Старов В. Н., Шуткин А. Н., 2013

Таким образом, на первое место по грандиозности воздействия на безопасность человечества и Земли выдвинуты творения, созданные нашими руками и умом, т. е. мощная мировая промышленная инфраструктура, наносящая основной вред безопасности от стационарного или аварийного воздействия промышленных (энергетических) объектов.

Хотя во многих странах по отдельности и совместно за последние года приняты пакеты конкретных решений, защищающих природу и людей, все равно требуется совершенствование механизмов принятия решений, например, по судьбе ранее созданных запущенных в эксплуатацию или проектируемых промышленных объектов, обладающих высокой опасностью. Снижение риска возможных негативных процессов от существующих производств чаще всего связано с необходимостью создания дорогостоящих защитных систем или полного запрета существующих технологий. Однако многие страны, к сожалению и наша, не решают эту проблема. Первоочередные экономические проблемы отдаляют закрытие предприятий с опасными производствами и по-прежнему остаются возможности продолжения экономически нерентабельного ведения хозяйства по всей страны.

Сформированная в обществе вера и заданный реальный вектор повышения экологической безопасности должны наконец-то развиваться. Однако этот раздел безопасности не обеспечен во всех своих юридических аспектах в соответствии с потребностями общества, что позволяет производителям продукции работать по прежним правилам.

Другая его особенность связана с закрытостью от общества многих вопросов бизнеса в области его безопасности, бюрократизмом чиновников и т. п. Необходимы прозрачность и демократизация при одновременном соблюдении принципа персональной ответственности чиновников и хозяев бизнеса.

Следующий аспект безопасности связан с развитием в обществе общечеловеческих ценностей и достижений с сохранением исторического наследия каждой из наций и народностей, культурного наследия нашего общества, которые должны быть очищены от избыточного воздействия современных

технократических тенденций. Это особое межнациональное наднародное обеспечение безопасности страны в форме национальной идеи, где определенное место занимает философия экологической (тех-носферной) безопасности.

Таким образом, вопросы безопасности порождены совокупностью современных угроз и опасностей. Глобальный технический прогресс в двадцатом веке вывел человечество на такой уровень загрязнений природной среды, что люди оказались в чрезвычайно опасном экологическом кризисе, который повернуть назад уже невозможно. Исходного состояния природы прошлого (даже столетия) уже никогда не может быть.

Разумные действия человечества исчерпали себя, что привело мир к опасности мощнейших кризисных явлений, в первую очередь экологических. Более того, как мы видели из ранее приведенного материала, ныне эти многоликие опасности настолько четко выделяются, что создали глобальную систему угрозы человечеству. При этом основная опасность реальной системы состоит в том, что созданные нами же самими опасности нельзя полностью ликвидировать.

Если военную катастрофу можно остановить тем или иным способом, то возникшую рукотворную, проникшую в природу и в нас техносферу, даже в разряде промышленной экологии, изменить в лучшую сторону практически невозможно. Так, по своей разрушительности крупные промышленные аварии (Фукусима, Чернобыль и др.) в десятки раз выше, чем последствия ядерных бомбардировок японских городов в период войны.

В настоящее время только в энергетической сфере в мире добывается, транспортируется, хранится и используется столько миллиардов тонн условного топлива, способного гореть и взрываться, что его масса и энергия сравнимы со всем арсеналом ядерного оружия. Угроза же от арсенала перерабатываемых, хранящихся и перевозимых (т. е. накопленных) в мире химических компонентов разного назначения (синильной кислоты, аммиака, мышьяка, бария, фосгена и др.) почти на два порядка выше, чем накопленных радиоактивных веществ в тех же единицах измерения.

Таким образом, можно утверждать, что к природным естественным опасностям прибавилось опасное продолжение и соседство в виде трудноуправляемых стационарных опасностей. Причем суммарные опасности даже в стационарных объемах (химические заводы, атомные реакторы и др.) постоянно усиливаются. Даже безаварийное воздействие современных процессов оказывает итоговое негативное влияние на окружающую среду, здоровье человека. По классификации мы относим это к экологическим проблемам.

Если к вышеуказанному добавить постоянно возникающие процессы нарушения желаемого социального, экономического и ресурсного спокойствия, что в итоге приводит к кризисам, отсутствие

гармонии как на межгосударственном, так и региональном уровнях, межрелигиозные распри и национальные конфликты и др., то получим еще одно сложное направление опасности для современного человечества.

Все указанное порождает в сложившихся мировых условиях необходимость формирования и развития новой философии и нового мышления с четко сформулированными целями и задачами, которые вытекают из нового понимания термина «безопасность».

Сегодня также чрезвычайно актуальны научные проблемы оценки, анализа, прогнозирования социального, экономического и техногенного рисков и особенно проблемы управления ими. Поэтому надо постоянно развивать теоретические и прикладные направления исследований безопасности жизнедеятельности людей. Рассмотрим конкретные примеры практических вопросов управления безопасностью и рисками их возникновения. Прежде всего проведем некоторую систематизацию исследуемых объектов и укажем рациональные условия оценки их состояний.

Допустим, речь идет об оценке деятельности социально-технической системы, какой является пожарная часть (ПЧ), несущая дежурство на ядерном объекте (например, энергетическом — АС). Данную подсистему МЧС обозначим как SПЧ (I), где I = 1, 2,..., п, т. е. это любая штатная пожарная часть из состава МЧС, причем несущая конкретное дежурство или расположенная в региональной системе ГПС МЧС.

В общем виде если имеем в виду другие структуры и средства МЧС, то обозначим любое из штатных подразделений системы МЧС, которых J = (1, 2,., т), как подсистемы или службы 8Сл, например, служба спасения на водах, горноспасатели и другие. Поэтому получим запись (J).

В своей деятельности эти организации руководствуются нормативными документами, определяющими как эффективность оперативной деятельности подразделения в целом, так и выполнение предписанных назначений, так, для 8ПЧ им является ««Порядок тушения пожаров подразделениями пожарной охраны»». В оценке деятельности исходят из поставленной задачи (цели) и степени достижения цели, для выполнения которой подразделение было применено, а также из величины затрат материальных ресурсов и времени.

Процессы применения и управления

их структурой, обеспечивающей заданные показатели оперативно-тактической и служебной деятельности, т. е. выполнение функционально-ожидаемых показателей реализованных свойств системы, рассматриваем как функционирование сложной системы со всеми её атрибутами и законами.

При создании и применении сложных систем требуется проводить многочисленные исследования и расчеты, связанные с конкретизацией разных фак-

торов. Во-первых, с оценкой показателей, характеризующих свойства системы, включая ее строение. Это, с одной стороны, своего рода внутренняя конструкция любой службы МЧС, включающая такие факторы, как предназначение подразделения, комплектация его средствами и персоналом, местона-

где ^40 — коэффициент весомости; гтх — технологические взаимодействия элементов подсистемы.

Условимся, что второй показатель связан с правильностью выбора из всего состава нужных подсистем МЧС (в первую очередь), других ведомств и министерств страны и своевременностью формирования для ликвидации ЧС оптимальной структуры, а также задействованных подсистем-служб Сл. Это выбор системы SlСЧc (J) и налаженных взаимосвязей со всеми подсистемами МЧС, задействованными в ликвидации ЧС, с учетом специфики и особенностей опасного объекта (наличие зон радиоактивного заражения, зон химического, бактериологического заражения, сильнодействующих ядовитых, взрывчатых веществ, боеприпасов и т. п.). Поэтому символическая запись такова:

&гопт (S'СЧc (J)) .

Сюда же относится учет условий во внешней среде, способствовавших развитию чрезвычайной ситуации (увеличение, например, силы пожара за счет ураганного ветра или уменьшение за счет длительного проливного дождя и т. п.). Под внешней средой Е понимаем множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

Третье обусловлено достижением в процессе деятельности ожидаемых показателей функционирования (или работы), назовем их ПФ.

Номенклатура этих показателей является оценкой работы службы МЧС. По их величине следует производить оценку эффективности функцио-

ПФ (Т ) = f ( К, ЛС, ЛР,

Используем кибернетический подход к описанию исследуемой системы. Всякое целенаправленное поведение Ве подразделения МЧС на опасном объекте, включая ликвидацию нежелательно протекающих процессов и их последствий, рассматриваем как управление. Поэтому имеем целенаправленно организованные нами воздействия ^ на имеющуюся в структуре МЧС систему S'¡СЧc (J), сумма которых есть Примем, что процесс управления формированием системы S'jСЧc (J) происходит в среде X (собственно территория опасного объекта и прилегающий к ней регион, где могут проявиться последствия). Причем там есть объекты У (здания, сооружения, машины, оборудование, определенная инфраструктура и люди, персонал), а также субъекты.

хождение и т. д. Элементы этой подсистемы МЧС обозначим как Пк1, Пк2,... ПкЫ. По этой схеме запишем, например, пожарную часть БПЧ (I).

В общем виде исследуемую систему, обеспечивающую безопасность на опасном объекте, запишем как математическое множество вида

нирования подразделения, а также оценку степени достижения цели.

Например, для пожарной части это оценка выполнения основной боевой задачи при тушении пожаров на опасном объекте: спасение людей в случае угрозы их жизни, локализация и ликвидация пожара в определенные сроки и в определенных размерах, и главное — недопущение бесконтрольного развития процессов, определяющих особенности опасного объекта, для чего может потребоваться привлечение иных средств и сил.

При этом частными показателями оценки эффективности действий на пожаре являются:

- количество К спасенных людей — ПФ(Ктш);

- достижение локализации и ликвидация пожара в сроки — ПФ (ЛСтш);

- достижение локализации и ликвидация пожара в размерах — ПФ (ЛРтах);

- численность привлеченных к тушению пожара боевых расчетов (человек) Ч — ПФ (Чтш);

- привлеченные к тушению пожара средства ПС (пожарные машины, пожарно-техническое вооружение и пожарное оборудование, аварийноспасательное оборудование и техника разных типов (т = 1, 2, ., М), количество которых (п = 1, 2, ., Ы) — ПФ (ПС — МтпЫтт);

- уровень эффективности управления боевыми действиями ЭД в подразделениях на пожаре — ПФ (ЭДтп или ЭДтах).

В общем виде обозначим совокупность указанных частных показателей и дополнительных Тд с их параметрами через Т, число которых i = 1, 2,., п, поэтому имеем

Ч, ПС -М - N, ЭД, Тд ).

Любой субъект ощущает на себе воздействия среды X и объекта У. Если своё состояние Сi в среде X он изменить не может, то с применением воздействия Ж состояние объекта У в процессе управления обязательно изменяется. В результате на выходе получим новую систему (это выход В). Состояние — это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Обозначение поведения можно представить как функцию переходов состояний: zt = f (zt_1, хг, иг).

В этих условиях состояние объекта У влияет на состояние потребностей субъекта. Потребности и субъекта С обозначим как Си, поэтому имеем:

Си={Сщ,Сщ, ..., С^},

S№2 Н - А = {А0 ; Пк1, Пк2, Пк3, Пк4, Пк5, Пкб ; гТХ },

где Си — состояние /-й потребности субъекта, которая выражается числом (1, 2, ..., к), характеризующим насущность, т. е. актуальность этой потребности.

Свое поведение субъект строит так, чтобы минимизировать насущность своих потребностей. Поэтому необходимо решать задачу многокритериальной оптимизации вида

Си%

где Я — ресурсы субъекта [2].

Таким образом, имеем описание установленной взаимосвязи потребностей с состоянием среды X (иными словами, говорим о том, что происходит на опасном объекте или что произошло сейчас) и поведением Ве субъекта (описание состояния инфраструктуры с учетом действий и состояний персонала или населения).

Принимаем, что на уровне наших действий, обозначенных как уровень 7П(1, I), выполняющая функция реализации целей управления, формирующих требуемые воздействия на объект ЧС, есть Z. Например, это могут быть технологические условия (факторы) процесса применения для ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации необходимых новых подсистем МЧС.

В итоге имеем конкретные виды регламентированных действий, составляющих основу боевого применения подразделения МЧС и обеспечивающих выполнение конкретных действий с параметрами

Библиографический список

1. Об утверждении Порядка тушения пожаров подразделениями пожарной охраны: приказ МЧС РФ от

31.03.2011 № 156 [зарег. в Минюсте РФ 09.06.2011 № 20970] // Бюл. нормативных актов федер. органов исполнит. власти, 18 июля 2011, № 29.

2. Молчалов, А. А. Моделирование и проектирование сложных систем / А. А. Молчалов. — Киев: Высш. шк., 1988. — 359 с.

проявления конкретных показателей ожидаемого процесса (например, уровня радиации на опасном объекте) или решения поставленной боевой задачи, описываемые как F = {X1, F1}.

Следовательно, X и F — это установленные, поддерживаемые, регистрируемые параметры, например, результаты боевых действий по тушению пожаров на опасном объекте, а именно: обработка вызовов, выезд и следование к месту вызова (пожара), разведка, спасание людей и имущества, боевое развертывание, ликвидация горения, выполнение специальных работ, сбор и возвращение в подразделение.

Используя моделирование, можно построить модель управления G конкретным объектом, указать и реализовать условия, переводящие объекты (подсистемы МЧС) в целевое состояние Z^ а в итоге получить требуемую систему с заданными свойствами обеспечения безопасности на опасном объекте.

Выводы

1. Таким образом, нами исследованы некоторые особенности современной концепции безопасности техносферы с позиции безопасности среды и субъектов опасных объектов, включая ядерные комплексы.

2. Предложена методика систематизации элементов МЧС, описания процессов и используемых для целенаправленного управления ими подсистем ГПС, что обеспечивает повышение эффективности применения средств МЧС.

References

1. Ob utverzhdenii Porjadka tushenija pozharov podrazdelenijami pozharnojj okhrany: prikaz MChS RF ot

31.03.2011 № 156 [zareg. v Minjuste RF 09.06.2011 № 20970] // Bjul. normativnykh aktov feder. organov ispolnit. vlasti, 18 ijulja 2011, № 29.

2. Molchalov, A. A. Modelirovanie i proektirovanie slozhnykh sistem / A. A. Molchalov. — Kiev: Vyssh. shk., 1988. — 359 s.

SAFETY PROBLEMS OF THE TECHNOSPHERE AND TECHNOGENIC RISK OF DANGEROUS OBJECTS

V. N. Starov

D. Sc. in Engineering, Prof., Voronezh Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia, tel.: (473) 246-19-77, e-mail: vigps@mail.ru A. N. Shutkin

PhD in Physics and Mathematics, Voronezh Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia, tel.: (473) 236-33-05, e-mail: vigps@mail.ru

Explores some of the features of the modern concept of safety to ensure the safety of the technosphere and the subjects of the environment of hazardous facilities, including nuclear facilities. The technique of organizing elements of EMERCOM, process descriptions and used for targeted management subsystems of Russian State Fire Service, which enhances the efficiency of the use of funds EMERCOM systems.

Keywords: safety, technosphere, technogenic risk, dangerous objects.