Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по экономике
На правах рукописи
Гулиян Геворг Борисович
МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПРИНЯТИЯ ИНВЕСТИЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ РИСКАМИ НА химически опасных объектАХ
Специальность 08.00.13 | Ц | Математические и инструментальные методы экономики |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата экономических наук
Москва Ц 2012
Диссертационная работа выполнена в Московском финансово-промышленном университете Синергия.
Научный руководитель: | Хамидуллин Равгат Явдатович, кандидат технических наук, доцент |
Официальные оппоненты: | Хрусталёв Евгений Юрьевич, доктор экономических наук, профессор, Центральный экономико-математический институт РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории имитационного моделирования взаимодействия экономических объектов |
Денисов Денис Владимирович, кандидат экономических наук, Московский финансово-промышленный университет Синергия, декан факультета информационных систем и технологий | |
Ведущая организация: | Всероссийский научно-исследовательский институт проблем вычислительной техники и информатизации (ВНИИ ПВТИ), г. Москва |
Защита состоится л06 июля 2012 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 521.042.02 при Московском финансово-промышленном Университете Синергия по адресу: 105318, г.аМосква, ул. Измайловский вал, д. 2, ауд. 511.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского финансово-промышленного университета Синергия.
Автореферат разослан л06 июня 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат экономических наук, доцент Е.В. Улитина
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность диссертационного исследования. В настоящее время в Российской Федерации имеется около 3000 предприятий, занимающихся предпринимательской деятельностью и использующих аварийные химически опасные вещества (АХОВ). В собственности предприятий имеются производственные цеха и склады, где используют, хранят или перерабатывают АХОВ. Такие объекты называются химически опасными объектами (ХОО). В настоящее время эти объекты находятся в ведении предприятий с различной организационно-правовой собственностью, которые относятся к разным отраслям промышленности (химической, пищевой и другим) и осуществляют предпринимательскую деятельность. Наличие на предприятии АХОВ значительно увеличивает риск потери предприятием части своих ресурсов, недополучения доходов или дополнительных расходов в результате ущерба, нанесённого промышленной площадке и прилегающей территории, работникам, населению, сельскому хозяйству, флоре и фауне.
Модернизация промышленного производства в условиях повышения безопасности требует больших финансовых средств, не всегда имеющихся на предприятиях и у федеральных (территориальных) органов управления. Во всяком случае, при реализации предпринимательских решений или при модернизации предприятий, имеющих дело с АХОВ, всегда имеет место ограниченность выделяемых инвестиционных средств для обеспечения безопасности. Однако потери можно значительно сократить за счет создания комплексной системы формирования управленческих решений по предупреждению аварий путем эффективного использования инвестиций, как объекта, так и региональных и федеральных органов управления.
В данном случае можно говорить о потерях или ущербе в результате аварий на ХОО и о затратах средств, регулярно выделяемых для борьбы с причинами, приводящими к таким авариям. С одной стороны, чем больше выделять средств, тем менее вероятной или невозможной становится авария, меньше аварийных простоев и более рентабельным становится производство. Но, с другой стороны, самой радикальной мерой для борьбы с аварией можно считать капитальный ремонт и полную замену оборудования ХОО, а на это средства если и будут выделяться, то не так часто за весь период жизненного цикла предприятия.
Возникающее противоречие определяет актуальность выбранной темы и задачи диссертационного исследования - создания нового инструментария управления рациональным распределением ограниченных средств, направляемых на предотвращение аварий (инвестирование в безопасность), на основе методов и алгоритмов, позволяющих оценивать ущерб и принимать решения по распределению средств при отсутствии оперативных данных о гипотетической аварии.
Степень разработанности направления исследования. Принятие инвестиционных решений по управлению рисками на опасных производствах требует проведения специальных исследований. Риск на ХОО подразделяется на: 1) производственный риск аварии, приводящей к ущербу на предприятии и на прилегающей территории; 2) инвестиционный риск реализации проектов, направленных на предотвращение аварий.
Проблеме деятельности опасных народнохозяйственных и специальных объектов посвящены работы отечественных учёных В.А. Акимова, В.В. Лесных, Н.Н. Радаева и М.И. Фалеева, А.Г. Хлуднева. Тематике прогноза ущерба от аварий на ХОО посвящены работы М.А. Шахраманьяна, В.В. Исмайлова, В.М. Колодкина и других. В зарубежной литературе наиболее значительными являются разработки Э. Дж. Хенли, Х. Кумамото и Р. Ортвина. Отличительной особенностью указанных работ является использование в расчетах оперативных данных с площадок предприятий, являющихся химически опасными объектами (ХОО): время года и суток, состояние приземного слоя воздуха, направление и скорость ветра. Однако есть две причины, по которым полезность такой информации при принятии инвестиционных решений невелика:
Во-первых, эта информация полезна, прежде всего, для принятия решений службами МЧС после аварии, т.е. после рискового события.
Во-вторых, если её использовать, то расчёты нужно выполнять по наихудшему сценарию развития чрезвычайной ситуации. Но по этой причине в расчётах может произойти ошибочное завышение ущерба.
Весьма актуальными являются задачи обоснования инвестиционных решений, направленных на снижение рисков в результате самой аварии. Это связано с тем, что объёмы денежных средств, выделяемых для ХОО региональными и федеральными органами, часто меньше средств, необходимых для снижения рисков чрезвычайных ситуаций до приемлемого уровня, что приводит к необходимости оптимизации распределения таких средств. В работах А.А. Емельянова, В.Д. Новикова и Ю.П. Потапенко для этого применялись методы системного анализа, математического и имитационного моделирования процессов реализации инвестиционного проекта. Положительным решением было объединение объекта инвестирования и субъекта, выделяющего средства, в одну систему с обратными связями, что позволяло оценивать устойчивость выполнения проекта, а в случае недостатка средств определять страховой объём дополнительного финансирования. Однако в их работах анализировался только риск невыполнения проекта в директивно заданное время.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является создание комплекса методов и алгоритмов принятия решений в процессах инвестирования в безопасность деятельности химически опасных объектов при отсутствии оперативных данных.
Для достижения указанной цели сформулированы и решены следующие частные задачи исследования:
1) систематизировать процессы рационального распределения инвестиций в безопасность ХОО при отсутствии оперативных данных;
2) обоснованно выбрать единицу измерения ущерба от гипотетической аварии, основанную на оценке площади зараженной территории;
3) разработать метод получения функциональных зависимостей потерь площади зараженной территории от количества выброса (слива) конкретных АХОВ;
4) алгоритмизировать оценку параметров экономического риска аварии на ХОО: пораженной площади, ущерба и потребных средств;
5) алгоритмизировать распределение инвестиций в безопасность, направляемых на снижение риска деятельности ХОО.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются предприятия всех организационно-правовых форм, использующие в своей деятельности аварийно химические опасные вещества.
В качестве предмета исследования выступают процессы обеспечения экономической безопасности деятельности предприятий в связи с возможными авариями, а также связанные с ними методы принятия решений, направленные на инвестирование в безопасность.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования.
Методологической базой являются методы системного анализа в управлении, экономико-математические методы, методы теории вероятностей, математической статистики, оптимизации, комбинаторики, а также методы анализа данных.
Теоретической базой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по экономико-математическим методам и теоретическим основам управления риском в техногенной сфере, теория управления сложными системами, методы оптимизации, информационные технологии, методы алгоритмизации.
Эмпирическая база исследования представляет собой реальные и статистические материалы предприятий и МЧС по расчетам максимальных глубин заражения АХОВ, экономико-статистическую информацию органов государственной статистики о потерях в результате аварий и о средствах, выделяемых для их предотвращения, базу данных по ХОО Волгоградской области, а также практические результаты и современные методы оценки обстановки и управления в ЧС, проверенные на практике.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что автором решена новая научная задача комплексной оценки риска деятельности ХОО, обусловленного как возможностью аварий, так и необходимостью дорогостоящих превентивных мер по их предотвращению, и обоснования решений по выделению и распределению средств, инвестируемых в безопасность.
Наиболее существенные новые научные результаты, полученные лично соискателем, выносимые на защиту:
1. Предложена новая методологическая схема процесса рационального распределения инвестиций в безопасность ХОО. Автор разработал схему решения распределительной задачи и выделил основные её этапы; новизна заключаются в том, что при реализации этой схемы происходит не только оптимизация распределения выделяемых сумм, но и оцениваются потребные ресурсы, которые необходимы для снижения риска на заданную величину при недостаточном количестве этих сумм.
2. Введена новая единица измерения ущерба от гипотетической аварии - ущерб, нанесенный ХОО заражением единицы площади территории конкретным АХОВ. При этом впервые показано, что для каждого вещества стоимость пораженной единицы площади на территории конкретного ХОО и за её пределами в денежном измерении - слабо изменяющаяся величина, что существенно упрощает практические оценки вероятного ущерба, поскольку появляется возможность работы с математическим ожиданием, которое определяется заблаговременно.
3. Создан метод получения зависимости потерь площади зараженной территории от количества выброса конкретных АХОВ, используемых или вырабатываемых предприятием. Отличительная особенность предложенного метода заключается в отсутствии необходимости использования оперативных данных об аварии, применение которых в существующих методиках становится причиной необоснованного завышения оценок ущерба. Зависимости получены автором в табличном и аналитическом виде.
4. Разработан новый алгоритм оценки параметров экономического риска деятельности ХОО. Отличительная особенность алгоритма заключается в том, что автором предлагается оценивать такие параметры риска аварии на ХОО, как пораженную площадь, ущерб в денежном выражении и необходимые денежные средства для реализации мероприятий по предупреждению аварий. Используемые автором методы отличаются от результатов Н.Н. Радаева, В.А. Акимова, В.В. Лесных и М.И. Фалеева тем, что алгоритм основан на полученных новых ранее неизвестных зависимостях: а) пораженной площади от объёма выброса ХОО; б) ущерба от выделяемых денежных средств на предотвращение аварий.
5. Создан алгоритм оптимизации использования инвестиций, направленный на снижение риска деятельности ХОО. Алгоритм отличается от известных, основанных на методах математического программирования, тем, что учитывает современную реальность: средства инвестирования в безопасность часто выделяют намного меньше требуемых. Поэтому алгоритм основан на методах комбинаторики и алгоритмах сортировки для осуществления целенаправленного перебора вариантов. На основе этого алгоритма получен оригинальный способ оценки снижения площади поражения на определённую величину, когда средств для предотвращения аварий выделено явно недостаточно.
Обоснованность и достоверность результатов исследования.
Обоснованность результатов, выносимых на защиту, обеспечена применением научной методологии, использованием достижений прикладной математики, общей теории алгоритмов, теории оптимизации, теории вероятностей и математического анализа, а также базисных научных результатов, полученных другими авторами.
Достоверность полученных результатов обеспечена использованием официальных методик расчета глубин зон химического заражения, применением научно-обоснованных алгоритмов расчета площадей заражения, а также использованием базы данных паспортов ХОО Волгоградской области. Верификация результатов расчётов выполнялась при использовании опубликованных данных и справочных материалов.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Теоретическая значимость исследования состоит в приращении научного знания в области управления риском деятельности предприятия, использующего АХОВ, заключающегося в количественной оценке риска деятельности предприятия и эффективного использования инвестиций в безопасность.
Практическая значимость. Разработанные алгоритмы и методики могут быть использованы объектами любой отрасли промышленности, применяющими в своей деятельности аварийно опасные вещества. Полученные результаты также могут быть использованы федеральными и областными органами управления при инвестировании денежных средств, направляемых на снижение или минимизацию риска деятельности ХОО.
Соответствие диссертации Паспорту научной специальности.
Диссертация и научные результаты, выносимые на защиту, соответствуют Паспорту специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики, пунктам:
1.4. Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений Ц соответствуют пункты 2, 3, 4, 5 научных результатов;
2.3. Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях Ц соответствует пункт 1 научных результатов.
Апробация работы и реализация результатов исследования.
Апробация. Основные положения, выводы, а также полученные результаты нашли практическое применение в работе Главного Управления МЧС России, а также на химически опасных объектах Волгоградской области. Основные научные результаты докладывались на:
Ц Совещаниях руководителей МЧС России по Волгоградской области. - Волгоград: 2002, 2008.
Ц Конференциях студентов и молодых ученых города Волгограда. - Волгоград: 1998, 1999, 2000.
Ц Международных научных конгрессах Роль бизнеса в трансформации российского общества. - Москва: 2008, 2009, 2010, 2012.
Реализация результатов. Результаты диссертационной работы внедрены:
Ц в деятельность Главного Управления МЧС России по Волгоградской области, что позволило ранжировать химически опасные объекты по степени их опасности и эффективно использовать инвестиции, направляемые в безопасность;
Ц в учебный процесс Московского финансово-промышленного университета Синергия в виде новых тем, практических занятий и лабораторных работ по учебным дисциплинам Системный анализ экономических процессов и Риск-менеджмент.
Публикации. Основные положения, выводы и результаты диссертационного исследования опубликованы в 9 печатных работах общим объемом 3,05 п.л., в том числе в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований - 3 работы, авторским объемом 0,90 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы (102 наименования), 4 приложений, содержит 83 таблицы, 43 рисунка, 61 формулу. Общий объем работы составляет 150 страниц.
Структура диссертационной работы обусловлена задачами, поставленными в исследовании, и отражена в ее оглавлении.
Введение.
Глава 1. Безопасность деятельности химически опасного объекта и экономические механизмы управления риском.
1.1. Процессы обеспечения безопасности деятельности химически опасного объекта и снижения рисков возможных чрезвычайных ситуаций.
1.2. Принятие решений по инвестированию в безопасность деятельности химически опасного объекта при отсутствии оперативных данных.
1.3. Анализ методических подходов, алгоритмов и методик управления рисками деятельности химически опасного объекта.
1.4. Процессы распределения инвестиций в безопасность деятельности химически опасного объекта.
Глава 2. Методы и алгоритмы принятия решений в процессе определения ущерба и необходимых для его предотвращения инвестиционных средств.
2.1. Анализ ущерба, выбор единицы измерения и определение её цены в зависимости от вида аварийно химически опасного вещества.
2.2. Определение зависимости потерь площади зараженной территории от количества аварийно химически опасного вещества в отсутствии оперативных данных.
2.3. Определение экономического ущерба и необходимых инвестиционных средств по его предотвращению.
2.4. Алгоритм оптимизации использования инвестиций, направляемых на снижение риска деятельности химически опасного объекта.
Глава 3. Инструментальный комплекс поддержки принятия решений в процессах инвестирования в безопасность деятельности химически опасного объекта.
3.1. Развивающаяся база данных для решения задач по оценке экономического риска деятельности химически опасного объекта.
3.2. Способ оценки снижения площади поражения на заданную величину в случае дефицита средств для предотвращения аварий.
3.3. Реализация инструментального комплекса поддержки принятия решений на химически опасном объекте Волжский Каучук.
3.4. Экономический эффект методического и программно-алгоритмического обеспечения процессов управления инвестированием безопасности химически опасного объекта.
Заключение.
Список использованных источников.
Приложения.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ
НА ЗАЩИТУ
1. Методологическая схема процесса рационального распределения инвестиций в безопасность ХОО. Основная особенность решения задачи распределения инвестиционных сумм, направляемых для предупреждения аварий на ХОО (на регламентные работы по замене аппаратной части, наладку оборудования и другое) выполняются тогда, когда о моменте ближайшей будущей аварии ничего не известно, известно только о существовании риска аварии одного из возможных типов. Поэтому при достаточно больших объёмах фактических (статистических) данных о предприятиях с ХОО состав источников исходных данных невелик (рис. 1):
1) наименования (виды) опасных веществ (хлор, аммиак и другие);
2) возможное количество выброса в результате конкретной аварии;
3) цена единицы ущерба (зависит от применяемой теории рисков);
4) целевые средства, которые могут быть выделены.
Первоочередной подзадачей должно быть определение единицы ущерба и её цены в зависимости от вида АХОВ, поскольку: 1) это единственный параметр, который невозможно задать или взять из справочной литературы; 2) все дальнейшие этапы зависят от этого параметра.
Следующая подзадача - оценка площади заражения территории (в том числе почвы) - среды, являющейся наглядным показателем ущерба после аварии. Далее следует подзадача - оценка гипотетического ущерба от аварий на ХОО и потребных средства для их предупреждения. После этого решается подзадача оптимизации распределения инвестиционных средств. Последняя подзадача - расчет потребных денежных средств по снижению предпринимательского риска на определенную величину.
Все перечисленные подзадачи в данной работе имеют авторские решения.
2. Определение единицы ущерба и её цены в зависимости от вида АХОВ. Измерение ущерба зависит от применяемой теории рисков, которых сейчас несколько, и все они имеют право на существование. Каких-либо гарантированных сведений по поводу срока наступления ближайшей аварии не существует. В соответствии с классической теорией рисков основными взаимно независимыми характеристиками категории лэкономический риск являются вероятность рискового события и ущерб при его возникновении, а их произведение часто используется как показатель вероятного ущерба. Однако существуют и другие - неоклассические подходы, когда риском считают любое отклонение от номинала.
Прогнозное получение вероятности аварии на интервале времени t () определяется в соответствии с законами теории надёжности (формула 1):
, , (1)
где - суммарная интенсивность отказов, приводящих к аварии любого типа из возможных на ХОО, - время наработки на отказ оборудования (математическое ожидание), с учётом старения каждого сооружения, механизма, химического аппарата, ёмкости, трубопровода и другое, отказ которого приведёт к аварии на ХОО.
Обычно - это справочные, статистические, и/или экспертные данные, накапливаемые в органах надзора (технадзора, пожнадзора, атомнадзора и других), либо данные из конструкторской документации проектировщиков. Исходя из этого относительная точность получения вероятности невысокая. Однако события, связанные с техногенными ЧС в нашей стране, показывают, что более важной характеристикой, необходимой при распределении средств, направляемых на снижение риска аварий, является ущерб.
Обобщённый интегральный ущерб причиненного вреда по основным факторам воздействия состоит из: потери жизней и здоровья населения, загрязнения атмосферного воздуха, загрязнения земной поверхности и почв, загрязнения поверхностных подземных вод, уничтожение и повреждение основных фондов, имущества, продукции и так далее. Следовательно, для оценки ущерба по каждой аварии отдельно взятого объекта по отдельно взятому аварийно химическому опасному веществу требуется задание ущерба по каждому перечисленному фактору. Однако до настоящего времени комплексные исследования по перечисленным параметрам ущерба не проводились.
В связи с этим автором введена единица интегрального показателя ущерба - ущерб, нанесенный объектом заражением единице площади (м2, км2 или Га) конкретным АХОВ. С помощью этой единицы измерения автор определил функциональную зависимость ущерба от количества выброса (слива) аварийно химического опасного вещества при любых оперативных данных. На основе анализа статистических данных и принятых официальных методик, а также результатов исследований других авторов установлено, что величины ущерба на единице зараженной площади для разных АХОВ конкретного ХОО изменяются в ограниченных пределах и практически постоянны. Например, для хлора эта величина варьируется в пределах от 36,34 млн. руб. (минимум) до 87,46 млн. руб. (максимум) на 1 км2. Следует отметить, что найденная величина существенно зависит от стационарных данных химически опасного объекта (характер местности, плотность населения на территории, прилегающей к объекту и так далее) и теоретически может выходить за указанные пределы, но с небольшой вероятностью. С целью простоты расчетов и проверки правильности предложенных методик по количественной оценке предпринимательского риска деятельности ХОО и формирования управленческих решений по снижению этого риска для хлора взята усредненная величина 50 руб./м2. Для аммиака также принята усреднённая величина 30 руб./м2.
Методика расчета. В качестве примера была рассмотрена гипотетическая авария, связанная разливом хлора, с потерями жизней и здоровья населения: 1) по количеству выброса АХОВ, при заданных стационарных условиях по формулам (2), разработанным автором, находится, площадь заражения; 2) по известным табличным данным, при заданной плотности населения, находящегося в зоне заражения, с учётом характера местности находятся людские потери: безвозвратные и санитарные; 3) данные потери умножаются, соответственно на 1 и 3 млн. руб. (безвозвратные потери) и 0,2 и 1,1 млн. руб. (санитарные потери) в соответствии с установленными нормами федеральной компенсации; 4) к этим потерям добавляются потери от ущерба, нанесённого окружающей среде и природным ресурсам в размере от 0,08 до 0,2 млн. руб. на 1 км2 зараженной площади (также нормативные данные).
Далее общий ущерб делится на площадь заражения: в результате получается приведенная оценочная сумма.
3. Определение зависимости потерь площади заражения от количества АХОВ при отсутствии оперативных данных. Анализ процесса обеспечения экономической безопасности деятельности ХОО привел к необходимости выбора характеристик риска деятельности и количественной ее оценки. Но эти характеристики существенно зависят от вида деятельности объекта. Автором на основе официальных статистических данных МЧС сформирована информация о максимальных глубинах заражения АХОВ при отсутствии оперативных данных. На этой основе построена функция распределения площади заражения от количества выброса (слива) АХОВ. С доверительной вероятностью 0,95 установлена табличная зависимость площади заражения от количества выброса (слива) АХОВ. На основе этих таблиц для выполнения расчётов построена аппроксимирующая функция, устанавливающая функциональную зависимость площади заражения от значений скорости ветра. Далее, для каждой группы стационарных данных и любых оперативных данных была построена функция распределения площади заражения и впервые автором получены табличные функциональные зависимости площади заражения от количества выброса (слива) хлора и аммиака при отсутствии оперативных данных. Пример такой зависимости (АХОВ - хлор, емкости не обвалованы, местность открытая) приводится в табл. 1.
Таблица 1 - Зависимость площади заражения (км2) от количества АХОВ (т)
0,5 т. | 1 т. | 5 т. | 10 т. | 25 т. | 50 т. | 75 т. | 100 т. | 500 т. | 1000 т. |
0,086 | 0,537 | 4,557 | 10,635 | 36,311 | 59,29 | 75,60 | 101,50 | 101,50 | 110,24 |
Анализ паспортов ХОО Волгоградской области показал, что аварии на этих объектах сопровождаются выбросом (сливом) АХОВ, в таком количестве данные по которому отсутствуют в приведенных автором таблицах. В связи с этим автором построена аппроксимирующая функция, устанавливающая аналитическую зависимость площади заражения от количества аварийно химического опасного вещества, в виде дробно-рациональной функции (формула 2):
, (2)
где - площадь заражения, - количество выброса (слива) аварийно опасного химического вещества; - коэффициенты, подлежащие определению, значения которых определяются с помощью методов алгебры - решением системы четырёх линейных уравнений.
Автором на основе этой функции (формула 2) получены таблицы набора конкретных формул. Ниже приведён пример - разлив хлора в пределах от 0,5 до 1000 тонн (далее подобные выражения называем формулами типа (3)).
(3)
Автором, например, показано, что если авария сопровождается сливом хлора от 0,5 до 10 тонн при условиях, что емкости обвалованы, местность открытая, при любых метеоданных имеет место графическая зависимость, приведенная на рис. 2. Эта зависимость позволила впервые рассчитать экономический ущерб по всем возможным авариям на ХОО. Метод проверен для ОАО Волжский Каучук.
4. Алгоритм оценки параметров комплексного экономического риска деятельности ХОО. Необходимо оценить пораженную площадь, ущерб и потребные средства с учётом всех возможных аварий, в том числе аварий, выходящих за пределы промышленной зоны, поскольку все прочие ущербы можно вычислить через площадь пораженной территории.
Вводятся обозначения:
Ц площадь производственной территории объекта (object space);
Ц авария (accident), - списочный номер аварии (не следует путать с хронологическим номером рискового события);
Ц наименование опасного вещества, (вещества пронумерованы в порядке: - хлор, - аммиак и так далее);
Ц количество возможных разных аварий на ХОО с веществом , причём ;
Ц авария , сопровождаемая разливом вещества ;
Ц количество возможного выброса вещества по каждой аварии;
Ц суммарное количество гипотетического выброса АХОВ от возможных аварий с веществом ;
Ц максимальное количество вещества на объекте;
Ц способ хранения (way to store) опасного вещества ;
Ц ущерб, причиненный путем заражения одного квадратного метра территории объекта (relative damage within), веществом ;
Ц ущерб, причиненный путем заражения одного квадратного метра территории, прилегающей к объекту (relative damage outside);
Ц площадь поражения (space of destruction) от аварии ;
Ц множество номеров возможных аварий, в результате которых могут быть выбросы АХОВ с наименованием (их общее количество ), из общего списка возможных аварий: ;
Ц площадь заражения (поражения) от всех гипотетических аварий с номерами (hypothetical accident) веществом ;
Ц площадь поражения от сочетания аварий с веществом ;
Ц ущерб (damage) от аварии с выбросом вещества ;
Ц гипотетический ущерб (hypothetical damage) от всех возможных аварий с выбросом вещества ;
Ц гипотетический ущерб от сочетания возможных аварий;
Ц максимальный гипотетический ущерб на объекте;
Ц общие необходимые (потребные) средства;
Ц потребные средства (required) для предупреждения аварии ;
Ц потребные средства (required funds), необходимые для предупреждения
гипотетических аварий с веществом .
В рассматриваемых ниже авторских методах и алгоритмах используется статистическая закономерность, опубликованная Н.Н. Радаевым, В.А. Акимовым, В.В Лесных, М.И. Фалеевым и проверенная многолетней практикой: затраты на предупреждение аварий на ХОО в среднем в 15 раз меньше сокращаемого ущерба вследствие реализации этих мероприятий.
Алгоритм оценки.
1. Выбирается АХОВ первого () наименования .
2. Среди аварий с веществом делается первая выборка , номера выбранных аварий помещаем в рабочий пул - множество , и далее работаем только с номерами .
3. Рассматриваем первую () аварию , находим - количество
выброса (слива) АХОВ по заданным входным данным.
4. По заданным стационарным данным находим и формулам типа (3) рассчитывается площадь заражения .
5. Проверяем условие (формула 4): . (4)
6. Если условие по формуле 4 выполняется, то ущерб от аварии находим по формуле 5:
. (5)
7. Если условие по формуле 4 не выполняется, то ущерб от аварии находим по формуле 6:
. (6)
8. Потребные средства определяем по формуле 7:
. (7)
9. Рассматриваем вторую () аварию . Повторяем шаги 3 8 и так далее, пока не переберём все возможные аварии с выбросом .
10. Находим суммарное количество выброса АХОВ от аварий с по формуле 8: . (8)
11. Проверяем выполнение условия (формула 9):
(9)
а) если условие по формуле 7 выполняется, то выполняем шаги 12 13, а шаг 14 не выполняем;
б) если условие по формуле 7 не выполняется, то переходим к шагу 14.
12. По формулам типа (3) находим соответствующую площадь заражения от всех аварий, сопровождаемых выбросом (сливом) АХОВ первого наименования: .
13. Находим ущерб от всех аварий с выбросом по формулам 10:
. (10)
14. Если условие не выполняется, то ущерб от всех аварий с выбросом АХОВ находим прямым суммированием (формула 11):
. (11)
15. Находим потребные средства от всех аварий с выбросом (формула 12):
. (12)
16. Повторяются шаги 1 15 для всех аварий, сопровождаемых выбросом (сливом) АХОВ второго () наименования и так далее.
17. Выполнив весь цикл для всех АХОВ, содержащихся на объекте, находим суммарный гипотетический максимальный ущерб от всех аварий прямым суммированием (формула 13):
. (13)
18. Общие потребные средства находим по формуле 14:
. (14)
По аналогии автором в диссертации решаются задачи по оценке риска функционирования с учетом аварий, выходящих за пределы промышленной зоны.
5. Алгоритм оптимизации использования инвестиций, направляемых на снижение риска деятельности ХОО. Критерий оптимизации зависит от поставленных целей органами управления и надзора ХОО. Обычно это минимизация возможного ущерба от всех гипотетических аварий с такими АХОВ, вероятность аварии с которым на предприятии наиболее высока. На предупреждение (предотвращение) таких аварий выделяются ограниченные целевые средства. Однако имеется и конкретный минимум, ниже которого объём этих быть не могут.
Обозначим номер выбранного вещества . В случае, когда выделяемые средства менее потребных средств , возникает оптимизационная задача поиска такого распределения, которое минимизирует ущерб .
Алгоритм поиска распределения.
1. Составляем пул сочетаний из всех заданных аварий по одному, по два, и т.д., по элементов (формула 15):
. (15)
2. Обозначим - номер строки пула (формула 15);
- конкретное сочетание в строке пула (формула 15);
- множество номеров аварий в сочетании на строке .
Находим суммарные потребные средства для каждого сочетания пула (формула 16): , (16)
3. Делается выборка сочетаний в другое вспомогательное множество сравнением всех сочетаний пула по неравенству (формула 17):
. (17)
4. Для каждого сочетания, попавшего в выборку, находим суммарное количество АХОВ -го наименования, которое сравнивается с (формула 18):
. (18)
6. По формулам типа (3) находим соответствующую площадь заражения для каждого сочетания выборки и, соответственно, ущерб (формула 19):
. (19)
Формула 19 справедлива для случая, когда от выброса пострадала только промышленная зона ХОО. По аналогии выражению (формула 10) получим ущерб, когда выбросом поражена и внешняя территория.
9. Распределяем выделенные средства среди тех аварий, которые входят в сочетание с наибольшим значением ущерба.
10. Но выделяемые средства могут направляться на предупреждение аварий и с другими веществами. В этом случае алгоритм решения аналогичный.
Пример инвестиционного решения. Рассмотрим сведения об авариях, приведенных в паспорте ОАО Волжский Каучук. Пусть требуется дать предложение по распределению инвестиционных средств в размере 110000 тысяч рублей на модернизацию по видам гипотетических аварий при , ,, , и двух АХОВ: - хлор и - аммиак. По заданным паспортным данным автором по каждой аварии рассчитан ущерб и соответственно потребные средства по приведенным выше алгоритмам. Эти данные приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Распределение выделенных средств
№ | АХОВ | Количество выброса, тонны | Оценка ущерба (тыс. руб.) | Потребные средства для предотвращения | Распределение инвестиций 110а000 тыс. руб. | |
1 | 1, 1 | Хлор | 120 | 2 078 400 | 138 560 | 54 146 |
2 | 2, 1 | Хлор | 10 | 440 000 | 29 333 | 29 333 |
3 | 1, 2 | Аммиак | 60 | 288 220 | 19 214 | 19 214 |
4 | 2, 2 | Аммиак | 40 | 103 200 | 6 881 | 6 881 |
5 | 3, 1 | Хлор | 1 | 5 500 | 366 | 366 |
6 | 3, 2 | Аммиак | 3 | 900 | 60 | 60 |
В данном случае средств недостаточно на мероприятия по полному предотвращению аварии с номером 1, поэтому они были реализованы только частично, но мероприятия по предотвращению остальных аварии оказались обеспеченными полностью.
На рис. 3, соответствующем табл. 2, горизонталями отмечены области риска: 1 - повышенного; 2 - критического; 3 - катастрофического; 4 - недопустимого риска.
На основе рассмотренных выше алгоритмов предложен простой в практическом применении способ оценки снижения площади поражения и ущерба на заданную величину, применимый в случаях, когда средств для предотвращения аварий выделяется недостаточно.
Инструментальная среда для всех расчётов, выполненных в диссертации, это средства пакета MATLAB, электронные таблицы Excel и собственные программы, разработанные на C++.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предложенные выше методы и алгоритмы имеют модификации, учитывающие зарубежный опыт Федерального агентства управления в чрезвычайных ситуациях (FEMA) США.
В результате проведенного диссертационного исследования:
1) обоснована актуальность выбранной темы, обусловленная значимостью процессов управления инвестированием в безопасность ХОО;
2) проведен анализ методических подходов, алгоритмов и методик управления рисками деятельности ХОО взаимоотношениями с клиентами, в результате которого сформулированы выводы об отсутствии единого подхода к эффективному распределению выделяемых средств;
3) поставлены цель и основные задачи диссертационного исследования, предполагающие разработку комплекса методов и моделей, как инструмента эффективного управления рисками на ХОО;
4) сделан обоснованный выбор единицы измерения и определение её цены в зависимости от вида аварийно химически опасного вещества;
5) определена функциональная зависимости ущерба площади заражения от количества АХОВ при отсутствии оперативных данных;
6) разработан новый алгоритм определения экономического ущерба и необходимых инвестиционных средств по его предотвращению;
7) разработан новый алгоритм распределение использования инвестиций, направленный на снижение риска деятельности ХОО;
8) создан метод расчета необходимых денежных средств для снижения возможного выброса конкретного объёма АХОВ;
9) результаты диссертационного исследования реализованы в деятельности Главного Управления МЧС России по Волгоградской области;
10) проведено экономическое обоснование проекта внедрения;
11) выработаны и обоснованы практические рекомендации по:
Ц определению экономического ущерба и пораженных площадей на основе предложенного метода измерения при отсутствии оперативных данных;
Ц распределению ограниченных сумм инвестирования в безопасность ХОО;
Ц определению предварительных объёмов финансирования мероприятий, направленных на снижение риска выбросов конкретных объёмов.
СПИСОК РАБОТ, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Гулиян Г.Б. Управление экономическими рисками деятельности химически-опасных объектов // Вестник Академии экономической безопасности. - 2010. - № 1. - 0,50 п.л.
2. Гулиян Г.Б. Некоторые аспекты оценки экономического риска аварий на химически опасных объектах // Двигатель. - 2011. - № 11. - 0,20 п.л.
3. Гулиян Г.Б. Методы и алгоритмы принятия решений в процессах инвестирования в безопасность деятельности химически опасных объектов // А.А. Емельянов, Р.Я. Хаммидуллин / Двигатель. - 2012. - № 2. - 0,40 п.л. (лично автором - 0,20 п.л.).
В других изданиях:
4. Гулиян Г.Б. Математическое моделирование системы управления мероприятиями в чрезвычайных ситуациях // Город XXI века: Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых г. Волгограда. - Волгоград: ВАГС, 1998. - 0,20 п.л.
5. Гулиян Г.Б. О проблемах управления мероприятиями в чрезвычайных ситуациях // Сборник научных работ аспирантов, соискателей и студентов ВАГС. Вып. 1, Ч. 1. - Волгоград: ВАГС, 1999. - 0,30 п.л.
6. Гулиян Г.Б. О проблемах проведения мероприятий по оцеплению зоны заражения при авариях на химически опасных объектах // Сборник научных работ аспирантов, соискателей и студентов ВАГС. Вып. 2. - Волгоград: ВАГС, 2000. - 0,15 п.л.
7. Гулиян Г.Б. Распределение средств, предназначенных для минимизации затрат на устранение последствий от аварий на ХОО при неполных входных данных // Роль бизнеса в трансформации российского общества: Сборник тезисов докладов. Ч. 2. - М.: Global Conferences, 2009. - 0,50 п.л.
8. Гулиян Г.Б. Оценка риска аварий на ХОО // Роль бизнеса в трансформации российского общества: Сборник тезисов докладов. - М.: Global Conferences. - 2010. - 0,30 п.л.
9. Гулиян Г.Б. Экономическая оценка риска деятельности ХОО // Модернизация России в XXI веке: социальные и экономические аспекты: Сборник тезисов и научных статей. - Красногорск: Ваш полиграфический партнер, 2011. - 0,50 п.л.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по экономике