Техногенная и технологическая безопасность

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНОГЕННАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Махутов Н.А. (член-корреспондент РАН),

Гаденин М.М. (к.т.н.)

Рабочая группа при Президенте РАН

по анализу риска и проблем безопасности

В последние годы прошлого столетия и в начале текущего на фоне глобальных динамических процессов, протекающих в социальной, экономической, природной и техногенной сферах жизнедеятельности человека, общества, государства и человечества в целом, стали общепризнанными две основные тенденции развития:

- стремление осуществить крупнейшие международные и национальные инфраструктурные проекты по улучшению качества жизни и устойчивому сохранению окружающей природной среды;

- нарастание угроз дальнейшему устойчивому развитию человечества и среды его обитания.

Указанные мировые тенденции, несомненно, имеют высокую актуальность и для развития России в ближайшей (до 2020 г.), среднесрочной (2020-2030 гг.) и долгосрочной (2030-2050 гг.) перспективе. В связи с этим актуальными становятся выполняемые в этом направлении фундаментальные и прикладные исследования по проблемам безопасности и рисков, связанные с формированием и реализацией основ государственной политики в таких стратегически важных областях, как модернизация экономики, приоритеты и приоритетные направления технологического развития, критические и инновационные технологии, национальные и международные инфраструктурные проекты.

Базовыми при этом являются две стратегические цели - повышение благосостояния народов России и обеспечение ее национальной безопасности. Эти цели предусматривают принятие необходимых взаимоувязанных решений на всех уровнях государственного управления на основе критериев стратегических рисков. Материально-технической основой достижения указанных целей являются технологии создания и функционирования объектов и инфраструктур гражданского и оборонного комплексов страны, входящие в сложную социально-природно-техногенную систему (С-П-Т система) ее жизнеобеспечения. В этой системе формируются и реализуются комплексы технологических и техногенных рисков ее развития и функционирования, риски создания техники и технологий, риски возникновения аварийных и катастрофических ситуаций, сопровождающихся гибелью людей, разрушением объектов инфраструктуры и поражениями природной среды. Эти риски должны вводиться в анализ состояния не только техносферы, как одного из элементов С-П-Т системы, но и в показатели эффективности, модернизации и развития в интересах экономики, технологической независимости, национальной безопасности страны в целом.

Российская академия наук совместно с органами исполнительной власти принимала участие в подготовке Советом Безопасности Российской Федерации научных основ Стратегии национальной безопасности [1], Основ стратегического планирования социально-экономического развития страны [2] и Федерального закона «О стратегическом планировании в Российской Федерации» [3]. При этом в качестве основной задачи была выдвинута подготовка и создание междисциплинарной, межотраслевой и межведомственной системы оценки состояния во времени С-П-Т системы и сопутствующих функционированию этой системы стратегических рисков R(). Важность решения такой задачи связана с непрерывным расширением с одной стороны возможностей, путей и сценариев развития, и, с другой, спектра опасностей, вызовов, угроз, кризисов, чрезвычайных ситуаций и катастроф, с увеличением ущербов от них человеку, обществу, государству и среде жизнедеятельности. Универсальной количественной мерой вероятностей возникновения и реализации указанных неблагоприятных событий и процессов в сочетании с сопутствующими им ущербами становятся риски социально-экономического развития и национальной безопасности.

Рисунок 1 Национальные приоритеты и стратегические цели развития страны

национальный стратегический риск приоритет

В соответствии с основными положениями названных документов [1-3] на ближайшую (до 2020-2025 гг.) и отдаленную (до 2030-2050 гг.) перспективу государством определены (рис. 1) базовые стратегические приоритеты:

· в социально-экономическом развитии, сохранении и приумножении народа и повышении жизненного уровня;

· в обеспечении национальной безопасности в рамках С-П-Т системы - безопасности человека, природной среды и техносферы.

В число стратегических целей входят:

- рост численности населения и продолжительности жизни;

- рост общего и душевого внутреннего валового продукта;

- снижение рисков жизнедеятельности.

Техносфера, как одна из важнейших составляющих С-П-Т системы, в той или иной степени становится определяющим фактором ее развития со своим спектром рисков жизнедеятельности. При этом сама техносфера к настоящему времени имеет вполне определенные фундаментальные закономерности научно-технического развития и формирующиеся теории безопасности.

Принципиально важными для решения проблем безопасности техногенной сферы с учетом стратегических приоритетов (см. рис. 1) становится научное обоснование и разработка (рис. 2) двух ее составляющих:

- технологической безопасности, связанной с опасностями надлежащего развития или неразвития необходимых техники и технологий для жизнеобеспечения страны в гражданской и оборонной сферах;

- техногенной безопасности, связанной с опасностями функционирования объектов техносферы, которые затрагивают своими последствиями всю С-П-Т систему.

Выполненные фундаментальные и прикладные разработки указанных выше проблем были освещены в издающейся многотомной серии «Безопасность России» [4], а основы их информационно-аналитического обоснования - в трудах конференции аналитиков России [5].

В настоящее время в нашей стране в соответствии со Стратегией национальной безопасности, федеральным законодательством в области национальной безопасности и стратегического планирования начинают формироваться (см. рис. 1 и 2) новые стратегические основы системы обеспечения безопасности техносферы и защищенности опасных производственных объектов (ОПО) I и II классов опасностей, критически (КВО) и стратегически (СВО) важных для национальной безопасности промышленных объектов, в первую очередь, от тяжелых катастроф техногенного характера регионального, национального, глобального масштабов с большими социально-экономическими последствиями и высокими рисками R_и() и R_э(). Постановка таких государственных задач осуществляется по Федеральным законам, Указам Президента Советом Безопасности Российской Федерации и его Научным советом в соответствии с положениями Стратегии национальной безопасности.

Рисунок 2 Структура решения проблем безопасности техногенной сферы

При этом главной целью реализации концепций, стратегий, законодательства и всего комплекса государственных мероприятий в данном направлении, включая фундаментальные и прикладные исследования и теории безопасности и риска, нормирование, декларирование, экспертизу и государственный надзор, становится поэтапный перевод развития экономики страны и обеспечения ее безопасности на новую систему количественных параметров оценки такого развития, безопасности, защищенности с использованием стратегических рисков через государственные, федеральные целевые и специальные программы, проблемные планы Российской академии наук. Главными результатами указанных работ будут новые базы знаний и банки данных, Федеральные законы, Указы Президента, федеральные нормы и правила, технические регламенты, стандарты Российской Федерации, Таможенного, Экономического союзов и Союзного государства Беларуси и России.

Фундаментальные междисциплинарные исследования по развитию теории безопасности, физики, химии, механики, биологии и экономики катастроф и созданию необходимой критериальной базы проводит Российская академия наук, а их координацию осуществляет Рабочая группа при Президенте РАН по анализу риска и проблем безопасности. Важнейшие исследования и разработки Российской системы реагирования на чрезвычайные ситуации проводит МЧС России. Отраслевые министерства, госкорпорации и специализированные компании реализуют конструкторские, технологические и эксплуатационные мероприятия по повышению безопасности и снижению рисков в гражданской и оборонной сферах. Нормативно-техническое обеспечение и государственный надзор за безопасностью в техногенной сфере осуществляют Госэкспертиза, Ростехнадзор и Росстандарт. Применительно к оборонному комплексу соответствующие исследования и разработки по повышению техногенной и технологической безопасности выполняются предприятиями ОПК и силовыми ведомствами.

С учетом современных тенденций развития национальной и мировой экономики по-новому должны анализироваться проблемы государственной политики в области обеспечения промышленного развития страны техногенной и технологической безопасности. К числу определяющих факторов формирования и реализации такой политики, несомненно, можно отнести взаимодействующие факторы техногенных, технологических, военных, экономических и экологических рисков. При этом под риском следует понимать сочетания вероятностей возникновения неблагоприятных процессов и событий в техногенной среде и сопутствующих им ущербов.

Построение современных научно обоснованных методов создания и обеспечения условий безопасного функционирования объектов техносферы становится возможным только с одновременным учетом не только стратегических приоритетов (см. рис. 1), но и названных выше отдельных техногенных, технологических, экономических и экологических рисков, а также интегральных (суммарных) рисков. Пренебрежение этими рисками в С-П-Т системе в прошлом в правовой и нормативно-технической документации, в регламентах и нормах не позволяло количественно предсказать, предупредить и минимизировать огромные потери в социальной, экономической, промышленной областях с учетом потерь человеческих жизней, здоровья людей, повреждений и разрушений промышленных инфраструктур, деградации объектов природной среды.

Как показали результаты научного анализа, фундаментальных и прикладных исследований в области прогнозирования, планирования, управления развитием С-П-Т системы с применением концепции стратегических рисков для определения условий возникновения и развития чрезвычайных, аварийных и катастрофических ситуаций в промышленной сфере качественное и количественное описание сценариев и последствий аварий и катастроф может быть осуществлено на базе использования фундаментальных закономерностей теории безопасности и катастроф для всех стадий жизненного цикла (рис. 3).

Рисунок 3 Научные основы создания и эксплуатации техносферы с учетом теории катастроф и анализа их сценариев

Стадии инициирования и развития аварийных и катастрофических ситуаций могут характеризоваться различным сочетанием механических, физических, химических, биологических поражающих и повреждающих факторов с широким спектром проявления их последствий в сложной социально-природно-техногенной системе. Результаты научного анализа техногенной безопасности для условий перехода от штатных к аварийным и катастрофическим ситуациям показывают, что последние в значительной степени определяются как самими рабочими технологическими процессами в технических системах промышленных объектов, так и внешними по отношению к ним воздействиями, что сопровождается резким возрастанием рисков техногенных катастроф. Такие воздействия характеризуются также комплексом специфических факторов, описываемых экономическими, биологическими, географическими, социологическими аспектами анализа аварийных и катастрофических явлений на основе математического представления соответствующих сценариев их возникновения, развития и парирования.

Все возрастающая актуальность таких исследований и разработок, являющихся научной основой обоснования техногенной и технологической безопасности, стала видна из данных по числу крупных техногенных и природных катастроф в мире в течение последних двух-трех десятилетий. Создание новых объектов высокой сложности и технологичности сопровождалось превышением числа техногенных катастроф над природными в 1,2 - 1,7 раза при темпах роста техногенных аварий и катастроф на 10ч12% [6]. Если к концу XX века экономические ущербы от природных катастроф превышали ущербы от техногенных, то, начиная с первого десятилетия XXI века, основной ущерб приносили уже техногенные катастрофы, в том числе крупнейшие - на Саяно-Шушенской ГЭС, морской платформе ВР в Мексиканском заливе, на АЭС Фукусима-1 (с ущербами от каждой от 5 до 20 млрд. долларов США). Важно, что при этом темпы роста мирового валового продукта c учетом новых технологий и техники составляли всего 2ч3,5% в год. Это в целом указывает на постепенное снижение возможностей отдельных стран и мирового сообщества предупреждать и парировать техногенные риски.

В Российской Федерации в последние годы прошлого и начале текущего столетий при резком сокращении объемов промышленного производства относительная устойчивость числа техногенных катастроф на уровне 350ч500 в год сопровождалась ростом общих ущербов от них при постепенном снижении темпов роста ВВП (от 4 до 1% в год). С учетом отмеченных основных закономерностей научного, техногенного, технологического и экономического развития и изменения техногенных рисков для дальнейшего анализа и прогноза состояния и повышения уровня национальной и промышленной безопасности исключительно важное значение приобретают базовые положения Стратегии национальной безопасности, Федеральных законов о промышленной безопасности, о безопасности атомной энергии, о безопасности гидротехнических сооружений, о транспортной безопасности, о безопасности зданий и сооружений. При этом важно исходить из того, что основные объекты техносферы с различными уровнями опасности (объекты технического регулирования - ОТР, опасные производственные объекты - ОПО, критически - КВО и стратегически - СВО важные объекты), должны проектироваться, создаваться и эксплуатироваться преимущественно по критериям безопасности [7] (рис. 4).

По величинам рисков, характерных для названных ОТР, ОПО, КВО и СВО может быть проведено категорирование (классификация) неблагоприятных процессов и событий (см. рис. 4), определяемых по степени нарастания их опасности как: локальные (1), объектовые (2), местные (3), региональные (4), национальные (5), глобальные (6), планетарные (7).

Рисунок 4 Категорирование объектов техносферы и неблагоприятных событий

Условия обоснования технологической и техногенной безопасности (рис. 5) в соответствии с обязательными требованиями государственного, отраслевого и объектового уровня будут основываться на принципах - «безопасность закладывается в проекте, обеспечивается в изготовлении и поддерживается в эксплуатации» за счет резкого возрастания значимости первых этапов разработки и реализации проектов (объектов атомной, тепловой и гидроэнергетики, шельфовых разработок углеводородов, ракетно-космической и авиационной техники, нефтегазохимического комплекса):

- технико-экономического обоснования с учетом научно-технических, технологических и экономических возможностей и рисков;

- конструирования, расчетов и испытаний для штатных, аварийных и катастрофических ситуаций.

В перспективе [8] роль научных и технологических обоснований безопасности техносферы с применением современных методов расчетов, испытаний, моделирования и прогнозирования состояния объектов и определения рисков будет оставаться высокой на стадиях изготовления, испытаний, доводки, эксплуатации и выводе из эксплуатации (см. рис. 5). Для новых объектов должны рассматриваться два взаимосвязанных подхода:

- продление ресурса безопасного функционирования объектов техносферы и получение соответствующего экономического эффекта;

- сокращение назначенного ресурса и обновление техносферы объектами с новыми параметрами экономической эффективности и пониженными рисками.

В перспективе для России второй подход может оказаться более важным, ведущим к снижению технологических и техногенных рисков.

Рисунок 5 Структура реализации новых проектов для объектов техносферы высокого риска

Таким образом, для обеспечения технологического лидерства России в самое ближайшее время должны быть приняты принципиально важные решения по комплексному учету новых требований, норм, правил, методов контроля, диагностики и мониторинга состояния техносферы с учетом стратегических рисков технологической и техногенной безопасности. Исходная научная база для принятия таких решений сформулирована усилиями ученых, конструкторов, технологов, эксплуатационников на основе анализа отечественного и зарубежного передового опыта.

Список литературы

1. Стратегия национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года. Утверждена Указом Президента Российской Федерации от 12 мая 2009 г., № 537.

2. «Об основах стратегического планирования в Российской Федерации». Указ Президента Российской Федерации от 12 мая 2009 года № 536.

3. «О стратегическом планировании в Российской Федерации». Федеральный закон Российской Федерации от 28 июня 2014 г. N 172-ФЗ.

4. Материалы Первой Всероссийской научно-практической конференции «Аналитика развития и безопасности страны: реалии и перспективы». Общественная палата Российской Федерации. М.: Агентство печати «Столица», 2014. 592 с.

5. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно - технические аспекты. Многотомное издание. Научный руководитель - чл.-корр. РАН Н.А.Махутов. Т. 1-45. М.: Знание, 1998-2014.

6. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Комплексная безопасность человека. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС, 2011. 360 с.

7. Махутов Н.А. Прочность и безопасность: фундаментальные и прикладные исследования. Новосибирск: Наука, 2008. 528 с.

8. Фортов В.Е., Махутов Н.А. Машиностроение России. Состояние и развитие. М.: ОЭММПУ РАН, 2010. 72 c.

Размещено на Allbest.ru