2.1. Обзор существующих подходов

Одно из основных направлений основывается на определении таких понятий, как ущерб и риск. Считается, что риск – это мера для количественного измерения опасности, представляющая собой векторную величину, включающую следующие основные показа- тели: величину ущерба от воздействия того или иного опасного фактора, вероятность возникновения рассматриваемого опасного фактора, неопределенность в величинах как ущерба, так и вероятности.

Ряд работ опираются на оценки эффективности мероприятий по снижению степени риска поражения людей и возможного ущерба при ЧС. Интересно, что в ряде стран Западной Европы в результате проведения национальных программ по управлению природными и техногенными рисками число крупных аварий и катастроф в течение последних 10 лет сократилось в 8-10 раз. Во многих работах делается упор на системный подход к решению проблем безопасности сложных объектов. Предлагается ставить на математическом языке задачи управления риском.

Говорится о необходимости создания новой науки – математической теории риска и безопасности. Предлагается создавать специальные модели поведения людей в условиях ЧС. Риск в ряде работ определяется как векторная величина, компонентами которой являются потери различного типа (экономические, социальные, экологические).

Поэтому задачу управления риском следует рассматривать либо как задачу векторной оптимизации, либо как обычную задачу скалярной оптимизации, определив некоторую интегральную оценку риска. В данной работе мы выбираем второй путь. Построение интегральной оценки риска также можно проводить различными способами.

Действительно, поскольку риск определяется двумя группами факторов – вектором вероятностей и вектором ущербов, то можно сначала провести интеграцию (свертку) по вероятностям каждого типа ущерба (например, определить математическое ожидание по каждому типу ущерба, то есть ожидаемый ущерб), а затем построить интегральную оценку ожидаемых ущербов. Можно поступить наоборот, сначала построить интегральную оценку ущербов, а затем взять математическое ожидание этой интегральной оценки. Рассматриваемый ниже подход к задаче управления риском основан на первом варианте – в качестве интегральной оценки риска принимается интегральная оценка ожидаемых ущербов различных типов.

Предлагаемый в настоящей работе подход является попыткой создать, хотя и приближенный, но достаточно универсальный инструментарий управления риском для любого типа объектов и ЧС. В общем случае перед нами стоит следующая задача: необходимо определить набор мероприятий {xi}, так изменяющий параметры объекта, чтобы риск (интегральная оценка риска) был не больше заданного, а стоимость всех мероприятий была минимальной. Сформулированная задача имеет дискретный характер и довольно сложна с вычислительной точки зрения.

Как правило такого рода задачи принадлежат к NP-полным и решаются с помощью переборных процедур. Решение поставленной задачи обеспечения безопасности объекта разобьем на следующие основные блоки:

1. Оценка существующего уровня безопасности (риска).

2. Определение оптимального набора мероприятий по снижению уровня риска.

3. Определение плана проведения мероприятий.

Каждый из блоков органически связан с другими, причем каждый следующий основывается на результатах предыдущих. Остановимся подробно на каждом из них.

1. Оценка существующего уровня безопасности основана на понятии интегрального риска.

В качестве исходных данных предполагается использовать универсальную экспертную систему оценки риска. Для настройки такой системы на реальный объект, необходимо использовать специальные группы экспертов, а также, по возможности, включать в экспертную систему объективные статистические и аналитические данные (например, вероятности возникновения тех или иных ЧС).

Количественное определение риска состоит из двух этапов: построение дерева рисков и вычисление на нем интегральной оценки риска. Построение дерева ущерба либо рисков также включает два этапа.

На первом определяется набор первичных параметров, влияющих на ущерб.

На втором - строится структура дерева и определяются процедуры агрегирования для всех вершин дерева.

Для более точного определения первичных параметров дерева рисков или ущербов желательно создание имитационных моделей основных видов ЧС: наводнения, пожара, землетрясения, взрыва, химического заражения, радиационного заражения, урагана и др., при помощи которых можно было бы определить наиболее вероятные изменения первичных параметров дерева.

2. На втором этапе определяется оптимальный набор мероприятий, так изменяющий параметры объекта, чтобы интегральный риск был не больше заданного, а стоимость проведения всех мероприятий при этом была минимальна. Поставленная задача решается на основе уже построенного на первом этапе дерева риска.

Для этого необходимо определить, как надо изменить первичные параметры объекта, чтобы величина интегрального риска стала допустимой. После этого любое изменение каждого первичного параметра будем связывать с конкретным мероприятием (или группой мероприятий), имеющим свою стоимость. Для определения оптимального набора таких мероприятий строится, так называемая, сеть напряженных вариантов, каждый из которых по существу является Парето- оптимальным. Затем предлагается алгоритм, выбирающий набор мероприятий минимальной стоимости.

3. При определении плана проведения мероприятий, как правило, учитываются такие факторы, как затраты, продолжительность и различного рода риски. Все эти факторы взаимосвязаны. Так, увеличивая затраты можно уменьшить продолжительность, риски и т.д.

В связи с этим на третьем этапе целесообразно рассмотреть задачу минимизации сроков проведения мероприятий, если задано распределение денежных средств во времени. Все три блока предлагается объединить в компьютерную систему поддержки принятия решений, включающую в себя весь набор разработанных алгоритмов, что должно позволить в динамике моделировать различные стратегии поведения ЛПР.

Для внедрения такой системы потребуется её адаптация к конкретному объекту, которая будет включать несколько этапов: привлечение экспертов для корректировки процедур агрегирования дерева рисков; определение имеющегося набора возможных мероприятий, изменяющих параметры объекта; настройка имитационных моделей ЧС на объект; выбор наиболее эффективного для данного объекта подмножества механизмов управления.

Кроме того, для работы системы необходимо определить приемлемый для данного объекта уровень риска, а также динамическое распределение денежных ресурсов во время проведения набора мероприятий.