АВТОМАТИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ КУЛЬТУРЫ БЕЗОПАСНОСТИ НА

ОСНОВЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕКУЩИХ ПАРАМЕТРОВ

Бегун В.В., к.т.н., доцент – Институт проблем математических машин и систем НАН Украины

Барбашев С.В., д.т.н., профессор – Одесский национальный политехнический университет, кафедра АЭС

Литвинов В.В., д.т.н., профессор - Институт проблем математических машин и систем НАН Украины

Широков С.В., к.т.н., профессор – НТУУ «КПИ», кафедра АЭС

ІПММСУКРЯТ

2

03680, Україна, м. Київ, Пр. Акад. Глушкова, 42,

тел. 044-526-24-97, 044-526-55-03, факс: 044-526-64-57,

http://www.immsp.kiev.ua

3

Кто мы - книга 542 с. – 50 лет26 докторов наукПервые ЭВМПервые АСУЦентры решенийГИС половодьяСистема «РАДА»Десятки госпремий

МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ• Задача всегда актуальна• Оценка безопасности является трудоемкой задачей

(многопараметрической)• Оценки необходимы:

– эксплуатирующей и контролирующим безопасность организациям

– мировому сообществу (Безопасность ЯРУ не имеет границ).

– общественности, интересующейся проблемами безопасности предприятий ядерной энергетики

• Состояние культуры безопасности (КБ) отражает в целом безопасность АЭС

44

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МОДЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ АЕС

• Детерминистическое обоснование безопасности (ТОБ - МПА)

• Вероятностный анализ безопасности (ВАБ) – WASH-1400 (1975 г. - Расмуссен)

• Сводный отчет: ТОБ + ТУБ + ВАБ + анкеты КБ• Операционный риск (Базельская конвенция)

55

ЦЕЛИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПО ЭТАПАМ

• Разработка систем безопасности (СБ) для предотвращения аварий

• Оценка риска для персонала, населения и окружающей среды

• Периодическое подтверждение безопасности (доказательство)

• Управление рисками эксплуатации в условиях неопределенности

66

7

Показатели безопасности (по этапам)

• Обеспечение подкритичности РУ (авария не должна происходить)

• Условная частота плавления активной зоны (ЧПАЗ), частота предельного аварийного выброса (ЧПАВ)

• Соответствие положительной мировой практике

• Минимизация ущерба деятельности на протяжении всего жизненного цикла

7

8

Общие показатели безопасности АЭС• показатель частоты нарушений в работе

энергоблоков;• готовность систем безопасности;• коллективная доза облучения персонала;• величина радиоактивных выбросов и сбросов

в окружающую среду;• показатель незапланированных

автоматических срабатываний АЗ;• показатель эффективности использования

установленной мощности;• коэффициент готовности к несению

номинальной нагрузки.

8

9

• Все показатели являются взаимозависимыми и имеют высокие корреляции.

• Все показатели зависят от технического состояния систем и элементов энергоблока и подготовки персонала

• Все показатели являются комплексными, следовательно, приведенные параметры суть параметры высокого ранга, а значит, существуют и параметры (или индикаторы) более низкого ранга, через которые можно оценить все остальные.

9

10

КУЛЬТУРА БЕЗОПАСНОСТИ – ИНТЕГРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ

• Культура безопасности является общей характеристикой эксплуатации, зависит от мотивов поведения персонала всех уровней

• Это скорее характеристика потенциального поля параметров безопасности, для нее нет прямых индикаторов.

• Приведенные показатели текущего уровня безопасности отображают сущность произошедших процессов за некоторое предшествующее время T.

• Оценка уровня культуры безопасности отображает приведенные показатели и приверженность всего персонала АЭС принципам безопасности

10

11

ТИПИЧНЫЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНОК• Методика оценки состояния культуры безопасности

методом анкетирования на основе оценивания нескольких десятков индикаторов культуры безопасности – рекомендации МАГАТЕ;

• Методика оценки состояния культуры безопасности на основе оценивания изменений ключевых показателей (текущего уровня безопасности и других показателей отчетности структурных подразделений Компании) – методика ГП НАЭК «Энергоатом», применяемая совместно с методом анкетирования для оценки качественных характеристик (организационных факторов);

• Методика четырехуровневой качественной оценки состояния культуры безопасности на основе оценки произошедших нарушений и индикаторов культуры безопасности (Россия).

11

12

ВЗАИМНАЯ СВЯЗЬ ПОНЯТИЙ БЕЗОПАСНОСТИ

культура безопасност

и

техническое состояние

систем

показателибезопасности

показатели эффективности

12

13

Уровень КБ - оценка уровня безопасности

• Допуск к работе только профессионалов • Профессионалы имеют высокую

компетентность – малая вероятность ошибки• При контроле уровня КБ вероятность ошибки

имеет второй порядок малости • Достаточность оценки

14

• Показатель ( index) - передатчик социальной информации. В узком смысле, показатели - это такие характеристики изучаемого или управляемого явления, которые опосредствуют связь между ненаблюдаемыми и наблюдаемыми характеристиками объекта, а, в конечном счете, - между объектом и субъектом познания или управления.

• Переменная (variable) - величина, которая может принимать различные значения. Большинство социологических исследований стремится выявить и измерить вариации, характерные для одного специфического явления, а затем объяснить эти вариации воздействием другого явления. Первое явление называют зависимой переменной. Второе, объясняющее или служащее причиной первого, называют независимой переменной.

• Индикатор функционирования (performance indicator) - характеристика процесса, которая может быть визуально проконтролирована, измерена или рассчитана по анализу тенденции с целью определения или непосредственной индикации текущего и будущего осуществления процесса с обращением особого внимания удовлетворительному функционированию для обеспечения безопасности

14

15

ПОКАЗАТЕЛИ КУЛЬТУРЫ БЕЗОПАСНОСТИ1. Уровень компетенции.2. Рабочая атмосфера.3. Позиция отдельных лиц.4. Освещение опыта эксплуатации.5. Отношение к безопасности.6. Отношение к производству. 7. Отношения между работниками.8. Обеспечение качества эксплуатации.9. Управление безопасностью.10.Контроль над действиями, связанными с

безопасностью.

15

16

ИЕРАРХИЯ В КУЛЬТУРЕ БЕЗОПАСНОСТИ

индикаторы

переменные

показателиУровень компетенций

Состояние проведения профотбор

а

Наличие должностных инструкций

Наличие программ

подготовки на

должность.

Качество работы

(индивидуально)

Дисциплинированность.

Наличие ресурсов на подготовку персонала.

16

17

Переменные (параметры) культуры безопасности:

1. Состояние проведения профотбора.2. Состояние подготовки персонала.3. Состояние разделения функций и обязанностей.4. Понимание обязанностей и своей роли в обеспечении безопасности. 5. Понимание обязанностей ближайших коллег и руководителей.6. Соответствие выполняемых обязанностей должностной инструкции. 7. Соответствие компетенции функциональным обязанностям.8. Освещение опыта в области безопасности на предприятии и вне его.9. Эффективность обратной связи от опыта эксплуатации.10. Развитие субъективных побудителей и практических усилий,

направленных на самореализацию в труде.11. Фактическое трудовое поведение.12. Ценностные ориентации (Развитие субъективных побудителей и

практических усилий, направленных на самореализацию в труде).13. Состояние групповой солидарности.14. Состояние социально- психологического климата.15. Состояние состязательности.16. Состояние с внедрением системы управления охраной труда (СУОТ).17. Состояние внедрения системы качества.18. Состояние системы аудита качества и безопасности.19. Ресурсы (персонал, средства).20. Состояние системы надзора и контроля (уровень руководства).21. Личные мотивы и установки безопасности.22. Приверженность культуре безопасности на индивидуальном уровне.23. Планирование, контроль и поддержка.24. Укомплектованность методиками анализов и измерений.25. Учет результатов анализов, НИР и т.д. в последующей работе.26. Обеспечение требуемого уровня контроля.27. Состояние анализа нарушений и ошибок.

17

18

Индикаторы безопасности (отчетные данные) 1. Качество работы (индивидуально). 2. Дисциплинированность.3. Оценки и самооценки компетенций. 4. Количество событий (нарушение работы блока). 5. Показатель эффективности использования

установленной мощности.6. Коэффициент готовности к несению номинальной

нагрузки. 7. Готовность систем безопасности.8. Количество радиоактивных выбросов и сбросов

в окружающую среду.9. Количество несчастных случаев.10. Показатели аварийной готовности персонала.11. Показатели эффективности обратной связи от

опыта эксплуатации.12. Наличие должностных инструкций.13. Наличие документации на все процессы и

оборудование.14. Наличие инструкций по охране труда.15. Наличие программ подготовки на должность. 16. Качество документации и процедур17. Наличие необходимых ресурсов на повышение

безопасности.18. Наличие ресурсов на подготовку персонала.19. Показатель обеспечения качества эксплуатации.20. Своевременность проведения аттестаций.21. Гласность процедур аттестаций.22. Проведение семинаров, конференций и других

мероприятий по безопасности и качеству.23. Ведение и доступность для персонала БД по

нарушениям.24. Проведение проверок и самопроверок.25. Проведение миссий МАГАТЭ.26. Проведение аудитов качества и охраны труда.27. Участие в миссиях и комиссиях.28. Наличие требований к поставщикам услуг и

комплектующих.

29. Укомплектованность опытным персоналам.30. Наличие и соответствие заявления о политике.31. Поощрение позиций ведущих к повышению

безопасности.32. Укомплектованность персоналом УТЦ.33. Наличие (выполнение) работ по программам,

которых нет в регламенте.34. Наличие на рабочих местах инструкций по

ликвидации аварий.35. Наличие отчетов по анализу ошибок персонала.36. Наличие рабочих процедур (техпроцессов),

включая ремонтные и подрядные организации.37. Социометрическая когерентность

(коммуникативность).38. Социометрическая напряженность.39. Сплоченность персонала (межличностные

отношения).40. Разобщенность персонала.41. Документирование работы.42. Оформление работ нарядом.43. Показатель незапланированных срабатываний

АЗ.44. Коллективная доза облучения персонала.45. Наличие и знание инструкций ликвидации аварий

(ИЛА).46. Обучение (количество и качество курсов,

переподготовка, семинары и т.п.) и подготовка персонала.

47. Обучение и подготовка руководителей.48. Количество комплексных тренировок по

ликвидации аварийных ситуаций.49. Отчеты по анализу технического состояния и их

доступность для персонала. 50. Наличие методики обеспечения нужной степени

контроля и надзора.

18

19

СПИСОК КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПРИЗНАКОВ КБ (МАГАТЭ)

A. Безопасность – это четко признанная ценность;

B. Лидерство четко проявляется в вопросах безопасности;

C. Ответственность четко проявляется в вопросах безопасности;

D. Безопасность поддерживается во всех видах деятельности;

E. Безопасность – это целенаправленное обучение.

19

20

Примеры вопросов-признаков (по одному для каждой характеристики):

• (А) Безопасность – один из основных аспектов при распределении ресурсов;

• (В) Руководство обеспечивает наличие достаточного количества компетентных сотрудников;

• (С) Роли и обязательства четко определены и понятны;

• (D) Качество документации и процедур имеет высокий уровень;

• (E) Используется организационный и эксплуатационный опыт (как внутренний, так и внешний на установке).

20

21

Алгоритм решения задачи контроля КБ методом группового учета аргументов (МГУА)

Имеем n наблюдений за ходом процесса, т.е. задана выборка данных, которая содержит информацию про n наблюдений за m исходными переменными X[n x m] и одной выходной переменной y[n x 1].

Y = Ψ (Z, ε, η, δ) • ошибки обработки данных - ε, • ошибки экспертов - η• ошибки суждений респондентов – δ

21

22

В общем случае задача структурно-параметрической идентификации сводится к формированию по выборке экспериментальных данных некоторого множества моделей-кандидатов Ф структуры:

yf = f (X,θf )

и поиска оптимальной модели из этого множества

22

23

Существующие в НАН Украины примеры использования МГУА

• МГУА успешно применяется в задачах анализа данных и выявления закономерностей, прогнозирования и моделирования, кластеризации и распознавания образов. Он дает возможность автоматически находить взаимозависимости в данных, выбирать оптимальную сложность модели.

• Обобщенный итерационный алгоритм индуктивного моделирования с использованием сетевых технологий (диссертация).

• Методология создании автоматизированных систем многоуровневого социоэкологического мониторинга (диссертация).

• Оценка качества сложных смесей, воды, воздуха (научные роботы) ….

24

СФЕРА ДЕЙСТВИЯ МЕТОДА

• Процессы с большим количеством переменных

• Большинство переменных процессов взаимозависимые

• Большинство переменных не имеют однозначных индикаторов

• Некоторые индикаторы характеризуют несколько переменных

• Индикаторы количественные и/или качественные

25

ФУНКЦИЯ ОЦЕНКИ КБ ДЛЯ БЛОКА(подразделения)

Тип функции выбирается автоматически из условия максимального правдоподобия, например:

где, уі - учитываемые аргументы, аj - коэффициенты, подбираются программою.

26

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПРЕИМУЩЕСТВА • Автоматизация сложного процесса оценки уровня КБ• Внедрение современной (сетевой) интеллектуальной

технологии • Оценки КБ с малыми интервалами контроля – по

периоду контроля индикаторов • Более новая и совершенная модель (методика)• Контроль уровня КБ независимыми от человека

(аудитора) методами• Нет необходимости отчетов ТУБ - существует

автоматизированный электронный вариант• Нет необходимости трудоемкого анкетирования

27

Задача контроля компетенций также может быть автоматизирована на

современных компьютерных средствах – новые разработки КНУ имени Тараса

Шевченка

28

АДАПТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ - НОВЫЕ

ФОРМАЛИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ КОМПЕТЕНЦИЙ• Идея этого метода заключается в том, что

разрабатываются модели, методы и инструментальные средства адаптивного контроля знаний и обучения, что позволяет:– уменьшить время контроля знаний, – сформировать индивидуальные программы обучения,– повышает эффективность профессиональной подготовки

специалистов,– реализация адаптивных алгоритмов оценивания позволяет

уменьшить почти втрое время контроля знаний при относительном отклонении оценок специалистов от их итогового уровня знаний на 4,2-6,7%.

29

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ ОНТОЛОГИИ

30

• Предложенный подход имеет адаптивный характер - сгенерированный учебный план не содержит лишних фрагментов обучения,

• в плане предусмотрено изучение вопросов, определенных в процессе предварительного тестирования, и на том уровне, который необходим специалисту, или им предложен.

31

УНИКАЛЬНОСТЬ И НОВИЗНА ТЕХНОЛОГИИ

• Присутствует понятие сложности вопроса. Если специалист отвечает на вопрос неправильно, то сложность вопроса уменьшается, в противном случае - увеличивается.

• Решение об изменении сложности вопроса принимается автоматически в зависимости от общего уровня знаний специалиста.

• Критерий сложности входит в критерии оценки. • В критерии оценки введена также оценка времени

принятия решений. • Вводятся условия неопределенности ситуаций.

32

ДРУГИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

• Полностью автоматизирована.• Пригодна не только для контроля, но и для

индивидуального обучения специалистов.• Специалист может готовиться на должность с

минимальным вмешательством наставников.• Работает на мобильных устройствах.• Позволяет использовать существующие базы

знаний.

33

ВЫВОДЫ • Эффективность и преимущество приведенных методов

заключается в автоматизации сложных процессов, внедрению современной (сетевой) интеллектуальной технологии.

• Оценки и самооценки уровня культуры безопасности могут быть с интервалами контроля индикаторов (малыми) по более совершенным моделям (методикам) и независимыми от человека (аудитора) методами.

• Адаптивные технологии контроля компетенций полностью автоматизированы, исключают субъективность и возможную предвзятость экспертов, повышают уровень доверия специалистов, способствует повышению уровня культуры безопасности.

Teaching and Methodological Materials are updated constantly: last year new textbooks

are issued, the computer class-room equipment is updated

35

ЛИТЕРАТУРА• Доклад Международной консультативной группы по ядерной безопасности

«Основные практические проблемы укрепления Культуры безопасности». INSAG-15, МАГАТЭ, Вена, 2002 г.

• Руководство SCART. Справочный отчет по группе по проверке оценки культуры безопасности (SCART). МАГАТЭ, Вена 2008. IAEA-SVS-16.

• Методика и критерии оценки состояния культуры безопасности ГП НАЭК «Энергоатом». МТ-Д.0.03.486–09. Киев, 2009 г.

• Культура безпеки в ядерній енергетиці: Підручник. / В.В. Бєгун, С.В. Широков, С.В. Бєгун, Є.М. Письменний, В.В. Литвинов, І.В. Казачков. – К.,2012. 563 с.

• Івахненко О.Г. Метод группового учета аргументов – конкурент метода стохастической аппроксимации. – Автоматика. – 1968.–№3.– С. 58–72.

• Звіт з першого етапу НДР «Інтелектуальні технології прийняття рішень в задачах мінімізації наслідків та природних катастроф і аварій» (№ 16БП064-01) КНУ імені Тараса Шевченка (факультет інформаційних технологій). Проміжний звіт (171 с., 49 рис., 7 табл., 5 додатків, 142 джерел).