Теория безопасности

Теория безопасности является современным, междисциплинарным направлением фундаментальной науки и изучает состояние защищенности жизненно важных интересов человека, общества и государства от ЧС природного и техногенного характера.

В число основных объектов исследований входят:

- установление фундаментальных закономерностей перехода естественных природных систем, объектов техногенной и биологической сферы, социально-экономических структур от нормальных (штатных) к аварийным и катастрофическим состояниям;

 - качественное и количественное описание сложных нелинейных механизмов взаимодействия указанных систем, объектов и структур на различных стадиях возникновения и развития аварийных и катастрофических состояний и их последствий во временной и пространственной кинетической постановке;

- создание научных основ диагностирования, мониторинга, раннего предупреждения и предотвращения аварий и катастроф, построение систем защиты и реабилитации.

В рамках теории безопасности используются законы, методы, критерии и принципы естественных, технических и общественных наук. Методологические основы теории безопасности базируются на достижениях:

- математики (методы математического системного анализа, математическая статистика и теория вероятностей, математическое моделирования, теория бифуркаций, теория решения некорректных задач прикладной математики, теория риска);

- физики (общая и прикладная физика элементарных частиц и твердого тела, радиоэлектроника, спектроскопия, физика атмосферы, физика земли, ядерная физика и ядерная энергетика, теория лазеров);

- механики (механика жидкостей и газов, механика твердого деформируемого тела);

- машиноведения (анализ и синтез технических систем, кинематика и динамика машин и механизмов, надежность, прочность и ресурс систем);

- информатики и управления (кибернетика, теория управления, теория интегральных систем, теория автоматических систем и роботов, теория принятия решений);

- химии (теория химических и физико-химических реакций, химия процессов и материалов, органическая и неорганическая химия, биохимия);

- биологии и физиологии (генетика, экология, нейрофизиология, эволюционная морфология); - геологии (комплексные методы геологии, геофизики и геохимии, океанологии);

- обществоведения (основы государства и права, философии, социологии, экономики).

В теории безопасности принята определенная система классификации аварий и катастроф:

- по причинам и источникам возникновения (природные, техногенные, социально-экономические, экологические, военные);

- по масштабам их последствий (глобальные, национальные, региональные, местные и объектовые);

- степени их определенности и предсказуемости (проектные, запроектные, гипотетические).

Принципиальное значение в теории безопасности придается установлению критериев и шкал измерений, позволяющих количественно оценивать и измерять опасности, угрозы, степень защищенности и повреждаемости.

На этой основе формируются количественные и качественные параметры принимаемых управленческих решений, конструкторско-технологических и эксплуатационных нормативно-технических документов, заключений комиссий по анализу аварий и катастроф. Такие параметры используются при формировании целей безопасности и оценки эффективности мероприятий для достижений этих целей.

Фундаментальные исследования в области безопасности человека, общества и государства позволяют:

- научно обосновать принципы, методы и системы защиты от аварий и катастроф;

- сформировать российскую систему сил и действий при возникновении чрезвычайных ситуаций (РСЧС), если аварии и катастрофы не удалось предотвратить, и угрозы из потенциальных перешли в реальные и реализованные. Для количественного анализа и установления шкал измерения состояния безопасности человека, общества и государства в рамках развитой к настоящему времени теории безопасности в качестве базовых критериев безопасности можно принять следующие:

- риски для жизни и жизнедеятельности;

- качество и продолжительность жизни. Критерии рисков имеют выраженный вероятностный характер и определяются вероятностью (или частотой) реализации угроз для человека, общества и государства и величиной ущерба при этой реализации. В ряде случаев под критериями рисков понимают только вероятности или частоты неблагоприятных, опасных или катастрофических явлений.

Общий анализ рисков от аварий и катастроф для государства проводится на базе изучения рисков для каждой из катастроф и их числа на заданном отрезке времени. Такой анализ позволяет определять пути решения проблем безопасности и управления рисками на государственном, региональном и объектовом уровне. 34 В теории безопасности при применении критериев риска целью управления является общая минимизация ущербов и вероятностей аварий и катастроф.

Таким образом, фундаментальные научные основы регулирования безопасности, защиты человека, общества и государства от аварий и катастроф состоят в выборе приоритетных критериев безопасности и разработке комплексов первоочередных и перспективных мероприятий по снижению рисков и повышению качества и продолжительности жизни. Последовательное освоение в практике системных методов проектирования сложных технических систем и универсальных принципов обеспечения безопасности позволят в основном решить задачу предупреждения возникновения крупных аварий и катастроф.

Учеными разработан ряд общерегулирующих принципов, руководствоваться которыми необходимо в интересах обеспечения безопасности технических систем. Один из них – принцип глубокоэшелонированной защиты, направленный на компенсацию потенциальных ошибок человека или механических отказов оборудования, и реализующийся путем создания серии барьеров, которым в принципе никогда и ничто не угрожает, но которые, должны немедленно разрушиться, предотвращая тем самым возможный ущерб человеку и окружающей среде. Такие барьеры обладают способностью удержания энергии или опасных веществ и могут служить как целям эксплуатации, так и безопасности.

При проектировании инженерных систем по критериям безопасности необходимо руководствоваться следующими научно обоснованными принципами:

независимости и разнообразия, когда системы обеспечения безопасности проектируются так, чтобы влияние дефектов, ошибок, отказов на работоспособность системы было минимальным; (при этом независимость достигается физическим, функциональным и пространственным разнесением, а разнообразие – физической, методической и аппаратной разнотипностью);

безопасности отказа, когда наиболее вероятные отказы систем обеспечения безопасности сами содействуют ложному срабатыванию системы, чем обнаруживается угроза аварии;

надежности и живучести, когда обеспечивается высокий уровень надежности функционирования важнейших элементов;

естественной технической безопасности – реализуется путем конструирования и применения автономных специальных средств защиты, максимально упрощенной и надежной конструкцией технической системы, минимизации уровня запасенной энергии и вредных веществ, а также ошибок оператора на развитие аварийных процессов.

В результате выполнения указанных работ создаются технические системы предотвращения тяжелых аварий на объектах авиации, космоса, железных дорог, гражданского строительства, особенно тех, где аварии и разрушения непосредственно связаны с опасностью для населения, ядерной энергетики, в том числе связанных с переработкой, транспортировкой и захоронением ядерного топлива и радиоактивных материалов.

В центре внимания ученых, специалистов находятся вопросы создания различных форм сейсмозащиты, головных образцов аппаратуры для диагностики состояний сложных технических систем, контроля техногенных процессов, оперативного мониторинга, способов активного тушения пожаров, в том числе – с использованием направленного взрыва, систем безопасности при утилизации и хранении средств ядерного, химического и других видов вооружения, универсальных средств защиты и спасения при чрезвычайных ситуациях и многое другое. В частности, становится очевидным, что на данном этапе, когда нормативно-законодательная основа решения проблем безопасности в достаточной степени развита, следует сосредоточить внимание на формировании единой национальной системы управления и её элементов в данной области.

Не трудно спрогнозировать, что в ближайшем будущем на всех уровнях управления государства и регионов, и в самой технической сфере, сложится инфраструктура обеспечения природно- техногенной безопасности, и сразу же возникнет проблема кадров, необходимости организации последовательной работы по массовой подготовке и переподготовке соответствующих специалистов и руководителей. Полагаем, что на это следует своевременно обратить внимание и сосредоточить усилия.

Механизмы управления. В комплексе намечаемых для решения проблем безопасности на ближайшую перспективу предусматривается:

- разработать трехуровневую государственную структуру президентских, федеральных целевых и отраслевых научно- технических программ;

- скоординировать региональные научно-технические программы с государственными программами (в части постановок задач, методов разработок, исполнителей и источников финансирования).

В области инженерных решений по поддержанию и повышению безопасности наиболее важных объектов государственного и оборонного комплексов необходимо сосредоточить усилия:

- на разработке, согласовании и введении в действие деклараций по безопасности;

- на согласовании и принятии номенклатуры и перечня потенциально опасных объектов федерального, регионального и отраслевого подчинения;

- на разработке, применительно к потенциально опасным объектам, инженерных мероприятий по повышению безопасности;

- на создании и введении в эксплуатацию средств функциональной защиты объектов от аварий и катастроф;

- на создании встроенных и мобильных систем оперативной диагностики аварийных ситуаций.

В области защиты от природных и природно-техногенных катастроф необходимо ввести в действие:

- методы, критерии и системы оценки риска природных и природно-техногенных катастроф;

- геоинформационные системы многомасштабного анализа природных опасностей (на государственном, региональном и местном уровне);

- интегрирование системы защиты (контроль, мониторинг, оповещение, эвакуация) при прогнозируемых, не прогнозируемых стихийных бедствиях.

В области защиты от чрезвычайных ситуаций целесообразно предусмотреть:

- создание систем и средств ликвидации чрезвычайных ситуаций на первых и последующих стадиях их возникновения;

- разработку проектных решений для потенциально опасных объектов, предусматривающих встроенные в них системы предупреждения, контроля, локализации и ликвидации аварийных и катастрофических ситуаций;

- создание специальных федеральных, региональных и объектовых комплексов жизнеобеспечения при аварийных ситуациях (тепло-энергообеспечение, спасение, экстренная медицина, спец резервы продовольствия);

- создание принципиально новых систем эвакуации и доставки спасателей и грузов в зонах чрезвычайных ситуаций (амфибийные платформы, аэростатические системы, мобильные мостовые конструкции, специальные ракетные системы;

- создание новых информационных систем оповещения, анализа информации и принятия решений с учетом комбинированных воздействий от комплексов поражающих факторов.

В области подготовки специалистов особое значение будут иметь:

- централизованные программы обучения и переподготовки для специалистов по основным направлениям программы;

- региональные и отраслевые программы подготовки и переподготовки специалистов по проблемам безопасности в техногенной и природно-техногенной сфере;

- международные программы подготовки специалистов по проблемам защиты от аварий и катастроф с глобальными национальными и региональными последствиями.

В области фундаментальных и прикладных исследований целесообразно предусмотреть:

- развитие обобщенных и специальных математических и физических моделей возникновения и развития аварийных и катастрофических ситуаций;

- развитие и применение единых критериев оценки безопасности в детерминированной и вероятностной постановке для за проектных и гипотетических аварийных ситуаций;

- постановка физических экспериментов для получения базовой исходной информации при обосновании безопасности;

- развитие и применение единых методов и систем контроля, диагностики и защиты.

В области международного сотрудничества предстоит:

- разработать комплексные программы и проекты в обоснование безопасности с учетом трансграничных переносов;

- создать международные системы оповещения, спасения и ликвидации последствий природных и техногенных катастроф;

- создать трехуровневую (космическую, авиационную и наземную) систему контроля и наблюдения за наиболее опасными техническими системами и природными явлениями и за развитием наиболее тяжелых катастроф.