Определение оправданности вида деятельности

Министерство Российской Федерации

По делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям

И ликвидации последствий стихийных действий

___________________________

Академия гражданской защиты

 

МЕТОДИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОГРАММ

ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ

В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

 

Учебное пособие

 

Новогорск - 2005

 

Министерство Российской Федерации

По делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям

И ликвидации последствий стихийных действий

___________________________

Академия гражданской защиты

 

Потапов Б.В., Фидаров Э.З., Авитисов П.В., Гайфуллина О.В.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОГРАММ

ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ

В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

 

Рекомендовано начальником Академии гражданской защиты

в качестве учебного пособия для студентов, слушателей и курсантов академии при изучении дисциплин «Медицина катастроф», «Медико-биологическая защита» и «Медицинская защита населения»

 

 

Учебное пособие

 

 

Новогорск - 2005

Рецензент: доктор экономических наук, профессор Вишняков Я.Д. – заведующий кафедрой «Управление экологической безопасностью» Государственного университета управления.

 

Авторы: ведущий научный сотрудник ВНИИ ГО ЧС, МЧС России, доктор технических наук, полковник Потапов Б.В., ведущий хирург 52 лечебно-диагностического центра МО РФ, кандидат медицинских наук, полковник м/с Фидаров Э.З., начальник кафедры медико-биологической защиты АГЗ МЧС России, кандидат медицинских наук, доцент, Заслуженный врач РФ, полковник м/с Авитисов П.В., адъюнкт кафедры медико-биологической защиты АГЗ МЧС России, капитан м/с Гайфуллина О.В.

 

«Методический аппарат оптимизации программ защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие. Новогорск, 2005.

 

В учебном пособии дан методический подход к оптимизации защиты населения и территорий от природных и техногенных опасностей, приведен методический аппарат рационального распределения ресурсов на защиту между территориями с использованием метода экспертного оценивания в сочетании с теорией нечетких множеств, систематизировано изложены вопросы оптимизации защиты территории от различных опасностей методом линейного программирования, приведена модель оценки эффективности принимаемых решений на реализацию превентивных мер защиты от опасных природных явлений в условиях неопределенности.

Изложенный методический аппарат позволяет более обоснованно принимать решения на осуществление мер по управлению природными рисками и выбирать стратегию их реализации и может быть использован при решении ряда прикладных задач не только в области защиты населения и территорий в ЧС, но также и в других областях при решении многих народно-хозяйственных задач.

СОДЕРЖАНИЕ

		стр.
	Введение..................................................................................................
	Методический подход к оптимизации защиты населения и территорий от природных и техногенных опасностей.................................
1.1	Определение уровня приемлемого риска.............................................
1.2	Оптимизация затрат на безопасность в масштабе социально-экономической системы........................................................................
1.2.1	Определение оправданности вида деятельности на основе двухуровневой модели...................................................................................
1.2.2	Определение оправданности хозяйственной деятельности на основе максимизации продолжительности жизни..................................
1.3	Рациональное распределение затрат на превентивные меры и реагирование................................................................................................
	Методический аппарат рационального распределения ресурсов на защиту между территориями................................................................
2.1	Определение относительной опасности территорий на основе экспертного оценивания в сочетании с теорией нечетких множеств.....
2.1.1	Показатели опасности территорий для жизнедеятельности..............
2.1.2	Экспертные методы определения относительной опасности территорий........................................................................................................
2.1.3	Модель экспертного оценивания с использованием нечетких множеств.................................................................................................
2.1.4	Экспертная система для определения относительной опасности территорий..............................................................................................
2.2	Зонирование территории страны по природной и техногенной опасности для жизнедеятельности.......................................................
2.3	Рациональное распределение ресурсов на защиту между территориями.......................................................................................................
	Рациональное распределение ресурсов территорий на снижение рисков и смягчение последствий ЧС....................................................
3.1	Обоснование основных соотношений и исходных данных...............
3.2	Выбор целевой функции........................................................................
3.3	Оптимизация защиты территории от различных опасностей методом линейного программирования (определение доли выделяемых средств)....................................................................................................
3.4	Задача целочисленного программирования.........................................
3.5	Рациональный выбор защищаемых объектов.....................................
	Модель оценки эффективности принимаемых решений на реализацию превентивных мер защиты от опасных природных явлений в условиях неопределенности...............................................................
4.1	Формализация задачи.............................................................................
4.2	Ошибки первого и второго рода...........................................................
4.3	Потери от ошибочных решений............................................................
	Заключение.............................................................................................
	Список рекомендуемой литературы.....................................................

 

Введение

 

Учебное пособие посвящено относительно новой и с научной точки зрения малоисследованной проблеме в сфере выработки рациональной государственной политики в области безопасности жизнедеятельности – оптимизации затрат на безопасность в условиях ресурсных ограничений, затрагивает экономические и социальные аспекты социально-экономических систем. Это особенно актуально для России, переживающей экономический кризис. Учитывая, что риск представляет собой произведение вероятности нежелательного события на ущерб от него, важнейшей составляющей его анализа является анализ ущербов и оптимизация затрат на их снижение.

Необходимость принятия неотложных мер по снижению ущербов от ЧС требует перехода с традиционного пути – ликвидация последствий ЧС, на экономически более оправданный – их предупреждение. Однако и его реализация требует затрат. Предпринимаемые превентивные меры, во-первых, должны быть обоснованны, т.е. затраты на них должны быть меньше предотвращенного ущерба, а во-вторых, рациональными, т.е. обеспечивать максимум предотвращенного ущерба. Решение этих и других задач, связанных с обоснованием государственной политики в области обеспечения безопасности населения, возможно только при наличии соответствующего научно-методического аппарата: концепций, теорий, методов, моделей, алгоритмов.

В учебном пособии, написанном на основе оригинальных исследований авторов, систематизировано изложены подходы к решению обозначенных задач, основанные на математическом описании опасностей, угроз, уязвимости, эффективности систем безопасности, ущерба, риска, затрат на защиту, предотвращенного ущерба. Выделены классы задач оптимизации защиты.

1 Методический подход к оптимизации защиты населения и территорий

от природных и техногенных опасностей

 

Одним их принципов государственной политики в области обеспечения защищенности населения и территорий от природных и техногенных угроз является рационализм. Однако усложнение хозяйства (составляющих его элементов, хозяйственных связей) и динамика его изменения, значительные ущербы от ЧС не позволяют и далее приближаться к рациональным пропорциям в области обеспечения безопасности в течение длительного времени методом проб и ошибок. Требуется научный подход, основанный на использовании математических моделей процессов в социально-экономических системах, учитывающих риски от всего комплекса сопровождающих жизнедеятельность человека опасностей, и методов оптимизации.

Проведение рациональной политики в области природной и техногенной безопасности означает установление рациональных пропорций между различными объектами этой политики на различных уровнях: страна, административно-территориальные единицы, отрасли экономики, отдельные потенциально опасные объекты. Для этого необходимо последовательное решение следующих задач, изложенных ниже по степени общности (рис. 1):

1) определение приемлемого уровня риска для населения страны и оправданности видов деятельности (технологий) с учетом экономических и социальных факторов;

2) определение рационального соотношения затрат на превентивные меры и на реагирование;

3) рациональное распределение затрат на защиту от ЧС между территориями (регионами, субъектами федерации, другими административно-территориальными единицами);

4) оптимизация затрат на защиту рассматриваемой территории по видам опасности;

5) выбор защищаемых объектов;

6) выбор мер защиты.

 

Рис. 1. Методический подход к оптимизации защиты населения и территорий от природных и техногенных опасностей

 

Согласно изложенному методическому подходу планирование затрат на системы и меры безопасности осуществляется исходя из достигнутого уровня от общего к частному, при этом результат решения предыдущей (более общей) задачи дает исходные данные или ограничения для решения последующей (частной).

 

1.1 Определение уровня приемлемого риска

 

Уровень приемлемого риска должен устанавливаться в каждой стране законодательно. Он зависит от экономического положения страны, социальных предпочтений в данном обществе, восприятия и приемлемости различных рисков разными социальными группами. Из законодательного установления уровня приемлемого риска следует необходимость его обеспечения ресурсами на снижение рисков до установленного уровня в тех регионах и сферах деятельности, в которых они выше приемлемого. Завышение уровня приемлемого риска приводит к возрастанию доли затрат на системы безопасности и, соответственно, снижению доли затрат на дальнейшее социально-экономическое развитие.

Установление уровня приемлемого риска является прерогативой законодательного органа, а обеспечение его выполнения в масштабе страны должно возлагаться на правительство. Формой такого выполнения должно быть установление некоторого переходного периода, в течение которого уровень риска должен быть обеспечен на приемлемом уровне. Механизмом обеспечения может стать целенаправленное использование ресурсов регионов и принятие ряда долговременных (на 5-10 лет) Федеральных целевых программ по снижению опасностей для жизнедеятельности по критическим сферам деятельности, опасностям и регионам.

Постулируется, что уровень приемлемого риска должен быть настолько низким, чтобы наличие такового не вызывало какого-либо беспокойства индивидуума. Его установление - это социальная и экономическая проблема, решение которой входит в компетенцию социальных наук, политики, экономики и рассматривается в рамках психологической, социологической и экономической концепций риска. Принятое значение приемлемого риска должно соответствовать социальным требованиям, но в то же время обеспечивать жизнеспособность и дальнейшее развитие экономики рассматриваемой социально-экономической системы (государства). Более высокий уровень экономического развития позволяет установить более низкие значения для приемлемого уровня риска. Таким образом, значение уровня приемлемого риска должно устанавливаться в результате решения некоторой оптимизационной задачи.

Значение уровня приемлемого (рационального по комплексу социальных и экономических факторов) риска зависит от социально-экономических условий в государстве. Как следствие, эти уровни, принятые или предлагаемые в практической деятельности различными национальными организациями, различаются. При этом, исходя из того, что обусловленная опасностью смерть является недопустимым событием, под индивидуальным риском, как правило, понимают риск смерти для индивидуума. Уровни приемлемого индивидуального риска для лиц из населения находятся в диапазоне от 10^-4 до 10^-6 1/(чел.×год), но уровень риска смерти выше 10^-4 1/(чел.×год) однозначно признается неприемлемым (чрезмерным).

При определении социально приемлемого риска обычно используют данные о естественной смертности людей, которая в индустриально развитых странах практически одинакова и изменяется с течением времени, отражая научно-технический прогресс. Риск естественной смерти зависит от возрастной группы людей: в возрасте 5-15 лет он имеет минимум и равен 2×10^-4 1/(чел.×год), при этом на каждый такой случай приходится 20 несчастных случаев постоянной нетрудоспособности (нс пн) и 200 несчастных случаев временной нетрудоспособности (нс вн). Поэтому вводят реперное значение абсолютного индивидуального риска

Q_0А = 10^-4 1/(чел.×год).

При определении значения приемлемого (допустимого) риска Q_0п при наличии отдельного источника опасности (технической установки, потенциально опасного объекта) следует иметь в виду, что человеку обычно угрожает несколько источников опасности и, следовательно, должно выполняться неравенство

Q_0п< Q_0А.

Обычно в качестве приемлемого уровня риска при наличии отдельно взятого источника берут

Q_0п = .

Приемлемые уровни различаются для рисков вынужденного (профессионального) и добровольного, т.е. рассматриваются для двух категорий лиц: 1) лиц из населения; 2) для персонала (профессиональных работников) - лиц, которые непосредственно вовлечены в хозяйственную деятельность. Так, предел индивидуального риска для техногенного облучения (одного из факторов риска) лиц из персонала в Нормах радиационной безопасности (НРБ-96/98) установлен равным 1×10^-3 1/(чел.×год), а для населения - 5×10^-5 1/(чел.×год).

Например, в Нидерландах на законодательном уровне для уровня приемлемого риска, обусловленного хозяйственной деятельностью, принято значение индивидуальной вероятности смерти, равное 10^-6 1/(чел.×год). Это решение было принято исходя из следующих положений. За основу был принят риск смерти индивидуума в возрасте 10-15 лет, который согласно статистическим данным по возрастной смертности составляет 10^-4 1/(чел.×год) и является минимальным на протяжении всей его жизни. Основываясь на этих данных, для уровня приемлемого риска принято значение, которое составляет 1 % от риска смерти в возрастном интервале от 10 до 15 лет, т.е. 10^-6 1/(чел.×год).

В ряде других стран для уровня приемлемого индивидуального риска установлены и большие значения, чем в Нидерландах. Уровень приемлемого риска для РФ, учитывая уровень ее социально-экономического развития, должен составлять ориентировочно 10^-4 1/(чел.×год). Отметим, что именно такого значения для приемлемого уровня риска придерживаются в Великобритании. Относительно же риска для персонала, который является вынужденным, приемлемый уровень должен быть существенно выше или даже вообще отсутствовать (например, военные риски), но в этом случае для него должны быть предусмотрены социально-экономические компенсации (качество жизни в обмен на безопасность). В качестве пренебрежимого уровня риска обычно принимают риск смерти для индивидуума, равный 10^-8 1/(чел.×год). В Нидерландах такое значение обосновывается из условия, что пренебрежимый уровень должен составлять 1 % от принятого в стране приемлемого уровня риска.

Индивидуальный риск для населения, обусловленный хозяйственной деятельностью, должен находиться в диапазоне 10^-4 ... 10^-6 1/(чел.×год) (область приемлемого риска или ниже). Задача науки состоит в установлении рационального значения приемлемого риска, чтобы последний был на таком низком уровне, насколько это достижимо исходя из экономических и социальных факторов развития нашей страны. Принимаемые в условиях имеющихся ресурсных ограничений меры по обеспечению безопасности направлены на снижение риска до возможно более низкого уровня.

Ввиду значительных сложностей и неопределенностей в количественной оценке социального риска, обусловленного хозяйственной деятельностью, в настоящее время нормативы для уровней этого риска, требующиеся для процесса регулирования, обычно не устанавливаются. Тем не менее регулирующий орган в каждом конкретном случае при анализе того или иного источника опасности определяет уровень социального риска от него и в определенных ситуациях может выдвинуть требования к организации, ответственной за безопасную эксплуатацию источника опасности, по принятию мер для его снижения.

 

1.2 Оптимизация затрат на безопасность в масштабе

социально-экономической системы

Определение оправданности вида деятельности