Любой техногенный объект, в том числе, и образовательное учреждение (ОУ), порождает определенный уровень опасности для жизнедеятельности людей. Основной вклад в уровень опасности ОУ вносят последствия пожара. Соответственно, уровень опасности образовательного учреждения может характеризоваться одной из возможных количественных характеристик риска — величиной пожарного риска. Поэтому задача снижения ущерба в ОУ при авариях и катастрофах, формулируемая как задача управления уровнем опасности, непременно включает этап количественной оценки пожарного риска.
К главным причинам препятствующим внедрению методов риск-анализа относятся:
- недостаток кадров, владеющих методами риск-анализа;
- отсутствие доступного и принятого всеми инструментария для прогнозирования последствий аварий и оценки рисков.
Возрастание требований к достоверности прогнозирования приводит к усложнению моделей, лежащих в основе прогнозирования последствий аварий. Увеличение точности приводит к значительному возрастанию вычислительных затрат. В свою очередь, это вызывает необходимость использования параллельных алгоритмов и программ. В этой связи, количественная оценка риска и решение прогнозных задач оказываются под силу только специализированным научным коллективам, имеющим опыт и обладающим необходимым оборудованием. Отмеченное противоречие между сложностью математических моделей, алгоритмов, программ прогнозирования последствий аварий и требованием их доступности для широкого круга исследователей, может быть преодолено на базе новых информационных технологий. Наша команда, опираясь на опыт практической работы с предприятиями, организациями, территориальными образованиями, опираясь на пятнадцатилетний опыт работы по разработке математических моделей, алгоритмов и программ в области риск-анализа, считает, что решение проблемы снижения риска и уменьшения последствий аварий в образовательных учреждениях Российской Федерации проходит через разработку и применение в повседневной практике проблемно-ориентированного электронного ресурса «Безопасность в техносфере», доступного по сети Интернет. Ориентация Ресурса на оценку уровня пожарной безопасности образовательных учреждений обозначена в виде Сервиса для расчета величин пожарного риска в образовательных учреждениях России (Риск-аналитик ОУ). Команда заявителей проекта, исходя из нашего практического опыта исследований, преподавания и обучения, пришла к выводу, что архитектура Ресурса должна включать две взаимосвязанные составляющие: проектирующую и обучающую. В настоящее время, сконцентрировав финансовые возможности, предполагается активизировать работы по разработке проблемно-ориентированного электронного ресурса «Безопасность в техносфере».
В этом случае, появляется современный, расширяемый инструментарий, необходимый для:
- количественной оценки и управления аварийными рисками;
- непрерывной подготовки и переподготовки специалистов в области риск-анализа.
Опыт разработки и эксплуатации Сервиса «Риск-аналитик ОУ» в дальнейшем может тиражироваться применительно к другим техногенным объектам.
Цели:
Цель — снижение ущерба при пожарах в образовательных учреждениях России.
Необходимое условие решения задачи уменьшения ущербов от аварий и катастроф в образовательных учреждениях (ОУ) Российской Федерации — оценка уровня опасности. То есть необходимо сделать срез уровня опасности по ОУ России на сегодняшний день, ранжировать ОУ по уровню опасности, выделить ОУ с высокими рисками. Тем самым дать возможность работы экономическим, юридическим, организационным рычагам управления риска. Срез уровня опасности, сделанный через определенное время, позволит проверить эффективность мер и при необходимости откорректировать меры, направленные на снижение ущербов от аварий и катастроф. То есть непосредственно повлиять на процедуру управления риском в условиях ограниченных финансовых возможностей. Для количественного риск-анализа наибольшее значение имеет сопоставительный анализ оценок в силу имманентных свойств оценок риска. Сравнение оценок позволяет ранжировать объекты по уровню опасности, ими порожденной. Ранжирование ОУ по уровню опасности, в частности, позволяет сформулировать принцип распределения финансовых ресурсов, направленных на обеспечение безопасности. Однако процедура ранжирования ОУ по уровню пожарной опасности будет корректной, в случае, если количественная оценка риска для анализируемого множества ОУ выполнена с использованием одних и тех же методологических подходов.
Указанные соображения позволяют сформулировать основное требование к оценке уровня опасности образовательных учреждений, как основы снижения ущерба при возможных авариях и катастрофах, — количественные характеристики уровня опасности для образовательных учреждений, входящих в анализируемое множество ОУ, должны проводиться с использованием одних и тех же допущений, методик и соизмеримой неопределенности в характеристиках. Только в этом случае сопоставительный анализ оценок пожарного риска и экономического ущерба при пожаре в ОУ имеет смысл; только в этом случае возможно корректное ранжирование зданий и сооружений образовательных учреждений по уровню опасности.
Один из возможных подходов к оценке уровня опасности, размещенных в пределах территориального образования ОУ, который отвечает установленным ограничениям, состоит в том, чтобы использовать возможности проблемно-ориентированного электронного ресурса «Безопасность в техносфере». Проблемно-ориентированный Ресурс предназначен для решения задач в области прогнозирования последствий аварий и анализа риска. Ресурс «Безопасность в техносфере» доступен по сети Интернет (http://rintd.ru/). Ориентация Ресурса на решение задач прогнозирования последствий аварий и анализа риска в образовательных учреждениях отражена в проблемно-ориентированном Сервисе — «Риск-аналитик ОУ».
В настоящее время практически отсутствуют комплексные работы и соответствующие программные продукты, описывающие последствия аварий и действия людей при аварии. Например, пожар в здании и эвакуацию людей из горящего здания. Большой вклад в развитие компьютерных имитационных моделей эвакуации внесли В. В. Холщевников, Д. А. Самошин, R. Fahy, E. Kuligowski и др. (http://sstu.ru/images/stories/AspDoc/081208-e.doc). Из наиболее заметных достижений последнего времени можно отметить работы доктора Пола Торренса (Dr. Paul M. Torrens) из Аризонского университета (ASU), который использует в моделировании мультиагентный подход (http://geosimulation.org/). А также разработки британской компании Croud Dinamics (http://www.crowddynamics.com/).
Задачи:
Одной из ключевых задач в части моделирования эвакуации является разработка модели индивидуального поведения людей в потоке, что является вариантом симбиоза двух подходов к моделированию процесса эвакуации — агентного и потокового. Задача заключается в создании блока моделей, позволяющих проводить моделирование эвакуационного процесса в динамике, учитывая постоянное изменение среды (развитие пожара, изменение планировки здания в результате разрушения части конструкций) в том числе информационной ее составляющей, которую исследователи в связи со сложностью реализации ранее не затрагивали (http://www.fireevacuation.ru/publications.php ).
Подготовка и переподготовка специалистов производится с применением технологий электронного обучения. В последние годы в России была разработана концепция и созданы экспериментальные образцы электронных образовательных ресурсов нового поколения — открытые мультимедиа системы модульной архитектуры, не имеющие технических и содержательных ограничений, например, по способам доставки контента или мультимедийной насыщенности. Это позволяет конструирование эффективных учебных курсов по индивидуальным программам обучения, а также организацию дистанционного обучения. В качестве сервера предполагается использование модульной объектно-ориентированной динамической учебной среды MOODLE. Проблемно-ориентированный электронный ресурс «Безопасность в техносфере» предусматривает интеграцию моделирующей и обучающей систем (http://tm.ifmo.ru/tm2007/db/doc/get_thes.php?id=230).
Особенностью российской школы в части прогнозирования последствий аварий является наличие багажа уже апробированных современных математических моделей, параллельных алгоритмов и программ. За 15 лет работы в области прогнозирования последствий аварий и оценок риска команда заявителей проекта прошла путь от разработки моделей, программ, проблемно-ориентированных программных продуктов до разработки проблемно-ориентированного электронного ресурса «Безопасность в техносфере» (http://rintd.ru/). Разработаны и адаптированы десятки физико-математических моделей, возникновения и распространения аварийных воздействий в абиотических средах. Выполнены десятки крупных проектов, в том числе, по ряду опасных объектов совместно с командами исследователей из США и стран западной Европы.
В такой многоплановой и сложной задаче как создание проблемно-ориентированного электронного ресурса «Безопасность в техносфере» команда заявителей проекта позиционирует себя, как команда, работающая на должном уровне, по крайней мере, в следующих направлениях:
- физико-математические модели, параллельные алгоритмы и программная реализация для прогнозирования последствий аварий;
- параллельные алгоритмы и программная реализация расчета количественных оценок риска;
- обучающие системы с дистанционным доступом;
- динамические модели эвакуации людей из помещений в условиях чрезвычайных ситуаций;
- информационные системы обеспечения безопасности.
Таким образом, задачи исследования:
- Разработка новых и адаптация существующих математических моделей пожара и эвакуации людей из зданий ОУ в условиях пожара
- Разработка общедоступного на территории России инструментария для количественной оценки пожарного риска в ОУ.
- Разработка электронных образовательных ресурсов по риск-анализу.
