книги / Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в Волшебных Странах

риска приводит к тому, что постулируется некоторый уровень безопасности. Например, принимается, что дополнительный риск не должен увеличивать смертность в конкретной возраст­ ной группе населения более чем на 1%. Принимается, что бе­ тонный купол атомного реактора должен выдержать прямое попадание самолета. Эти установки определяются (прямо или косвенно) соглашениями между различными группами людей.

Характерными свойствами экспертных суждений [12] яв­ ляется следующее: существует зависимость между выгодой тех­ нологии и ее допустимым уровнем риска. Для более выгодных технологий испытуемые устанавливали более высокий уровень допустимого риска; этот уровень был больше в том случае, ко­ гда первоначально проводилась оценка выгоды, а затем —до­ пустимого уровня риска. При обратном порядке он был мень­ ше. Для большого числа технологий существующий уровень риска оценивается как неприемлемо высокий. Это говорит о том, что люди недовольны тем, как рынок и различные органи­ зации регулируют использование технологий; чем выше оценка воспринимаемого риска, тем больше требований предъявляют к безопасности соответствующей технологии. Положительной стороной экспертного метода является то, что он ориентирован на получение оценок как желаемого уровня риска, так и реаль­ но существующего. В то же время эксперименты показывают, что люди часто мало осведомлены о степени опасности различ­ ных технологий.

Часто стандарты на новые источники риска устанавливают­ ся по аналогии с уже известными. В случае аварий стандарты часто повышаются, а в случае длительной безопасной работы снижаются (т.е. человечество действует способом проб и оши­ бок). В ряде стран помимо определения основного стандарта разрабатывают гибкую систему промежуточных стандартов, ко­ торые заставляют промышленность постепенно перейти к неко­ торому уровню нежелательного воздействия на окружающую среду. Иначе говоря, устанавливается последовательность це­ лей, приемлемая как для промышленности, так и для защиты окружающей среды.

261

Существенно более гибким подходом к установке стандар­ тов является подход, основанный на применении многокрите­ риальных методов принятия решений (см. лекции 4—6, 8), при котором учитываются все основные критерии. Сама задача вы­ бора многокритериальная: необходим учет не только экономи­ ческих, но и экологических, социальных, технических крите­ риев. Важно отметить, что эти критерии относятся к трем пе­ риодам времени: постройки объекта, его нормального функцио­ нирования и моменту возможной аварии. Кроме того, проблема выбора является не индивидуальной, а коллективной. В выбо­ ре фактически участвуют несколько организаций или активных групп. Так, при выборе трассы газопровода необходимо учиты­ вать не только интересы организации, разрабатывающей про­ ект, но и строящей его, и организации, осуществляющей нор­ мальную эксплуатацию газопровода, а также интересы местных органов власти. Эти интересы в общем случае противоречивы. В подобных случаях выбор наилучшего варианта — это поиск согласованного решения нескольких активных групп, причем в процессе согласования могут возникать технические изменения вариантов. Далее мы приведем пример применения метода вер­ бального анализа решений для такой задачи.

Крайне важной проблемой минимизации риска является создание новых технологических систем с высоким уровнем безопасности, разработка технологий, которые не могут стать опасными ни при каких обстоятельствах. Ясно, что эта цель заманчива, но труднодостижима. К ней направлены усилия инженеров в разных странах мира. При рассмотрении всех по­ добных проектов имеется в виду, что любое повышение безо­ пасности достигается за счет дополнительного увеличения рас­ ходов. Возникает проблема определения уровня расходов, при котором технология еще остается рентабельной.

6. Человекомашинное взаимодействие

Согласно оценкам специалистов по анализу аварий и ката­ строф, именно ошибки человека при эксплуатации систем яв­ ляются причиной около 45% аварийных ситуаций на атомных

262

электростанциях, 60% авиакатастроф и 80% катастроф на мо­ ре. Свыше 90% аварийных ситуаций, возникших в воздушном пространстве, произошли из-за человеческих ошибок. В книге [13] на основании анализа зарубежных источников приведены данные, что 60% столкновений, гибели и посадки судов на мель происходит из-за ошибочных действий их команд, 75% летных происшествий в военной авиации —по вине личного со­ става, 20—50% отказов различного оборудования вызывается ошибками обслуживающего персонала. Еще в 1967 г., согласно оценкам специалистов, на дорогах мира в автокатастрофах еже­ годно погибало порядка 150000 чел., а число раненых достига­ ло 6 млн. Значительное число этих жертв определяется ошиб­ ками человека, допущенными при управлении транспортным средством. Статистику фактов, подтверждающих первостепен­ ную значимость человеческого фактора, можно было бы про­ должить. Однако, несмотря на объективную реальность, прак­ тика свидетельствует, что люди склонны недооценивать мас­ штаб этих цифр, и проблема безопасности систем человек—ма­ шина решается главным образом наращиванием надежности технического компонента системы, в то время как научно обос­ нованному проектированию деятельности человека уделяется все еще недостаточно внимания.

Одним из ярких примеров человеческих ошибок, которые привели к серьезной аварии, можно считать переворот парома, курсировавшего между Дувром (Англия) и Зебрюгге (Бельгия) в 1988 г. Причиной аварии послужили незакрытые створки для въезда автомобилей в носовой части парома. Контролировать их закрытие должен был старший помощник капитана, но в мо­ мент отплытия парома он был занят другим делом. Капитан до аварии просил установить на мостике световую сигнализацию о закрывании створок, но ему было отказано. В свой последний рейс паром был отправлен в большой спешке из-за опоздания. В связи с этим не было времени на опорожнение балластных цистерн и подъема носа корабля выше ватерлинии. В результа­ те, как только паром отошел от причала, он перевернулся и утонул при ясной, безветренной погоде. В аварии погибло 180 чел. [14].

263

Вопиющим примером трагической ошибки была катастро­ фа самолета-аэробуса в 1997 г. в России, когда командир лай­ нера доверил штурвал ребенку. Подобные примеры, к сожале­ нию, не являются исключением.

Одной из основных причин недостаточного учета человече­ ского фактора является неразработанность методологических, методических и научных оснований проектирования, которое в большинстве случаев пока еще осуществляют на основе здраво­ го смысла и интуиции проектировщика. Повышение надежно­ сти действий человека должно основываться в первую очередь на системном анализе его деятельности в сложных человекомашинных системах, на знании закономерностей его ошибоч­ ных реакций и причин, их вызывающих.

Целесообразно различать два вида ошибок:

1)ошибки, допускаемые в процессе принятия решения, т.е. являющиеся результатом осознанного, но ошибочного рассуж­ дения;

2)ошибки, связанные с отсутствием внимания или осоз­ нанного контроля в момент их совершения.

Часто оператору, работающему на технологически сложном объекте, приходится сталкиваться с трудностями, являющими­ ся результатом того, что проектировщик системы исходил из неправильных или неполных представлений о возможностях человека по приему и переработке информации [14]. Это может выражаться:

внеудачном выборе систем координирования информации;

водновременном предъявлении слишком больших объемов информации;

внеудобном с точки зрения сенсомоторных координаций рас­ положении управляющих устройств.

Один из важных выводов, к которому пришли проектиров­

щики человекомашинных систем, заключается в том, что объем информации, который может быть хорошо усвоен и переработан оператором, не должен задаваться в информационной модели произвольно, а должен определяться или для конкретных усло­ вий работы, или на основе имеющихся количественных оценок, или посредством проведения специальных экспериментов.

264

Одной из особенностей деятельности операторов является то, что оператор, как правило, длительный период времени на­ ходится в режиме безаварийной работы, выполняя хорошо за­ ученные действия, или вообще бездействует в ожидании воз­ никновения экстремальной ситуации, которая может и не воз­ никнуть за период его профессиональной деятельности. Такие режимы работы опасны, поскольку могут вызвать у оператора утрату навыков управления системой, утрату уровня операцио­ нальной настороженности. Так, для предотвращения утраты навыков [13] во время посадки самолета было сочтено целесо­ образным использовать не автоматическое, а полуавтоматиче­ ское управление на посадочной прямой. В результате готов­ ность летчика управлять вручную при внезапном отказе авто­ матики постоянно поддерживалась благодаря сохранению тес­ ной связи с объектом управления.

Эффективным средством повышения надежности работы оператора в экстремальной ситуации является учебное проиг­ рывание экстремальных аварийных ситуаций на имитационных тренажерах и анализ возможных типов ошибок, возникающих при их устранении.

В настоящее время для подготовки и переподготовки опера­ торов широко используются тренажеры. Опытный эксперттренер вводит ситуации, близкие к аварийным, и проводит анализ быстроты и правильности действий оператора.

Обычно в промышленности при создании тренажеров раз­ рабатываются модели, имитирующие поведение технологиче­ ских объектов. Подобные тренажеры используются при подго­ товке летчиков. Работа на тренажерах становится обязательной для операторов атомных электростанций. Широкий спектр обычных и аварийных ситуаций, моделируемых на тренажерах, позволяет развить у человека навыки быстрого и правильного анализа ситуаций.

Наряду с этим разрабатываются специальные экспертные системы, помогающие оператору в анализе поведения объекта, отличающегося от штатного.

265

ются два способа реализации какой-либо технологии, имеющие одни и те же средние значения риска (потерь при ожидаемом значении вероятности аварии), но отличающиеся следующими характеристиками:

•первая технология —дешевая, но имеется малая вероятность недопустимо больших потерь;

вторая технология —значительно более дорогая, но большие потери при авариях исключены.

Ясно, что эти способы реализации технологии сильно раз­ личаются. Нельзя считать, что крайне маловероятные события совсем исключены. Следовательно, вместо одного критерия оценки риска в общем случае мы имеем несколько [4] критери­ ев. ЛПР не должен думать, что маловероятные события нико­ гда не произойдут. Напротив, он должен проводить оценку то­ го, что будет, если такие события произойдут.

Профессор Я.Хейме приводит следующий яркий пример. Пусть вероятность падения военного самолета на большой го­ род, умноженная на величину возможного ущерба, составляет весьма малую величину —меньше стоимости пепельницы. Но, несмотря на столь малую оценку, лучше для военных не со­ вершать тренировочные полеты над городами, учитывая огром­ ные потери в случае крайне маловероятных аварий.

8. Распределения «с тяжелыми хвостами»

Другая математическая модель, описывающая как техноген­ ные аварии, так и природные катастрофы (землетрясения, навод­ нения и т.д.), основана на использовании другого типа статистиче­ ских законов: распределений с «тяжелыми хвостами». В отличие от распределения Гаусса, распределения с тяжелыми хвостами описываются степенными законами распределения вероятностей.

Для распределений с тяжелыми хвостами вероятности от­ клонений от средних значений существенно больше, чем при распределении Гаусса (кривая 2 на рис. 10.1). Средние значе­ ния, посчитанные по выборкам, неустойчивы и малопредстави­ тельны, так как не соблюдается закон больших чисел. Степен­ ные распределения описывают события, при которых ущерб от одной аварии может превосходить суммарный ущерб от всех

267

аварий данного типа. Следовательно, вероятность крупных ава­ рий, природных катастроф с большим числом жертв остается достаточно большой. Распределения с тяжелыми хвостами дос­ таточно хорошо описывают накопленные данные о природных катастрофах [15].

9. Аварии и их анализ

Любая авария или катастрофа в своем развитии проходит через четыре стадии, выделенные в [16]: инициирование ава­ рии; развитие аварии; выход аварии за пределы аварийного объекта; ликвидация последствий аварии. Каждая из этих ста­ дий имеет характерные особенности.

Анализ аварий на атомных электростанциях, химических производствах, терминалах со сжиженным газом (причин их возникновения, процесс развития) проводится в последние годы в различных странах мира. Общий вывод из таких исследова­ ний не очень утешителен. Крупные аварии являются, как пра­ вило, результатом совпадения крайне маловероятных событий, статистические данные о которых не могут быть собраны. К этим событиям относятся не только неожиданные изменения в функционировании объекта, но и явное непонимание операто­ ром нового состояния объекта, что приводит к неправильным действиям.

В связи с тем что новые технологии сложны, недостаточно изучены, а поведение человека, не до конца понимающего из­ менения в объекте, трудно предугадать, необходимы специаль­ ные меры подготовки к возможной аварии. Они должны опре­ деляться разработанными сценариями чрезвычайной обстанов­ ки. В настоящее время проводятся исследования, связанные с коммуникациями в чрезвычайной обстановке, созданием децен­ трализованного управления в чрезвычайных ситуациях.

Такие мероприятия можно подготавливать на основе дан­ ных о прошедших авариях (мелких и средних). Для этого ну­ жен банк данных об авариях, где собранные сведения подвер­ гаются тщательному изучению. Такой банк данных создан в Западной Европе. Результаты анализа открыты для стран -

268

членов Европейского экономического сообщества. В банке дан­ ных накапливаются сведения об авариях на одинаковых произ­ водствах, что позволяет вскрывать их общие причины.

10. Управление риском

Результаты, полученные при исследованиях различных про­ блем анализа риска, дают в настоящее время лицам, принимаю­ щим решения, конструктивные средства управления риском. Ре­ шение о постройке нового предприятия принимается лишь после проведения анализа риска. Выбор места для предприятия опреде­ ляется уровнями риска и близостью к объекту населенных пунк­ тов. При перевозке опасных веществ маршруты рассчитывают ис­ ходя из минимума возможного риска.

Современным средством анализа риска служат системы поддержки принятия решений, объединяющие возможности информатики и теории принятия решений. Эти системы позво­ ляют руководителю вести диалог с компьютером, получая не­ обходимую информацию, сравнивая различные варианты реше­ ний, оценивая их последствия. Системы поддержки принятия решений содержат в общем случае базу данных, базу моделей, совокупность методов принятия решений, базу знаний и средст­ ва диалога с пользователем.

11. Практический пример: выбор месторасположения нового объекта с учетом факторов риска

В России газопровод является существенным, а нередко и определяющим элементом газотранспортного комплекса, пред­ назначенного для крупномасштабных поставок газа. По этой причине целесообразно остановиться на вопросах, связанных с рациональным выбором трассы газопровода. При выборе трассы магистрального газопровода на огромном пространстве необхо­ димо учитывать многочисленные факторы: различные природ­ ные и социально-экономические условия, влияние на местное население, согласование с большим кругом землепользователей и административных организаций.

При создании магистрального газопровода требуется охран­ ная зона шириной по 250—350 м от оси газопровода, регламен-

269