Методи аналізу та оцінювання ризиків

У рамках технічної (технократичної) концепції після ідентифікації джерел небезпеки або виявлення можливих загроз необхідно оцінити їх рівень і наслідки, до яких вони можуть призвести, тобто ймовірність відповідних подій і пов'язаний з ними потенційний збиток. Для цього застосовують методи оцінювання ризику, які в загальному випадку поділяються на феноменологічні, детерміністичні та ймовірнісні.

Феноменологічний метод ґрунтується на визначенні можливості перебігу аварійних процесів, виходячи з результатів аналізу необхідних і достатніх умов, пов'язаних із реалізацією тих чи інших законів природи. Цей метод простий у застосуванні і дає надійні результати, якщо робочі стани і процеси такі, що можна з достатнім запасом визначити реальний стан компонентів розглядуваної системи. Метод стає ненадійним поблизу меж різкої зміни стану речовин і систем. Характерним прикладом застосування такого методу є методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті [7]. В її основу покладено знання про хімічні й фізичні особливості небезпечних хімічних речовин, які застосовують у виробничих процесах, та реальні метеорологічні умови.

У практиці феноменологічний метод досить ефективно застосовують для порівняння запасів безпеки різних типів потенційно небезпечних об'єктів, але він малопридатний для аналізу розгалужених аварійних процесів, розвиток яких залежить від надійності тих чи інших частин об'єкта або засобів його захисту.

Детерміністичний метод передбачає наявність достатніх знань щодо послідовності етапів розвитку аварій, починаючи від вихідної події через послідовність передбачуваних стадій відмов, деформацій і руйнування компонентів до сталого кінцевого стану системи. Хід аварійного процесу аналізують і прогнозують за допомогою методів математичного моделювання, побудови імітаційних моделей і проведення складних розрахунків. Детерміністичний підхід забезпечує наочність і психологічну прийнятність, оскільки дає змогу виявити основні чинники, які визначають хід процесу. Характерною його ознакою є побудова детермінованих моделей, під якими розуміють такі моделі, в яких кожна змінна чи параметр може набувати визначеного фіксованого значення або низки фіксованих значень за будь-яких заданих умов.

Недоліки методу полягають у тому, що існує потенційна небезпека не зафіксувати важливі, але рідкісні ланцюжки подій у розвитку аварії. Крім того, побудова достатньо адекватних математичних моделей аварійних процесів – дуже складне завдання навіть за сучасного рівня розвитку обчислювальної техніки.

Ймовірнісний метод ґрунтується на аналізі випадкових, стохастичних подій, тобто таких подій, які в разі реалізації певної сукупності умов можуть відбутися або не відбутися. Він передбачає визначення як оцінки ймовірності виникнення аварії, так і розрахунок імовірностей того чи іншого шляху розвитку процесів, інакше кажучи – сценаріїв розвитку аварій. Ймовірності відповідного сценарію розвитку аварій оцінюють за допомогою методів теорії ймовірностей, математичної статистики, теорії випадкових процесів, теорії надійності, “дерева подій”, “дерева відмов”, а також методів суб'єктивної логіки (експертних оцінок). Ці методи отримали широку популярність при аналізі складних систем [8–11]. Вони дають змогу враховувати оцінки різних аспектів (технічних і людських) у разі аналізу небезпеки аварій.

Основні обмеження ймовірнісного аналізу ризику пов'язані з недостатністю відомостей про функції розподілу параметрів випадкових величин, а також недостатньою статистикою щодо відмов устаткування і виникнення різних негативних подій.

Розрахункові математичні моделі за цього підходу можна значно спростити порівняно з детерміністичними схемами розрахунку. На відміну від детерміністичних, ймовірнісні моделі припускають невизначеність. Ймовірнісний метод нині поширений в аналізі безпеки атомних електростанцій [12]. Так, Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) розробило рекомендації щодо визначення безпеки АЕС на основі ймовірнісних моделей. Застосування ймовірнісного методу вважають одним із найперспективніших для аналізу безпеки в інших галузях промисловості та енергетики за умови систематичного накопичення статистичної інформації про відмови обладнання й НС. Знаючи ймовірність виникнення аварій та очікувану величину втрат, можна запобігти тяжким катастрофам, передбачити ефективні компенсаційні механізми.

Конструктивне поєднання феноменологічного, ймовірнісного і детерміністичного методів є теоретико-методичною основою для розробки різних моделей і методик оцінювання ризиків для населення, майна і навколишнього середовища. Вибір конкретного методу і методики оцінювання ризику залежить від кожної окремої ситуації. Як наслідок існує значна кількість методик оцінювання ризику залежно від мети й завдань їх застосування.