4. измерение риска

4. измерение риска

Под измерением риска понимают определение опасности от той или иной технологии для индивидуума или группы. Различают риск коллективный и индивидуальный. В измерениях риска можно выделить четыре основных направления.

4.1. Инженерный подход

Инженерный подход применяется при оценке риска в промышленных технологиях. При оценке надежности технологии исследователь может столкнуться с двумя полярными ситуациями. В первой он имеет дело со старой или традиционной технологией. В этом случае он может воспользоваться статистическими данными о работоспособности технологии, о вероятностях ее отказов, аварий и т.п. Имея статистические данные о нескольких отдельных элементах технологии, инженер может использовать вероятностный анализ риска [4] для оценки вероятности аварий при даннрй технологии.

Когда же рассматривается безопасность новой технологии, то строятся так называемые деревья отказов и деревья событий [4].

Построение дерева отказов (fault tree) начинается с определения некоторого конечного (аварийного) состояния системы. Далее перечисляются все подсистемы и связанные с ними события, которые могут привести к аварии системы. Для каждой подсистемы эта процедура повторяется, т.е. определяются те события, которые могут привести к ее аварии. Окончание этой процедуры определяется или требуемой степенью детализации, или невозможностью дальнейшего «расщепления» рассматриваемой системы. Таким образом строится дерево отказов.

Отдельные элементы этого дерева могут находиться между собой в одной из двух логических зависимостей. Первая заключается в том, что событие (авария) произойдет только при одновременном осуществлении нескольких других событий (И), т.е. событие А может произойти, лишь если одновременно произойдут события В, С, D. Вторая ситуация имеет место тогда, когда, для того чтобы произошло событие А, достаточно, чтобы произошло хотя бы одно из событий В, С, D (ИЛИ). События или подсистемы, не подлежащие дальнейшей детализации, называются базисными.

Далее это дерево может использоваться для качественного и количественного анализа исходной системы. Качественный анализ состоит в нахождении всех возможных комбинаций базисных или элементарных событий, которые могут обусловить наступление исследуемого конечного события. Количественный анализ дерева заключается в определении вероятности наступления конечного события (аварии) на основе данных о вероятностях наступления базисных событий.

Деревья событий или деревья решений (см. лекцию 2) предназначены для решения в определенном смысле обратной задачи. С их помощью пытаются воссоздать возможные последствия того иди иного начального решения, действия, события. При анализе риска таким начальным событием являются авария или отказ некоторой системы. Построение дерева заключается в последовательном нахождении всех возможных состояний других систем, деятельность которых связана с рассматриваемой и отказы которых могут повлиять на характер развития аварии, инициируемой отказом в исследуемой системе.

Таким образом, использование деревьев определяется тем, за какими причинно-следственными связями необходимо проследить. Если требуется выяснить, к каким последствиям может привести авария системы, строится дерево событий. Если требуется понять, что может стать причиной аварии системы, строится дерево отказов.

Заметим, что деревья отказов и деревья событий являются взаимодополняющими методами исследования надежности сложных систем. Действительно, если построить гипотетический граф всех возможных событий и их взаимосвязей, имеющих отношение к безопасности объекта, то деревья отказов и деревья событий будут представлять собой фактически разные фрагменты этого графа. Вероятностные оценки, полученные на основе одного дерева, могут использоваться для получения аналогичных оценок в другом дереве событий.

4.2. Модельный подход

Второе направление в измерении риска можно назвать модельным. В нем разрабатываются модели процессов, приводящих к нежелательным событиям. К нему относятся работы, в которых пытаются найти статистически значимую зависимость между действием опасных веществ на человека и увеличением числа тех или иных заболеваний. Разрабатываются модели воздействия различных веществ на население непосредственно и через продукты питания. Существуют модели воздействия опасных веществ на окружающую среду, позволяющие оценить уровень ее загрязнения и даже предсказать моменты экологических катастроф. Так, для оценки вредного влияния сброса промышленных отходов в реку строится модель распространенности загрязнения с потоком воды, оцениваются концентрации опасных веществ на различных расстояниях от места сброса.

Для снабжения городов водой активно используются подземные воды влагосодержащих пластов. При этом становится актуальным уменьшение загрязнения подземных пластов вредными примесями. Одним из способов достижения такой цели является установка специальных скважин, накачивающих чистую воду в пласт и создающих принудительное течение грунтовых вод, препятствующее распространению вредных примесей. Математическая модель, описывающая этот процесс, приведена в [5].

4.3. Восприятие риска

Как правило, риск, связанный с какой-либо активностью человека, компенсируется личной или социальной выгодой. Риск, представленный только своими негативными последствиями, лишен смысла. Казалось бы, степень приемлемого риска должна находиться в прямой зависимости от получаемой при этом выгоды. В работе В.Старра [6], в которой анализируются исторически сложившиеся в различных областях человеческой деятельности соотношения между риском и выгодой, показано, что это далеко не так. Отмечено, что в случае добровольного участия в какой-либо деятельности человек склонен принимать большую степень риска, чем в случае его вовлечения в эту деятельность силой обстоятельств. Так, при одном и том же уровне выгоды в первом случае люди допускают риск в 1000 раз больший, чем во втором.

Одной из первых работ, в которой была предпринята попытка экспериментальным путем выделить критерии, которые применяют люди при оценке риска при использовании различных видов технологий, является работа П.Словика, В.Фишхофа и С. Лихтенштейн [7], которая так и называлась «Ранжирование риска». В качестве испытуемых были взяты представители различных социальных групп (студенты, бизнесмены, члены женского клуба, эксперты), по 30—40 человек в каждой. Испытуемым предлагалось проранжировать 31 различную технологию, расположив их по порядку от менее опасной к более опасной.

В ранжировках первых трех групп испытуемых наблюдается много общего. Опасность технологий с низкой смертностью была переоценена, а технологий с высокой смертностью недооценена. Ранжировки экспертов значительно отличались и показали довольно сильную корреляцию со статистическими данными о смертности при использовании той или иной технологии. Это позволило заключить, что для экспертов понятие риска технологии связано с понятием смертности. Однако возможно, что испытуемые первых трех групп при ранжировке опирались на собственные неверные представления о смертности. Для проверки данного предположения на следующем этапе этих же испытуемых попросили оценить общее количество смертных случаев, происшедших, по их мнению, в США в результате использования той или иной технологии. Но и эти оценки испытуемых показали слабую корреляцию с результатами ранжирования технологий по степени опасности. Наиболее ярко это проявилось при оценке опасности от использования ядерной энергетики. Так, в ранжировках испытуемых она занимала первое место, как одна из самых опасных, хотя оценка смертности от ее использования занимала одно из последних мест. Был сделан вывод, что при ранжировании технологий по степени связанного с ними риска люди используют не показатель смертности, а какие-то другие критерии, соответствующие их субъективным представлениям о риске. В соответствии с этой точкой зрения риск от использования технологий может определяться рядом факторов субъективного и объективного характера, а смертность от технологии является только лишь одним из них.

Аналогичный эксперимент был проведен в России в 1989 г. [8]. В нем принимали участие 24 испытуемых — студентов старших курсов технического института. Перед усреднением ранжировок, выполненных отдельными испытуемыми, была вычислена степень согласованности их оценок. В качестве показателя оценки групповой согласованности использовался коэффициент конкордации Кэндалла [9]. Значения этого коэффициента, вычисленные для четырех видов ранжировок, представлены в табл. 10.1.

Наибольшую согласованность или близость суждений испытуемые демонстрировали при упорядочении различных технологий по степени выгоды от использования технологий для общества. Наименьшая степень согласованности, как и следовало ожидать, наблюдалась при ранжировании видов риска по степени индивидуального риска.

Таблица 10.1

Коллективная результирующая ранжировка и

оценка согласованности при вынесении суждений о риске

Обобщенная ранжировка, отражающая так называемое коллективное упорядочение видов риска, была получена в результате ранжирования сумм рангов отдельных видов риска, выставляемых испытуемыми. Результаты ранжирования представлены в табл. 10.1. Напротив каждого из видов риска стоит число, указывающее место, которое занимает данный вид в обобщенной ранжировке. Так, в обобщенной ранжировке степень риска для общества «Стихийное бедствие» обозначено числом 1; это означает, что оно признано наиболее опасным. Риску технологии «Активный отдых» соответствует 13-е место, это означает, что активный отдых (в соответствии с суждениями испытуемых) является самым безопасным. В скобках указано число, соответствующее упорядочению, основанному на статистических данных о смертности при использовании той или иной технологии.

Первое место по степени риска для общества занимают стихийные бедствия, второе место — атомные электростанции, последнее поездки на железных дорогах и активный отдых. Несомненно, что ущерб от стихийных бедствий велик, и ежегодное число жертв оценивается в 250 тыс. человек. Однако, по данным ряда работ, число жертв курения составляет около 2,5 млн человек каждый год, что в 8 раз превышает число жертв катастроф на автотранспорте и в 10 раз — число жертв от стихийных бедствий.

По-видимому, при оценке степени риска испытуемые полагаются не на статистические данные, а на свой жизненный опыт и интуицию, которые в значительной степени формируются под влиянием средств массовой информации, освещающих в большей степени катастрофы, связанные с одновременной гибелью большого количества людей, или одиночные экстраординарные события.

Перечислим основные качественные факторы, влияющие на субъективные представления людей о степени риска.

1. Значимость последствий. Большую роль при оценке степени риска играет то, какие потребности индивидуума могут быть удовлетворены в результате благоприятного исхода и какую угрозу ему может представлять неблагоприятный исход. Согласно предложенной в [10] классификации, негативные последствия могут быть ранжированы с точки зрения их значимости для человека. Наиболее значимы последствия, ставящие под угрозу жизнь и здоровье человека, далее идут разнообразные последствия, связанные с угрозой семейному благополучию, карьере и т.д.

2. Распределение угрозы во времени. На восприятие риска оказывает большое влияние характер распределения негативных последствий во времени. Замечено, что люди относятся терпимее к частым, распределенным во времени мелким авариям, чем к более редким катастрофам с большим числом жертв, даже если суммарные потери в первом случае гораздо больше, чем во втором.

3. Контролируемость ситуации. Возможность контроля над развитием событий, использование своих навыков для избежания негативных последствий сильно влияют на оценку приемлемости ситуации. Замечено, что люди готовы идти на больший риск в ситуации, где многое зависит от их личного мастерства.

4. Добровольность, или возможность свободного выбора. Использование большинства современных промышленных технологий носит для людей обязательный характер в отличие от таких технологий, как употребление сигарет, занятие горнолыжным спортом и т.п. Отмечено, что чем больше степень добровольности в использовании той или иной технологии, тем выше уровень риска, на который согласны идти люди.

5. Степень новизны технологии. Общество проявляет сравнительно большую терпимость к старым, хорошо известным технологиям, чем к новым, относительно которых у него мало опыта.

6. Характеристики субъекта, оценивающего риск. Пол, образование, образ жизни, эмоциональный настрой, социальные нормы и обычаи общества, степень доверия к экспертам и другие факторы влияют на поведение человека при оценке уровня риска и безопасности.

4.4. Сопоставление разных способов измерения

риска

Рассматривая подходы к измерению риска, можно отметить, что они имеют разные области применения (хотя в ряде случаев эти области пересекаются) и не свободны от недостатков. Инженерный подход применим для старых, хорошо изученных технологий, где существует детальная статистика, а человек мало влияет на надежность работы. В современных крупномасштабных технологиях надежность работы существенно определяется человекомашинным взаимодействием. Несомненный факт — большинство крупных аварий связано с ошибками человека. Вот почему оценки надежности тех или иных устройств, найденные с помощью традиционного инженерного подхода, вызывают недоверие: по этим оценкам аварии практически невозможны, а в действительности они происходят. Даже чисто технические причины этих аварий определяются совпадением крайне маловероятных событий, для которых нет надежной статистики.

Имеет существенные недостатки и модельный подход. Современный уровень знаний во многих областях (например, в биологии) недостаточен для построения надежных моделей воздействия вредных веществ на человеческий организм (прямо или через окружающую среду). Следовательно, модели строятся на тех или иных гипотезах. Статистических данных для их проверки часто не хватает.

Экспертный способ измерения риска нередко оказывается единственным выходом из положения. Но и он имеет недостатки. Есть специфические особенности восприятия риска людьми. Психологические исследования показали, что люди плохо определяют вероятности событий, переоценивают вероятности тех из них, с которыми встречались раньше и которые «ярко» на них подействовали. Люди плохо учитывают априорные вероятности. Кроме того, первая подсказка, данная во время оценки, сильно влияет на результат. Существует проблема коммуникаций между специалистами и непрофессионалами. Специалисты, обладающие теми или иными сведениями, не знают, как их донести до населения. Как, например, убедить людей в необходимости страхования от наводнений, использования привязных ремней в автомобилях? Как убедить людей в относительной безопасности новой технологии? На эти вопросы пока нет четких ответов. Мнения обычных людей в сильной степени смещены из-за эмоционального восприятия многих событий, с чем нельзя не считаться.