Прогнозирование и снижение риска транспортных происшествий

П.Г.Белов

Предлагается технология количественной оценки меры возможности возникновения транспортных происшествий (ТП), основанная на имитационном моделировании тех перевозочных процессов, проведение которых может быть уподоблено функционированию конкретных систем «человек-машина-среда» (ЧМС). При этом под их первым компонентом подразумеваются члены экипажа конкретного транспортного средства, вторым – само транспортное средство (как сложная техническая система), а под третьим – маршрут её перемещения.

Рассматриваемый способ и реализующий его компьютерный программный комплекс позволяют автоматизировать не только прогноз данного параметра риска соответствующих ТП, но и оптимизацию организационно-технических мероприятий, предлагаемых для его снижения. Наиболее предпочтительным пользователем предлагаемой автоматизированной технологии является администрация транспортного предприятия, взаимодействующая с разработчиком и изготовителем транспортных средств, а сферой применения – осуществляемый ею менеджмент техногенного риска.

Рассматриваемая технология развивает ранее опубликованные идеи автора этой статьи. В данном случае используется наиболее сложная модель, учитывающая влия ние большого числа тех трудно формализуемых (нечетко определенных) факторов перевозочных процессов, которые наиболее существенно влияют на возможность возникновения в них ТП.

Особое внимание уделено так называемому «человеческому фактору», т.е. ошибочному выполнению экипажем таких тактов операторской деятельности, как:

– восприятие и дешифровка информации о параметрах перевозочного процесса; структурирование и сопоставление полученных данных с требованиями его безопасности;

– оценка необходимости и вариантов реагирования на обнаруженные при этом отклонения; выработка альтернативных воздействий и ранжирование их по эффективности;

– принятие и реализация решения на корректировку осуществляемого процесса.

Выбор имитационного (логико-лингвистического) моделирования ТП при функционировании современных транспортных средств обусловлен такими достоинствами указанного метода, как возможность учета практически всех наиболее существенных факторов транспортного риска, высокие гибкость и оперативность оценки эффекта реакции ЧМС на предполагаемое изменение отдельных свойств её компонентов или их совокупностей.

Процедура логико-лингвистического моделирования с целью прогнозирования риска возникновения ТП при функционировании ЧМС и оценки вклада в него учитываемых факторов может включать следующие основные этапы: а) описание процесса возникновения причинной цепи предпосылок (ПЦП) к техногенным происшествиям на вербально-качественном уровне, с применением логических условий и лингвистических переменных, б) последующую формализацию полученной при этом модели, т.е. её представление в виде соответствующей диаграммы причинно-следственных связей типа «сеть стохастической структуры», в) разработку имитационного алгоритма исследования процесса возникновения ТП и соответствующей ему компьютерной программы, г) проведение с их помощью серии машинных экспериментов.

Как представляется, учитываемыми при этом факторами следует считать психофизиологические свойства экипажа транспортного средства и сложность возложенных на него алгоритмов, а также и всё то, что в основном определяет эргономичность и надежность используемой им техники, комфортность рабочей среды и качество технологии перевозки пассажиров или грузов. Именно такой (системный) подход применен автором при разработке стохастической сети GERT и основанного на ней имитационного алгоритма, пригодного для машинного моделирования в рассматриваемых здесь ЧМС процесса возникновения предпосылок и перерастания их в ПЦП техногенного происшествия. Первооснова такой сети представлена на рис. 1.

В верхней части изображенной выше полувербальной модели находятся три типа различных ТП (события 79: а, б, в), отличающиеся тяжестью возможных последствий, а ниже – предшествующие им особые ситуации и предпосылки к ним. Реализация каждого из этих событий, обозначенных ромбиками или прямоугольниками с текстом, имеет случайный характер и может быть осуществлена альтернативными способами. Основание и другие элементы этой модели образованы свойствами конкретной ЧМС и возможными событиями в ней, которые объединены связями и узлами, означающими логико-вероятностные условия: стохастическое разветвление (символы каплеобразной формы), сложение и перемножение (круги со знаками “+” и “•").

Особо отметим, что в основу подобной интерпретации процесса появления ТП положен учет влияния свойств конкретной ЧМС на качество выполнения экипажем транспортного средства основных этапов операторской деятельности: а) восприятие и дешифровка информации о перевозочном процессе; б) структурирование полученных данных в соответствии с задачами, решаемыми на конкретном этапе управления движением; в) выявление отклонений параметров процесса от требований безопасности и технологии перевозки; г) оценка необходимости и способов вмешательства экипажа в данный процесс; д) сравнительная оценка альтернативных решений и выбор из них конкурентоспособных; е) прогнозирование степени их приемлемости и эффективности, е) реализация решения на корректировку процесса при необходимости. Перечисленные элементы алгоритма деятельности экипажа транспортного средства и процесса возникновения при этом ПЦП к возможным происшествиям показаны на рис. 1 в прямоугольниках с двойной рамкой.

Рассмотрим взаимодействие элементов предложенной модели в процессе возникновения ПЦП при функционировании какой-либо ЧМС рассматриваемого здесь типа. Например, – интерпретируя условия появления дорожно-транспортной аварии при перевозке автомобилем аварийно химически опасного вещества (АХОВ). При этом в качестве «машины» будет подразумеваться автомобиль, «человека» – управляющий им водитель, а «среды» – видимый ему из кабины участок дороги или улицы со средствами разметки и регулирования движения, а также с другими неподвижными и движущимися объектами.

Последовательно поясним назначение элементов модели, начиная с её нижней левой части, где показано взаимодействие компонентов данной ЧМС, результаты которого (совместно с возможными отказами автомобиля и неблагоприятными воздействиями на него со стороны дороги) проявляются в реальной информации о происходящем. Там же показан прямоугольник, указывающий на вероятные неисправности тех средств индикации параметров движения (органов управления автомобилем и дорожными условиями), которыми пользуется водитель. Данный элемент сети может свидетельствовать, например, о возникновении несоответствия между информационной моделью водителя и действительным положением дел. А вот в противоположной части этой модели отмечен тот факт, что водитель, как и любой другой человек-оператор, руководствуясь знанием технологии работ и имеющимся у него опытом, обычно создает когнитивную модель выполняемой операции, позволяющую ему после выполнения одних действий ожидать определенную информацию и изготовиться к последующим. При этом действительная информация о выполняемой операции может отличаться от информации, ожидаемой человеком, что будет им восприниматься или не восприниматься в последующем.

Например, при приближении к перекрестку или необходимости совершения иного маневра, водитель должен сбавить обороты двигателя, нажать на педаль привода сцепления или тормоза, а затем повернуть рулевое колесо. При этом он ожидает снижение шума в одном месте (от двигателя) и его появление в другом (в районе колес), а также готовится к восприятию инерционной нагрузки, обусловленной изменением вектора скорости автомобиля. Однако этого может не произойти из-за появления возможных ошибок водителя (допустим, не воспринял изменения уровня шума и бокового ускорения), отказов задействованных при маневре элементов автомобиля (акселератора либо тормозного и рулевого устройств), нерасчетных воздействий дорожного покрытия (его низкого трения из-за оледенения или наличия масляной пленки, например).

Иначе говоря, в результате восприятия и дешифровки информации о состоянии рассматриваемого здесь перевозочного процесса и сравнения ее с ожидаемой, возможны следующие альтернативные исходы: а) действительная ин- формация идентична ожидаемой и правильно воспринята водителем (см. рис. 1 – состояние ИИП); б) действительная информация не идентична ожидаемой, но правильно им понята – состояние модели НИП; в) оба вида информации в действительности идентичны, однако реальная информация искажена водителем (состояние ИИИ); г) обе информации на самом деле оказались не идентичными, а реальная информация еще была им дополнительно искажена при дешифровке или восприятии – состояние НИИ.

Указанные четыре случая представляют собой пол- ную группу возможных исходов приема и дешифровки информации, а располагаются они над соответствующим стохастическим узлом-разветвлением сети. При этом три последних события можно истолковывать как появление возмущений, приводящих к утрате соответствующей ЧМС равновесия; тогда как первый исход можно считать благополучным (в смысле отсутствия условий для зарождения ПЦП к ТП), т.е. в данном случае имеет место удержание динамического равновесия (событие 26 – гомеостазис). Сохранение подобного равновесия свидетельствует как об успешном завершении выполняемого этапа перевозочного процесса, так и о возможности перехода к следующему, на что указывает пунктирная линия (логическая связь), выходящая из этого события и направленная вниз.

Если в исследуемой ЧМС нарушается равновесие, то принципиально возможны следующие три альтернативных исхода: полное или частичное восстановление равновесия, либо отсутствие такой возможности и предупреждения вследствие этого опасных последствий (см. соответствующие события в центральной части рис. 1). Например, в случае обнаружения водителем факта или тенденции к утрате системой «водитель автомобиль с АХОВ - дорога» динамического равновесия, у него может возникнуть потребность в принятии решения о необходимости и способе вмешательства в возникшую нестандартную ситуацию с целью её корректировки.

Допустим, что после выполнения обычных (перед запрещающим знаком светофора) действий, водитель обнаружил недостаточное снижение скорости автомобиля. Далее он мог действовать, например, по одному из следующих трех вариантов: а) осознав недопустимость въезда на перекресток, и зная о возможности торможения автомобиля стояночным тормозом, он мог попытаться сбавить скорость с его помощью; б) понимая невозможность сделать это из-за скользкого покрытия или ненадежной работы стояночного тормоза, он мог принять решение на увеличение скорости, в надежде преодолеть перекресток до въезда на него автомобилей с поперечной дороги, либо в) видя, что наперерез и слева по отношению к его грузовику приближается легковой автомобиль, а справа, но чуть дальше – уже грузовик, водитель мог не предпринимать никаких действий, растерявшись или понадеявшись на счастливый исход...

При принятии решений о способе поведения в подобных условиях любой человек обычно руководствуется субъективно оцененной им мерой опасности и собственными возможностями, определяемыми психофизиологическими качествами – оперативностью мышления, знанием порядка действий в подобных нестандартных ситуациях, способностью прогнозировать ожидаемые последствия и уровнем мотивации к их изменению. С учетом этого он вначале выбирает оптимальный для него выход из сложившейся ситуации, а затем и осуществляет “наилучшие” в его представлении действия, которые в действительности могут быть либо точными, либо ошибочными. Отказ от них, вследствие замешательства или потери самообладания в данных нестандартных условиях, учтен на рис. 1 в виде отдельного исхода «Бездействие человека», расположенного над соответствующим (уже третьим) стохастическим узлом-разветвлением.

Если принятое решение и действия водителя грузовика, перевозящего АХОВ, окажутся действительно точными, то они могут возвратить рассматриваемую здесь ЧМС в состояние равновесия – за счет адаптации к возникшему возмущению (событие 44). А вот в других случаях там уже появится опасная ситуация, что и показано на модели событием 50. К её возникновению в системе будут также приводить отказы других ответственных элементов автомобиля или опасные внешние воздействия на него или водителя со стороны окружающей их среды.

Появившаяся в рассматриваемой системе опасная ситуация может перерасти в критическую (событие 65), т.е. привести к взаимному совмещению зоны действия возник ших опасных факторов с незащищенными от них объектами, либо завершиться адаптацией ЧМС к опасной ситуации (событие 64). Возможность такой адаптации будет зависеть от особенностей возникшей дорожно-транспортной ситуации: качества и взаимной совместимости конкретных компонентов исследуемого транспортного средства и его окружения – технических средств обеспечения безопасности дорожного движения, обученности других водителей и оказавшихся вблизи пешеходов точным действиям в подобной нештатной ситуации и т.п.

Подобно будет обстоять дело и с возникшей затем критической ситуацией. Она может завершиться либо адаптацией ЧМС (событие 78), либо фактом проявления аварийности или травматизма, т.е. возникновением какого-либо из событий, помеченных на рис. 1 номерами 79а, 79б или 79в. Конкретный вид ТП (несчастный случай, катастрофа, авария или поломка) будет определяться спецификой возникшей критической ситуации – каков потенциал случайно возникшего опасного фактора, какие из незащищенных объектов оказались в зоне его появления, какому разрушительному воздействию они подверглись.

В частности, при низком потенциале опасности (малых массе и скорости соударяющихся тел), а также её воздействии на незащищенные элементы транспортных средств или окружающих их объектов, возможны поломки или аварии, иногда сопровождающиеся загрязнением природной среды. При воздействии же опасного фактора только на людей, возможны несчастные случаи, включая их гибель. В тех случаях, когда выход из строя одних компонентов ЧМС (например, гибель экипажа самолета) неизбежно ведет к уничтожению других (воздушного судна вместе с пассажирами и грузом) – каскадный эффект, а также при очень больших потенциалах аварийно высвободившихся энергии и вредного вещества, будут возникать катастрофы.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки