Технологии гражданской безопасности Civil Security Technology - ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Технологии Том 18, 2021, № 1 (67)
Vol. 18, 2021, No. 1 (67)
ISSN 1996-8493
гражданской безопасности
Научно-технический журнал
Civil Security Technology
Scientific and Technical Journal
Федеральное государственное бюджетное учреждение Federal Government Budget Institution
«Всероссийский научно-исследовательский институт “All-Russian Research Institute for Civil
по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных Defense and Emergencies of the Ministry for
ситуаций МЧС России» (федеральный центр науки и Emergency Situations of Russia” (Federal
высоких технологий) Center of Science and High Technology)
Содержание
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
4 В.А. Акимов, И.Ю. Олтян, Е.О. Иванова. Методика ранжирования чрезвычайных ситуаций
природного, техногенного и биолого-социального характера по степени их катастрофичности
8 В.В. Артюхин, О.А. Морозова. Крупномасштабные чрезвычайные ситуации. Понятие
и статистическая повторяемость
16 В.В. Овчинников, М.Ю. Курбатов, С.Г. Мингалеев. Оценка живучести сложных систем МЧС
России
23 О.В. Виноградов, О.А. Морозова. Аспекты применения нейронных сетей для прогнозирования
чрезвычайных ситуаций
27 А.Н. Кудрявцев, С.Г. Мингалеев. Совершенствование и развитие единой государственной
системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на современном этапе
32 В.А. Воронов, С.И. Двоеглазов. Разработка региональной стратегии минимизации техногенных
рисков в горно-металлургическом кластере
36 Ю.В. Подрезов. Особенности, перспективные способы, средства и технологии борьбы с
лесными пожарами — источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций
40 К.В. Корнеев, А.Х. Авгуцевичс, Е.В. Расторгуева. Применение современных технологий
при топографическом обеспечении работ на местности для оценки уязвимости зданий
и сооружений
46 Г.М. Нигметов, А.С. Маклаков, А.Н. Ротару, З.Г. Гайфуллин. Оценка технического состояния
плотин с применением методов динамико-геофизических испытаний
54 М.В. Болгов, Е.В. Арефьева. Оценка экстремальных гидрологических характеристик в условиях
неопределенности климатических изменений
60 В.А. Зверьков, В.М. Каганов, М.И. Фалеев, Н.А. Цыбиков, П.Ф. Шкатулов. Варианты
оптимизации комплексного радиоэкологического мониторинга в Арктической зоне России при
эксплуатации плавучей атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов».
Оценка воздействия нерадиоактивных факторов на компоненты природной среды в районе
расположения плавучей атомной теплоэлектростанции
65 И.В. Аблов, Ю.П. Калинин, В.А. Кепов, С.И. Пшеничный, Александр А. Хорошилов,
Алексей А. Хорошилов, М.А. Шевкунов. Методы автоматизированного создания тематических
онтологий на базе платформы МетаФраз
73 А.Б. Ичмелян, Д.Ю. Григорьев, Д.А. Вечтомов. Применение современных технологий при
оценке соответствия объектов защиты требованиям пожарной безопасности
Гражданская оборона. Местная оборона
77 В.П. Малышев. Возможные направления интеграции единой государственной системы
предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и гражданской обороны
82 А.В. Мосин, Л.В. Краснова, Е.А. Бац. Сеть наблюдения и лабораторного контроля
гражданской обороны и защиты населения в Российской Федерации. Анализ, проблемы
и направления совершенствования
86 В.В. Абрамов. Обоснование особенностей организации подготовки и проведения эвакуационных
мероприятий в городе Москве
90 О.Н. Новиков, П.Н. Косырев. Создание службы радиационной, химической и биологической
защиты МЧС России как способ повышения эффективности реагирования на чрезвычайные
ситуации
Contents
Safety in emergencies
4 V. Akimov, I. Oltyan, E. Ivanova. Natural, Anthropogenic and Biological and Social Emergency
Situations Ranking Technique by Catastrophic Degree
8 V. Artjukhin, O. Morozova. Large-scale Emergencies. Concept and Statistical Repeatability
16 V. Ovchinnikov, M. Kurbatov, S. Mingaleev. Survivability Assessment of Complex Technical
Systems in the EMERCOM of Russia
23 O. Vinogradov, O. Morozova. Aspects of Neural Networks use for Predicting Emergency Situations
27 A. Kudryavtsev, S. Mingaleev. Improvement and Development of the Unified State System of
Emergency Situations Prevention and Response at the Present Stage
32 V. Voronov, S. Dvoeglazov. Development of the Regional Strategy for Man-made Risks Minimizing in
the Mining and Smelting Cluster
36 Y. Podrezov. Features, Promising Methods, Means and Technologies for Combating Forest Fires —
Sources of Emergency Forest Fire Situations
40 V. Akimov, O. Voronov. Use of Modern Technologies in the Topographic Support of Work on the
Ground to Assess the Vulnerability of Buildings and Structures
46 G. Nigmetov, A. Maklakov, A. Rotaru, Z. Gaifullin. Assessment of the Technical Condition of Dams
Using Dynamic and Geophysical Testing Methods
54 M. Bolgov, E. Arefyeva. Assessment of Extreme Hydrological Characteristics Under Conditions of
Climate Change Uncertainty
60 V. Zverkov, V. Kaganov, М. Faleev, N. Tsybikov, P. Shkatulov. Options for Optimizing Integrated
Radioecological Monitoring in the Arctic Zone of Russia During Operation of the Floating Nuclear
Power Plant “Akademik Lomonosov”.
Assessment of Non-radioactive Factors Impact on the Natural Environment Components of the
Floating Nuclear Thermal Power Plant Area
65 I. Ablov, Yu. Kalinin, V. Kepov, S. Pshenichny, Alexander Khoroshilov, Alexei Khoroshilov,
M. Shevkunov. Methods for Thematic Ontologies Automated Creation Based on the MetaPhrase Platform
73 A. Ichmelyan, D. Grigoriev, D. Vechtomov. Modern Technologies use in Assessing the Compliance of
Protection Facilities with Fire Safety Requirements
Civil defense. Local defense
77 V. Malyshev. Possible Integration Directions of the Unified State System of Emergency Prevention
and Response and Civil Defense
82 A. Mosin, L. Krasnova, E. Bats. Observation and Laboratory Control Network of Civil Defense and
Population Protection in the Russian Federation. Analysis, Problems and Areas of Improvement
86 V. Abramov. Justification of the Evacuation Measures Preparation and Conduct Aspects in the City of
Moscow
90 О. Novikov, P. Kosуrev. Creation of Radiation, Chemical and Biological Protection Service of the
EMERCOM of Russia as a Way to Improve the Effectiveness of Emergency Response
/4 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies УДК 614.8 Методика ранжирования чрезвычайных ситуаций природного, техногенного и биолого- социального характера по степени их катастрофичности ISSN 1996-8493 © Технологии гражданской безопасности, 2021 В.А. Акимов, И.Ю. Олтян, Е.О. Иванова Аннотация В статье предложена упрощенная методика ранжирования чрезвычайных ситуаций природного, техногенно- го и биолого-социального характера на основе социально-экономического показателя их катастрофичности, учитывающего, прежде всего, количество погибших и пострадавших в них людей. Ключевые слова: чрезвычайные ситуации природного, техногенного и биолого-социального характера; типы чрезвычай- ных ситуаций; методика ранжирования чрезвычайных ситуаций; коэффициент катастрофичности; исследование аварий, катастроф и стихийных бедствий; современные методы нелинейной математики; эффективность предупреждения и лик- видации чрезвычайных ситуаций. Natural, Anthropogenic and Biological and Social Emergency Situations Ranking Technique by Catastrophic Degree ISSN 1996-8493 © Civil Security Technology, 2021 V. Akimov, I. Oltyan, E. Ivanova Abstract The article proposes simplified method for ranking natural, man-made, and biological and social emergencies based on the socio-economic indicator of their catastrophic degree which takes into account first of all the number of killed and injured. Key words: natural, man-made and biological-social emergencies; types of emergencies; methods of ranking emergencies; cata- strophic index; study of accidents, catastrophes and natural disasters; modern methods of nonlinear mathematics; emergency situations prevention and response efficiency. 29.01.2021
Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /5
Одной из важнейших задач современной науки эпидемия — «массовое, прогрессирующее во вре-
является прогнозирование кризисов и катастроф, про- мени и пространстве в пределах определенного реги-
исходящих в природе и обществе, которые рассматри- она распространение инфекционной болезни людей,
ваются современной наукой как сложные нелинейные значительно превышающее обычно регистрируемый
системы [1]. Классические представления Лапласа об на данной территории уровень заболеваемости»;
однозначно детерминированном и предсказуемом мире эпизоотия — «одновременное, прогрессирующее
и неоклассические представления Эйнштейна, что «бог во времени и пространстве в пределах определенного
не играет в кости», сегодня полностью разрушены [2]. региона распространение инфекционной болезни среди
В изменившейся картине мира однозначная детер- большого числа одного или многих видов сельскохо-
минированность оказалась частным случаем, а пред- зяйственных животных, значительно превышающее
сказуемость — принципиально ограниченной, что обычно регистрируемый на данной территории уровень
в полной мере относится и к чрезвычайным ситуациям заболеваемости»;
(далее — ЧС) природного, техногенного и биолого- эпифитотия — «массовое, прогрессирующее во
социального характера, что требует новых нелинейных времени и пространстве инфекционное заболевание
методов их исследования [3, 4]. сельскохозяйственных растений и/или резкое увели-
Согласно [5] источниками природных ЧС являются чение численности вредителей растений, сопрово-
опасные природные явления и процессы, к которым ждающееся массовой гибелью сельскохозяйственных
относятся: культур и снижением их продуктивности».
опасные геологические явления и процессы (земле- Исследование каждой аварии, катастрофы или
трясение, извержение вулкана, обвал, оползень, карст); стихийного бедствия, а тем более их прогнозирова-
опасные гидрологические явления и процессы (на- ние, является сложной наукоемкой задачей. Поэтому
воднение, цунами, сель, лавина); важно проранжировать ЧС природного, техногенно-
опасные метеорологические явления и процессы го и биолого-социального характера по социально-
(сильный ветер, вихрь, ураган, циклон, тайфун, шторм, экономическим показателям их катастрофичности.
смерч, шквал, продолжительный дождь, гроза, ливень, В качестве такого показателя предложен коэффици-
град, сильный снегопад, ледяной дождь, гололед, силь- ент катастрофичности КК, то есть сумма первых трех
ная метель, туман, пыльная буря, волны тепла или мест К1, К2 и К3 типов ЧС по количеству погибших
холода, суховей, засуха); и (или) пострадавших в них людей к количеству ана-
космические опасности (астероидно-кометная опас- лизируемых лет К. С учетом весов ранга (места) типа
ность, космическая погода, космический мусор); ЧС коэффициент катастрофичности КК изменяется от
природные пожары (лесной пожар, степной пожар, 0 (наименьшая катастрофичность) до 3 (наибольшая
торфяной пожар). катастрофичность). Таким образом,
Таким образом, существует около 40 опасных при-
родных явлений, то есть «явлений, которые по интен- КК = (3 * К1 + 2 * К2 + 1 * К3) / К.
сивности развития, продолжительности или моменту
возникновения могут представлять угрозу жизни или Анализ статистических данных о ЧС, произошед-
здоровью граждан, а также могут наносить значитель- ших с 2010 по 2019 годы [7], позволил проранжировать
ный материальный ущерб» [5]. ЧС природного и техногенного характера по степени
Согласно [6] источниками техногенных ЧС явля- их катастрофичности. Сведения о катастрофичности
ются аварии, катастрофы и иные бедствия, а именно: ЧС природного и техногенного характера представлены
авария на трубопроводе; в табл. 1 и 2, соответственно.
авария на подземном сооружении; Катастрофичность ЧС биолого-социального ха-
взрыв; рактера, произошедших на территории Российской
гидродинамическая авария; Федерации в 2010–2019 годах, была значительно ниже
дорожно-транспортное происшествие; катастрофичности ЧС природного и техногенного ха-
железнодорожная авария; рактера. 2020 год внес значительные изменения в ста-
крушение поезда; тистику ЧС. В результате эпидемии распространения
пожар; коронавирусной инфекции COVID‑19 в Российской
радиационная авария; Федерации в 2020 году количество заражений соста-
транспортная авария; вило 3 159 297, а число погибших — 57 019 человек
химическая авария. (КК = (3 * 1 + 2 * 0 + 1 * 0) / 1 = 3,0), что значительно
Таким образом, возможно более 10 типов техноген- превышает катастрофичность от самой масштабной
ных катастроф, то есть «крупных аварий, повлекших за ЧС природного и техногенного характера за последние
собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, десять лет [9].
а также приведших к серьезному ущербу окружающей Таким образом, по результатам исследований можно
среде» [6]. сделать следующие выводы:
Согласно [7] источником биолого-социальной ЧС 1. По степени катастрофичности в Российской Фе-
является «особо опасная или широко распространенная дерации можно выделить следующие ЧС природного,
инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных техногенного и биолого-социального характера:
животных и растений…», а именно: 1). Эпидемии (КК = 3,0).
/6 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies
Таблица 1
Сведения о катастрофичности ЧС природного характера, произошедших на территории
Российской Федерации в 2010–2019 годах
Типы ЧС природ- Кол-во 1-х мест (год — Кол-во 2-х мест (год — Кол-во 3-х мест (год — Коэффициент катастрофич-
ного характера погибло / пострадало) погибло / пострадало) погибло / пострадало) ности КК
2013 — 0/181279 2011 — 0/21984
Опасные гидроло- 2010 — 18/27
2016 — 0/47224 2012 — 0/15029 (3 * 2 + 2 * 3 + 1 * 3) / 10 = 1,5
гические явления 2019 — 26/117237
2018 — 0/52177 2014 — 0/6937
2012 — 177/54231
Сильный дождь или 2014 — 3/118562 2013 — 0/12423
2016 — 3/78818 (3 * 3 + 2 * 2 + 1 * 2) / 10 = 1,5
снегопад 2015 — 1/8989 2017 — 6/20468
2018 — 8/1452
2011 — 1/5
Бури, смерчи, 2015 — 1/1229
2014 — 8/2649 (3 * 3 + 2 * 0 + 1 * 2) / 10 = 1,1
ураганы 2016 — 0/383
2017 — 12/228
Крупные природ- 2011 — 1/1 2010 — 9/856
2015 — 41/6154 (3 * 1 + 2 * 2 + 1 * 2) / 10 = 0,9
ные пожары 2012 — 8/13 2019 — 1/1015
2010 — 10/8
Снежные лавины 2013 — 6/6 2017 — 7/8 (3 * 1 + 2 * 3 + 1 * 0) / 10 = 0,9
2019 — 7/7
Отрыв прибрежных
2018 — 0/8 (3 * 0 + 2 * 0 + 1 * 1) / 10 = 0,1
льдов
Таблица 2
Сведения о катастрофичности ЧС техногенного характера, произошедших на территории
Российской Федерации в 2010–2019 годах
Типы ЧС техноген- Кол-во 1-х мест (год — Кол-во 2-х мест (год — Кол-во 3-х мест (год — Коэффициент катастрофич-
ного характера погибло / пострадало) погибло / пострадало) погибло / пострадало) ности КК
2010 — 356/562
2011 — 403/488
2012 — 432/1067
2013 — 377/833
ДТП с тяжкими 2014 — 381/968
(3 * 10 + 2 * 0 + 1 * 0) / 10 = 3
последствиями 2015 — 468/1170
2016 — 377/964
2017 — 377/964
2018 — 395/1073
2019 — 364/1614
2011 — 162/149
2012 — 132/171
2013 — 132/171
2014 — 79/117
Авиационные ката-
2015 — 67/130 (3 * 0 + 2 * 9 + 1 * 0) / 10 = 1,8
строфы
2016 — 238/296
2017 — 39/60
2018 — 138/176
2019 — 76/451
2010 — 69/173
2014 — 31/90
Взрывы в зданиях и
2015 — 4/28 (3 * 0 + 2 * 0 + 1 * 5) / 10 = 0,5
сооружениях
2017 — 24/689
2018 — 129/361
Крупные террористи- 2012 — 51/243
2010-108/578 (3 * 0 + 2 * 1 + 1 * 2) /10 = 0,4
ческие акты 2013 — 51/243
Аварии судов 2011 — 148/157 (3 * 0 + 2 * 0 + 1 * 1) /10 = 0,1
Обрушение зданий и
2016 — 42/70 (3 * 0 + 2 * 0 + 1 * 1) /10 = 0,1
сооружений
Гидродинамические
2019 — 17/42 (3 * 0 + 2 * 0 + 1 * 1) /10 = 0,1
аварии
2). ДТП с тяжкими последствиями (КК = 3,0). 9). Взрывы в зданиях и сооружениях (КК = 0,5).
3). Авиационные катастрофы (КК = 1,8). 10). Крупные террористические акты (КК = 0,4).
4). Наводнения (КК = 1,5). 2. В научном и практическом плане наиболее эф-
5). Сильный снегопад (КК = 1,5). фективно вкладывать имеющиеся ресурсы в предупре-
6). Сильный ветер (КК = 1,1). ждение и ликвидацию ЧС природного, техногенного
7). Крупные природные пожары (КК = 0,9). и биолого-социального характера, имеющих наиболь-
8). Снежные лавины (КК = 0,9). шую катастрофичность.
Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /7
Литература 5. ГОСТ Р 22.0.03-2020. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.
6. ГОСТ Р 22.0.05-2020. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
1. Акимов В. А. Междисциплинарные исследования проблем безо- Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.
пасности. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2017. 36 с. 7. ГОСТ Р 22.0.04-2020. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
2. Акимов В. А. Общая теория безопасности жизнедеятельности Биолого-социальные чрезвычайные ситуации. Термины
в современной научной картине мира. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС и определения.
(ФЦ), 2018. 136 с. 8. Государственные доклады о состоянии защиты населения
3. Акимов В. А., Диденко С. Л., Смирнов А. С. Научные основы об- и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуа-
щей теории безопасности жизнедеятельности. М.: ФГБУ ВНИИ ций природного и техногенного характера в 2010–2019 годах.
ГОЧС (ФЦ), 2019. 252 с. М.: МЧС России. 2011–2020 годы.
4. Акимов В. А., Диденко С. Л., Олтян И. Ю. Нелинейная наука для 9. Акимов В. А., Диденко С. Л., Олтян И. Ю. Моделирование
исследования аварий, катастроф и стихийных бедствий. М.: биолого-социальных чрезвычайных ситуаций с использовани-
ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). 2020. 134 с. ем эпидемиологической модели SIR // Технологии граждан-
ской безопасности. 2020. № 4 (66), С. 4–8.
Сведения об авторах Information about authors
Akimov Valery A.: ScD (Technical Sc.), Professor, Honored
Акимов Валерий Александрович: д. т. н., проф., засл. де-
Scientist of the Russian Federation, All-Russian Research
ятель науки РФ, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), гл. н. с. института.
Institute for Civil Defense and Emergencies, Chief Researcher
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
of the Institute.
е-mail: akimov@vniigoch.ru
7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia.
SPIN-код — 8120-3446.
e-mail: akimov@vniigoch.ru
SPIN-scientific — 8120-3446.
Олтян Ирина Юрьевна: к. т. н., ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ),
ученый секретарь (в ранге заместителя начальника инсти-
Oltyan Irina Yu.: PhD (Technical Sc.), All-Russian Research
тута).
Institute for Civil Defense and Emergencies, Scientific
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
Secretary (in the rank of Deputy Head of the Institute).
е-mail: irenaoltyan@mail.ru
7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia.
SPIN-код — 3476-5213.
e-mail: irenaoltyan@mail.ru
SPIN-scientific — 3476-5213.
Иванова Екатерина Олеговна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ),
с. н. с. науч.-исслед. центра.
Ivanova Ekaterina O.: All-Russian Research Institute for Civil
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
Defense and Emergencies, Senior Researcher, Research Center.
e-mail: fleurdelys-ket@yandex.ru
7, Davydkovskaya st., Mocow, 121352, Russia.
SPIN-код — 5483-4886.
e-mail: fleurdelys-ket@yandex.ru
SPIN-scientific — 5483-4886.
Издания ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
Авторы, название URL
Сосунов И.В. и др. Настольная книга (пособие) председателя комис-
сии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и https://elibrary.ru/item.asp?id=32546511
обеспечению пожарной безопасности
Батырев В.В. и др. Средства коллективной защиты. Оценка эффек-
https://elibrary.ru/item.asp?id=35283773
тивности и качества защиты населения в чрезвычайных ситуациях
Кусилов В.К. и др. Информационно-аналитический бюллетень об
организации деятельности территориальных органов МЧС России
в области реагирования пожарно-спасательных подразделений на https://elibrary.ru/item.asp?id=35367271
дорожно-транспортные происшествия в субъектах Российской Фе-
дерации в 2017 году
Лутошкин А.В. и др. Творчество юных во имя спасения: Литератур-
https://elibrary.ru/item.asp?id=37083240
но-художественный альманах. Выпуск № 2
Основные результаты развития и совершенствования МЧС России в
https://elibrary.ru/item.asp?id=35201457
2012–2018 годах: Фотокнига
Настольная книга руководителя гражданской обороны. Изд. 6-е, ак-
https://elibrary.ru/item.asp?id=35027110
туализ. и дополн.
Разумов В.В. и др. Масштабы и опасность наводнений в регионах
https://elibrary.ru/item.asp?id=35108092
России
Государственный доклад «О состоянии защиты населения и терри-
торий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природно- https://elibrary.ru/item.asp?id=35080759
го и техногенного характера в 2017 году»
Служба спасения. 2012–2017: Фотокнига https://elibrary.ru/item.asp?id=36688181
/8 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies УДК 303.425:614.8 Крупномасштабные чрезвычайные ситуации. Понятие и статистическая повторяемость ISSN 1996-8493 © Технологии гражданской безопасности, 2021 В.В. Артюхин, О.А. Морозова Аннотация В статье предложен термин «крупномасштабная чрезвычайная ситуация», приведены обобщающая инфор- мация о чрезвычайных ситуациях, подпадающих под сформулированное определение, а также результа- ты исследования распределения чрезвычайных ситуаций по масштабу (региональные, межрегиональные, федеральные), по типу (природного, техногенного, биолого-социального характера) и по виду источников возникновения на территории Российской Федерации за 2010–2019 гг. Приведены результаты оценки воз- можности одновременного возникновения крупномасштабных чрезвычайных ситуаций в зависимости от прогнозируемого количества чрезвычайных ситуаций за год. Ключевые слова: классификация; крупномасштабная чрезвычайная ситуация; анализ; прогноз; оценка. Large-scale Emergencies. Concept and Statistical Repeatability ISSN 1996-8493 © Civil Security Technology, 2021 V. Artjukhin, O. Morozova Abstract The article proposes the term “large-scale emergency”, provides general information about emergency situations that fall under the formulated definition as well as the results of emergency situations distribution study by scale (regional, interregional, federal), by type (natural, man-made, biological and social nature) and by occurrence type sources on the territory of the Russian Federation for 2010–2019. The assessment results of the large-scale emer- gencies simultaneous occurrence possibility, depending on the projected number of emergencies per year are pre- sented. Key words: classification; large-scale emergency; analysis; forecast; assessment. 21.01.2021
Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /9
Введение 1. Статистическая повторяемость
крупномасштабных чрезвычайных
В рамках проведенного исследования проанализи- ситуаций
ровано более трех тысяч чрезвычайных ситуаций за
период с 2010 по 2019 гг. на основании данных ежегод- В рамках работы под «крупномасштабными чрезвы-
ных Государственных докладов «О состоянии защиты чайными ситуациями» понимаются чрезвычайные ситу-
населения и территорий Российской Федерации от чрез- ации регионального, межрегионального и федерального
вычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера. Классификация ЧС регионального характера
характера» [1]. Примерное распределение субъектов и выше за период 2010–2019 гг. осуществлялась в со-
Российской Федерации по количеству чрезвычайных ответствии с постановлением Правительства РФ от
ситуаций, произошедших с 2010 по 2019 гг., приведено 21.05.2007 № 304 «О классификации чрезвычайных
на рис. 1. ситуаций природного и техногенного характера»*.
При проведении аналитической работы с параметра- За рассматриваемый период на территории Россий-
ми чрезвычайных ситуаций в рамках прогнозирования ской Федерации было зарегистрировано 270 крупно-
или разработки методов смягчения последствий важно масштабных чрезвычайных ситуаций, из которых ка-
обращать внимание не только на тип и источник ЧС, ждая десятая ЧС является ЧС федерального характера
но и на их масштаб [2, 3, 4]. Крупные ЧС случаются (28 ЧС), одиннадцать ЧС носило межрегиональный харак-
реже ЧС, небольших по объему ущерба, и агрегирова- тер, а двести тридцать одна ЧС — региональный (рис. 2).
ние параметров ЧС, которые в данной работе названы Если анализировать крупномасштабные чрезвы-
«крупномасштабными», с параметрами всех остальных чайные ситуации по отношению к типу — природного,
ЧС может привести к тому, что ряд важных законо- техногенного, биолого-социального характера, — то
мерностей касательно крупномасштабных ЧС будет с 2010 по 2019 гг. было зарегистрировано: 191 ЧС при-
упущен из виду. [5] родного характера, 62 ЧС — техногенного характера
Данная работа целиком посвящена крупномасштаб- и 17 ЧС — биолого-социального характера. Процент-
ным ЧС, а именно: формулированию определения ное соотношение природных, техногенных и биолого-
(критерия отнесения ЧС к таковым) и анализу их по- социальных чрезвычайных ситуаций за рассматривае-
вторяемости. мый десятилетний период приведено на рис. 3.
Кол-во ЧС
Ханты-
Республика Мансийский Пензенская Республика 200
Нижегородская Татарстан автономный область Бурятия
Республика Дагестан область округ
Республика Воронежская Приморский Республика
Крым область край Коми
Иркутская
область
Забайкальский край
Свердловская Республика Чеченская Чувашская
150
область Тыва Республика Республика
г. Москва Ленинградская Самарская Кировская
область область область
Ростовская область
Оренбургская Волгоградская Красноярский Пермский 100
область область край край
Краснодарский край
Республика Саратовская Московская Ставропольский
Башкортостан область область край
50
Рис. 1. Примерное распределение субъектов РФ по количеству чрезвычайных ситуаций, произошедших
с 2010 по 2019 гг.
* С 1 января 2020 года действует новая редакция данного постановления Правительства РФ.
/10 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies
Рис. 2. Распределение долей между чрезвычайными
ситуациями регионального, межрегионального
и федерального характера в общем количестве
крупномасштабных чрезвычайных ситуаций Рис. 3. Процентное соотношение природных, техногенных
и биолого-социальных крупномасштабных чрезвычайных
ситуаций
Детализированные сведения о количестве крупно-
масштабных чрезвычайных ситуаций по типу, виду авиационными катастрофами (34%);
источников возникновения и масштабу по годам (с 2010 авариями на электроэнергетических системах (15%);
по 2019 гг.) приведены в табл. 1. взрывами в зданиях и сооружениях жилого,
Сведения о суммарном количестве крупномасштаб- социально-б ытового и культурного назначения
ных природных и техногенных чрезвычайных ситуаций (13%).
по виду источников возникновения за 2010–2019 гг. За 2010–2019 гг. было зарегистрировано 17 круп-
приведены в табл. 2 и 3. номасштабных биолого-социальных чрезвычайных
Из табл. 2 видно, что наиболее часто регистриру- ситуаций; по масштабу все ЧС были классифицированы
ются ЧС, связанные с: как имеющие региональный характер. По виду источ-
заморозками, засухой (34%); ников возникновения наиболее часто регистрируются
сильным дождем, сильным снегопадом, крупным ЧС, связанные с поражением сельскохозяйственных
градом (27%),; растений болезнями и вредителями (59%). Инфекци-
опасными гидрологическими явлениями (20%). онная заболеваемость сельскохозяйственных живот-
Данные табл. 3 показывают, что наиболее часто ных составляет 35%, инфекционная заболеваемость
регистрируются ЧС, связанные с: людей — 6%.
Таблица 1
Количество крупномасштабных чрезвычайных ситуаций по типу, источнику и масштабу за 2010–2019 гг.
Тип Региональ- Межреги- Федераль-
Вид источников возникновения
ЧС* ные ЧС ональные ЧС ные ЧС
2010 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 1 - -
П Крупные природные пожары 2 1 -
П Опасные гидрологические явления 1 - -
П Заморозки, засуха 8 - 2
Т Аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения 1 - -
Т Аварии на электроэнергетических системах 1 - -
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
Т 1 - -
ленных объектов
Т Авиационные катастрофы 3 - -
2011 год
П Опасные гидрологические явления 4 - -
П Заморозки, засуха 1 - -
П Землетрясения, извержения вулканов - 2 -
Т Аварии на электроэнергетических системах 1 - -
Т Обнаружение (утрата) неразорвавшихся боеприпасов, взрывчатых веществ 1 - -
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
Т - 2 -
ленных объектов
Т Авиационные катастрофы 2 1 -
Т Аварии грузовых и пассажирских судов - 1 -Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /11
Продолжение табл. 1
Тип Региональ- Межреги- Федераль-
Вид источников возникновения
ЧС* ные ЧС ональные ЧС ные ЧС
2012 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 3 - -
П Крупные природные пожары 1 - -
П Опасные гидрологические явления 3 - -
П Заморозки, засуха 7 - 1
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 2 - 1
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 1 - -
П Землетрясения, извержения вулканов 2 - -
Т Аварии на тепловых сетях в холодное время года 1 - -
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения
Т Авиационные катастрофы 1 - -
2013 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 1 - -
П Опасные гидрологические явления 3 - 1
Морские опасные гидрологические явления (сильное волнение, напор льдов,
П 1 - -
обледенение судов)
П Заморозки, засуха 11 - 1
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 11 - 1
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 1 - -
П Землетрясения, извержения вулканов 2 - 1
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
Т 1 - -
ленных объектов
Т ДТП с тяжкими последствиями 1 - -
Т Авиационные катастрофы 3 - -
2014 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 1 - -
П Крупные природные пожары 2 - -
П Опасные гидрологические явления 2 - 1
П Заморозки, засуха 2 - -
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 4 - 1
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 8 - -
Т Аварии на электроэнергетических системах - 1 -
Обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
Т 2 - -
назначения
Т ДТП с тяжкими последствиями 1 - -
Т Авиационные катастрофы 3 - -
Т Аварии грузовых и пассажирских поездов и поездов метрополитена 1 - -
2015 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 2 - -
Б-с Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных 1 - -
П Крупные природные пожары 1 - -
П Опасные гидрологические явления 3 - -
П Заморозки, засуха 7 - -
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 3 - -
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 1 - -
Т Аварии на электроэнергетических системах 2 - -
Обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения/12 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies
Окончание табл. 1
Тип Региональ- Межреги- Федераль-
Вид источников возникновения
ЧС* ные ЧС ональные ЧС ные ЧС
Т Внезапное обрушение производственных зданий, сооружений, пород 1 - -
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения
Т ДТП с тяжкими последствиями 1 - -
Т Авиационные катастрофы 1 - -
Т Аварии грузовых и пассажирских судов 1 - -
2016 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 1 - -
Б-с Инфекционная заболеваемость людей 1 - -
П Опасные гидрологические явления 2 - 1
П Заморозки, засуха 2 - -
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 5 - 4
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 1 - -
Т Авиационные катастрофы 1 - -
Т Аварии грузовых и пассажирских судов 1 - -
2017 год
Б-с Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями 1 - -
Б-с Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных 1 - -
П Крупные природные пожары - 2 1
П Опасные гидрологические явления 4 - 2
П Заморозки, засуха 3 - -
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 8 - -
П Бури, ураганы, смерчи, шквалы 1 - -
Т Аварии на электроэнергетических системах - 1 1
2018 год
Б-с Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных 2 - -
П Опасные гидрологические явления 4 - 2
П Заморозки, засуха 10 - 1
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 6 - -
Обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного
Т 1 - -
назначения
Т Внезапное обрушение производственных зданий, сооружений, пород 1 - -
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
Т 2 - 1
назначения
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
Т 1 - -
ленных объектов
Т Аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах и газопроводах 2 - -
Т Авиационные катастрофы 2 - 1
2019 год
Б-с Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных 2 - -
П Крупные природные пожары 4 - 1
П Опасные гидрологические явления 5 - 1
П Заморозки, засуха 9 - -
П Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 5 - -
Т Аварии на электроэнергетических системах 2 - -
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
Т 1 - 1
ленных объектов
Т Авиационные катастрофы 2 - 1
Примечание. П — природные ЧС, Т — техногенные ЧС, Б‑с — биолого-социальные ЧС.Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /13
Таблица 2
Суммарное количество крупномасштабных природных чрезвычайных ситуаций по виду источников
возникновения за 2010–2019 гг.
Вид источников возникновения Региональ- Межрегио- Федераль- Итого
ные ЧС нальные ЧС ные ЧС
Заморозки, засуха 60 - 5 65
Сильный дождь, сильный снегопад, крупный град 44 - 7 51
Опасные гидрологические явления 31 - 8 39
Крупные природные пожары 10 3 2 15
Бури, ураганы, смерчи, шквалы 13 - - 13
Землетрясения, извержения вулканов 4 2 1 7
Морские опасные гидрологические явления (сильное волнение, напор льдов,
1 - - 1
обледенение судов)
Итого 163 5 23 191
Таблица 3
Суммарное количество крупномасштабных техногенных чрезвычайных ситуаций по виду источников
возникновения за 2010–2019 гг.
Вид источников возникновения Региональ- Межрегио- Федераль- Итого
ные ЧС нальные ЧС ные ЧС
Авиационные катастрофы 18 1 2 21
Аварии на электроэнергетических системах 6 2 1 9
Взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного
7 - 1 8
назначения
Взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промыш-
4 2 1 7
ленных объектов
Аварии грузовых и пассажирских судов 2 1 - 3
ДТП с тяжкими последствиями 3 - - 3
Обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного
3 - - 3
назначения
Аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах и газопроводах 2 - - 2
Внезапное обрушение производственных зданий, сооружений, пород 2 - - 2
Аварии грузовых и пассажирских поездов и поездов метрополитена 1 - - 1
Аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения 1 - - 1
Аварии на тепловых сетях в холодное время года 1 - - 1
Обнаружение (утрата) неразорвавшихся боеприпасов, взрывчатых веществ 1 - - 1
Итого 51 6 5 62
и т. д.) может лишь увеличить вероятность совпадения
2. Оценка возможности дней их возникновения, но не уменьшить ее.
одновременного возникновения Для получения численного решения на конкретный
крупномасштабных чрезвычайных год необходимо, очевидно, предварительно получить
ситуаций природного прогнозное значение количества крупномасштабных ЧС
и техногенного характера на этот год (n). При n = 0 или n = 1 искомая вероятность
p(n) = 0. При n > 365 (n > 366 для високосного года)
Под «одновременным возникновением» будем p(n) = 1 согласно принципу разумных предположений
подразумевать возникновение как минимум двух ЧС Дирихле: «если кролики рассажены в клетки, причем
в один день на протяжении года. С учетом принятых число кроликов больше числа клеток, то хотя бы в од-
терминов проведем расчет вероятности возникновения ной из клеток находится более одного кролика» или
двух и более ЧС (каждая из которых может носить «при любом распределении bk + 1 или более предметов
региональный, межрегиональный или федеральный по b ящикам в каком-нибудь ящике окажется не менее
характер) в течение одного дня в году. чем k + 1 предметов» [6].
Предполагаем, что ЧС возникают независимо, и ве- Для нашего случая принцип Дирихле можно сфор-
роятность возникновения ЧС в каждый из дней года мулировать следующим образом: «если количество
одинакова. Такие допущения являются упрощением, ЧС в течение года превышает количество дней в году,
но позволяют получить аналитическое и численное значит как минимум в один из дней произошло более
решения задачи. Кроме того, неравномерность распре- одной ЧС». Наибольший интерес, разумеется, пред-
деления ЧС по дням в году (временам года, дням недели ставляет случай, когда 1 < n < 365./14 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies
Будем рассуждать следующим образом: возьмем на настольном компьютере без специального программ-
наугад одну ЧС из группы и запомним день ее воз- ного обеспечения.
никновения. Затем возьмем наугад вторую ЧС, при С другой стороны, используя формулу разложения
этом вероятность того, что день ее возникновения не экспоненциальной функции в ряд Тейлора:
1
совпадет с днем возникновения первой ЧС, равна 1 − .
Рассуждая по аналогии, мы дойдем до последней
365 x2
ex = 1 + x + +…, (4)
ЧС, для которой вероятность несовпадения дня ее воз- 2!
никновения со всеми предыдущими будет равна 1 − 1 . можно аппроксимировать выражение (3) следующим
365
Перемножая все эти вероятности, получаем вероятность образом:
того, что дни возникновения всех ЧС в группе будут 1 2 ( n −1)
− − −
различными: p ( n ) ≈ 1⋅ e 365
⋅e 365
⋅ …⋅ e 365
=
(5)
1 2 (1+ 2 +…( n −1)) ( n( n −1))
p ( n ) = 1 − ⋅ 1 − ⋅ − −
365 365 = 1⋅ e 365
=e 2⋅365
.
(1)
n − 1 3665 ⋅ 364 ⋅…⋅ ( 365 − n + 1) Следовательно:
…⋅ 1 − = ,
365 365n −
( n( n −1))
p (n) ≈ 1− e 2⋅365
. (6)
365!
p (n) = . (2)
365 ( 365 − n )!
n
На основе данных о количестве крупномасштабных ЧС
по годам за период 2010–2019 гг. определены максимальное
Тогда вероятность того, что в течение года дни (40) и среднее (27) число крупномасштабных ЧС в течение
возникновения хотя бы двух ЧС из n совпадут, равна: года. В табл. 4 приводятся вычисленные значения вероят-
ностей одновременного возникновения ЧС в зависимости
365! от количества ЧС в году. Рис. 4 демонстрирует, как быстро
p (n) = 1− p (n) = 1− . (3)
365 ( 365 − n )!
n
увеличивается вероятность одновременного возникнове-
ния ЧС при росте числа прогнозируемых ЧС в году. Для
Приведенным выражением для вероятности трудно количества ЧС в году, не представленного в таблице, со-
оперировать численно, поскольку значение 365!, как ответствующие вероятности легко могут быть вычислены
и 365n, весьма велико, и его затруднительно вычислить с использованием выражения (6), приведенного выше.
Таблица 4
Вероятности одновременного возникновения крупномасштабных ЧС в зависимости от прогнозируемого
количества ЧС в году
Количество ЧС Приблизительное значение вероятности одно- Количество ЧС в году Приблизительное значение веро-
в году временного возникновения двух и более ЧС ятности одновременного возник-
новения двух и более ЧС
1 0 21 0,437488
2 0,002736 22 0,468938
3 0,008185 23 0,500002
4 0,016304 24 0,530536
5 0,027025 25 0,560412
6 0,040263 26 0,589513
7 0,055910 27 0,617736
8 0,073844 28 0,644993
9 0,093922 29 0,671208
10 0,115991 30 0,696320
11 0,139881 31 0,720282
12 0,165416 32 0,743058
13 0,192408 33 0,764625
14 0,220666 34 0,784972
15 0,249992 35 0,804097
16 0,280189 36 0,822010
17 0,311061 37 0,838727
18 0,342413 38 0,854274
19 0,374055 39 0,868682
20 0,405805 40 0,881990Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /15
2. Тимошевский А. А. Сравнительная характеристика и анализ
чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации в 2011–
2019 гг. // Тенденции развития науки и образования. 2020.
№ 63-5, С. 134–142.
3. Олтян И. Ю., Жданенко И. В. Оценка потенциальной уязвимо-
сти общества, экономики и государства перед природными
и техногенными угрозами // Технологии гражданской безопас-
ности. 2019. Т. 16. № 2 (60). С. 8–14.
4. Балер М. А., Крапухин В. В., Олтян И. Ю. Приоритеты Хиогской
рамочной программы действий на 2005–2015 годы и совершен-
ствование борьбы с бедствиями в Российской Федерации //
Технологии гражданской безопасности. 2015. Т. 12. № 2 (44). С.
20–24.
5. Артюхин В. В., Чяснавичюс Ю. К. Об опасностях иерархической
агрегации // Прикладная информатика. 2018. № 6.
6. Дирихле принцип, ящики // Математическая энциклопедия
(в 5 т.). М.: Советская Энциклопедия, 1982. Т. 2. С. 182.
Сведения об авторах
Артюхин Валерий Викторович: к. э. н., доц., ФГБУ ВНИИ
ГОЧС (ФЦ), в. н. с. науч.-исслед. центра.
Рис. 4. Стремительный рост вероятности одновременного 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
возникновения ЧС при увеличении числа прогнозируемых ЧС е‑mail: ikshot@mail.ru
SPIN‑код — 7954-1764.
Выводы Морозова Оксана Александровна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС
(ФЦ), с. н. с. науч.-исслед. центра.
В интересах подробного анализа и применения 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
е‑mail: Доброе утро! Высылаю гранки Вашей статьи.
специальных методов исследований к параметрам SPIN‑код — 2004-3929.
чрезвычайных ситуаций, приведших к значительному
ущербу, имеет смысл определить понятие «крупномас-
штабная чрезвычайная ситуация», что и было сделано Information about authors
в данной работе. Помимо этого в статье обзорного
характера приведена статистическая информация по Artjukhin Valerii V.: PhD (Economy), Assosiate Professor, All-
крупномасштабным ЧС, произошедшим на террито- Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies,
Leading Researcher, Research Department.
рии РФ за 10 лет (с 2010 по 2019), и выполнена оцен- 7, Davydkovskaya st., Mocow, 121352, Russia.
ка вероятности одновременного возникновения двух е‑mail: ikshot@mail.ru
и более ЧС. SPIN-scientific — 7954-1764.
Morozova Oxana A.: All-Russian Research Institute for Civil
Литература Defense and Emergencies, Senior Researcher, Research De-
partment.
1. Государственные доклады «О состоянии защиты населения 7, Davydkovskaya st., Mocow, 121352, Russia.
и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуа- е‑mail: oxana_morozova@list.ru
ций природного и техногенного характера». SPIN-scientific — 2004-3929.
Издания ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
Авторы, название URL
Аналитический сборник о результатах развития гражданской обо-
роны, защиты населения и территорий, пожарной безопасности,
https://elibrary.ru/item.asp?id=35347871
безопасности людей на водных объектах в свете реализации Указов
Президента Российской Федерации от 7 мая 2012 года №№ 596-706
Шапошников С.В. и др. История войсковой части 54277. Изд. 2-е,
https://elibrary.ru/item.asp?id=35556236
доп. и перераб.
Лутошкин А.В. и др. Гражданская оборона: правовые основы и пер-
спективы развития. Научно-практическая конференция. 30 ноября https://elibrary.ru/item.asp?id=35369851
2017 г., Москва, Россия. Материалы конференции
Олтян И.Ю. и др. Новые подходы к управлению рисками техноген-
ных катастроф и стихийных бедствий. Теория и практика: Матери-
алы Круглого стола в рамках Международного салона средств обе- https://elibrary.ru/item.asp?id=35371079
спечения безопасности «Комплексная безопасность-2018». 8 июня
2018 года, Ногинск, Россия
Кайнер Марко и др. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных
ситуаций в Арктике. Международная научно-практическая конфе-
https://elibrary.ru/item.asp?id=36710837
ренция. 18–20 июля 2018 года, г. Мурманск. Материалы конферен-
ции/16 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies УДК 614.84 Оценка живучести сложных систем МЧС России ISSN 1996-8493 © Технологии гражданской безопасности, 2021 В.В. Овчинников, М.Ю. Курбатов, С.Г. Мингалеев Аннотация Проведен анализ различных точек зрения на основы теории живучести сложных систем, представлена схема состояний системы после опасных воздействий. Рассмотрены факторы, определяющие живучесть систем по функциональному признаку, а также показатели живучести, которые могут быть использованы для оценки живучести сложных систем МЧС России. Ключевые слова: авария; живучесть; надежность; опасные воздействия; средства обеспечения живучести; первичные последствия; вторичные последствия; работоспособность. Survivability Assessment of Complex Technical Systems in the EMERCOM of Russia ISSN 1996-8493 © Civil Security Technology, 2021 V. Ovchinnikov, M. Kurbatov, S. Mingaleev Abstract The analysis of various points of view on the fundamentals of the complex technical systems survivability theory is carried out; the scheme of the system state after dangerous impacts is presented. The factors determining the sur- vivability of systems by functional feature, as well as the survivability indicators that can be used to assess the surviv- ability of complex systems of the EMERCOM of Russia, are considered. Key words: accident, survivability, reliability, dangerous impacts, means of ensuring survivability, primary consequences, second- ary consequences, operability. 27.01.2021
Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 1 (67) /17 В последние годы наблюдается повышение инте- (ограничение неблагоприятных последствий непро- реса к «живучести» сложных систем МЧС России как ницаемые переборки и пр.); стойкость (рациональная в теоретическом, так и в практическом отношении. конструкция); оповещение и управление (системы Сложная система — это система, состоящая из множе- сигнализации, защитные устройства). ства взаимодействующих составляющих (подсистем), В электроэнергетике под «живучестью» понимается вследствие чего она приобретает новые свойства, кото- свойство объекта противостоять возмущениям, не до- рые отсутствуют на подсистемном уровне и не могут пуская их каскадного развития с массовым нарушением быть сведены к свойствам подсистемного уровня [1]. питания потребителей [2]. Здесь следует обратить Повышенный интерес объясняется следующим: внимание на требование к системе, заключающееся во‑первых, возрастание масштаба и стоимости в том, что она должна противостоять переводу ее ча- систем приводит к значительному росту ущерба от стей в нерабочее состояние вследствие технологически длительного отключения даже части системы; связанных отказов, вызванных нарушением внешних во‑вторых, в сложных системах возрастают слож- (по отношению к некоторой подсистеме) условий функ- ность и трудоемкость восстановительных операций; ционирования. в‑третьих, вследствие развитых связей между раз- Под «общетехническим определением живучести» личными системами и подсистемами по различным понимается «способность систем к сохранению своих каналам (по информационным каналам, по матери- основных функций (хотя бы с допустимой потерей альным и энергетическим потокам) значительную своих элементов) при воздействии факторов внеш- роль могут играть вторичные последствия нарушений ней среды катастрофического характера» [3]. Это работоспособности элементов системы. Ущерб от определение близко по содержанию к определению: вторичных последствий может оказаться неизмери- «живучесть определена как свойство объекта, заклю- мо выше, чем от первичных последствий, вплоть до чающееся в его способности выполнять заданное полного прекращения функционирования или гибели назначение в процессе неблагоприятных воздействий системы. на весь объект или отдельные его компоненты, поддер- В настоящее время теория живучести находится живая в допустимых пределах свои эксплуатационные в такой стадии развития, когда еще не сформирова- показатели» [4]. В этих определениях следует обратить ны основные понятия и определения, не существует внимание на следующее. Во-первых, живучесть сле- единого мнения о том, что такое живучесть, какова дует рассматривать как внутреннее свойство системы, область применения этого понятия. Практически нет которым она обладает независимо от возникающих апробированных длительным практическим исполь- в данный момент времени условий функционирова- зованием моделей живучести. Большое разнообразие ния. Она обладает им всегда и в определенной мере предлагаемых показателей живучести скорее свиде- может проявляться при нормальных условиях функ- тельствует о недостаточной ясности в решении этого ционирования, когда возникают отказы элементов, вопроса, чем о его проработанности. Нет определенных вызванные производственными дефектами, старением, методических разработок и по вопросу о том, для каких уходом параметров и пр. Но в полной мере живучесть систем следует оценивать, нормировать и обеспечивать проявляется при крупных внешних воздействиях, не живучесть. предусмотренных условиями нормальной эксплуата- Имея это в виду, в данной статье делается попытка ции и поэтому трудно прогнозируемых, так как они проанализировать различные точки зрения на основы создают в системе экстремальные условия функцио- теории живучести. нирования. Во-вторых, живучесть проявляется в том, Так, в судостроении живучесть судна определена как что система сохраняет не все функции, которые она способность противостоять воздействию стихийных должна выполнять при нормальной работе, а лишь сил ветра и волн, пожаров, оружия противника, а при основные функции, да и то с возможным понижением повреждениях — сохранять и восстанавливать полно- качества их выполнения. Это означает, что возможно стью или частично мореходность и боевые качества [2]. изменение стратегии функционирования системы по Важнейшие элементы живучести судна: непотопляе- мере увеличения тяжести неблагоприятных воздей- мость и остойчивость. Живучесть судна обеспечива- ствий. В‑третьих, система должна обладать свойством ется рациональностью конструкции и оборудования постепенной деградации по мере увеличения тяжести судна, в том числе расположением непроницаемых неблагоприятных последствий и для каждого уровня переборок, люков, горловин, дверей, иллюминаторов, таких последствий уметь оперативно и максимально системами сигнализации, автоматическими защитными эффективно использовать сохранившиеся ресурсы устройствами. для выполнения основных функций с учетом изме- Отметим, что в данном определении указаны: нения стратегии функционирования (целевой функ- условия, когда проявляется живучесть (стихийные ции), а в дальнейшем — реализовать оптимальную силы ветра и волн, пожары, оружие); стадии развития стратегию восстановления с учетом возникающих процесса и степень тяжести неблагоприятных воздей- ограничений. ствий (противостоять возникновению повреждений, Большую роль в оценке живучести имеет еще одно при повреждениях сохранять мореходность и боевые обстоятельство. Для ряда систем важны лишь прямые качества, а при их потере восстанавливать их полно- последствия опасных воздействий (далее — ОВ), стью или частично); способы обеспечения живучести а именно: состояние системы непосредственно после
/18 “Civil SecurityTechnology”, Vol. 18, 2021, No. 1 (67) Safety in emergencies
завершения ОВ. Тогда оцениваются лишь уровень элементов или функциональных связей, в искажении
работоспособности и уровень функционирования алгоритмов функционирования.
в определенный момент времени. Для других систем Система, обладающая свойством живучести, прояв-
выполнение заданных функций происходит в тече- ляет его в свойстве постепенной деградации, возникаю-
ние определенного и (возможно) продолжительного щем благодаря введению как пассивных, так и активных
интервала времени после завершения ОВ. В таких средств обеспечения живучести (далее — СОЖ). Ин-
системах успех выполнения задания определяется формация о первичных последствиях поступает к СОЖ,
не только состоянием системы в начальный момент, включающим в себя: средства контроля работоспособ-
но и траекторией функционирования в дальнейшем. ности; средства аварийной защиты; средства реконфигу-
Здесь уже начинают влиять другие факторы, такие рации и управления. Действие СОЖ оказывает влияние
как: остаточный уровень избыточности различных на развитие первичных последствий и в зависимости
видов, эффективность системы восстановления, без- от интенсивности процессов в системе, конкретных
отказность элементов и пр. В этом случае живучесть внешних условий функционирования, эффективности
должна оцениваться по результатам выполнения СОЖ система в конечном счете переходит в одно из
задания. возможных устойчивых состояний. По своей природе
Живучесть определяется как свойство системы этот переходный процесс является стохастическим.
сохранять и восстанавливать способность к выполне- После прохождения нескольких промежуточных
нию основных функций в заданном объеме и в течение состояний система перешла в устойчивое состояние,
заданной наработки при изменении структуры системы в котором оказались отключенными энергоблоки
и (или) алгоритмов, условий ее функционирования, конденсационной электростанции и были отделены
не предусмотренных регламентом нормальной работы агрегаты ТЭЦ. После перехода в новое состояние вы-
ОВ. Основные функции и заданная наработка могут полняется оценка первичных последствий, в резуль-
определяться как для одного, так и для нескольких, тате которой состояние системы относят к одному из
различных по тяжести ОВ, причем в общем случае трех классов: работоспособные, неработоспособные
они могут быть различны для разных уровней. Данное или неаварийные, аварийные. Именно по результатам
определение допускает учет любых последствий ОВ, этой классификации проводится оценка живучести по
влияющих на выполнение задания, а именно: потери состоянию системы.
работоспособности элементов и связей между ними При работоспособном состоянии система возвраща-
вследствие их физического разрушения или нарушения ется к выполнению задания немедленно. Если состоя-
целостности; изменения (ухудшения) технических ха- ние неработоспособное, то система может вернуться
рактеристик (скорости, производительности и пр.); ис- к выполнению задания после некоторых процедур
кажения алгоритмов функционирования; уменьшения восстановления. Перевод системы в новое устойчивое
структурной избыточности, уровня запасов продукции; состояние не завершает борьбы за живучесть, так как
ухудшения безотказности элементов управляемости при дальнейшем функционировании до выполнения
системы; изменения внешних условий функциониро- установленного задания могут проявляться и вторич-
вания (резкое уменьшение или увеличение нагрузки; ные последствия ОВ, более отдаленные, но не менее
перераспределение нагрузки; изменение динамических опасные, чем первичные, связанные с неуправляемыми
характеристик нагрузки). или плохо управляемыми тепловыми, электрическими
Поведение системы после неблагоприятного воз- и другими процессами (развитие пожара, охлаждение
действия в формализованном виде представлено на помещений в системе теплоснабжения и пр.).
рисунке. В результате ОВ возникают первичные послед- Скорость развития вторичных последствий и ко-
ствия, выражающиеся в нарушении работоспособности нечный результат также существенно зависят от
Рис. Схема состояний системы после ОВ
(ПП - первичные последствия, ВП — вторичные последствия, 1 — авария; 2 — работоспособно; 3 — выполнение задания)Вы также можете почитать
