Abstract and keywords
Abstract (English):
It is alleged that there is quite an impressive array of uncertainties, diluting the parameters of the mathematical model of risk adopted in the marine navigation, the registration of which is essential for effective assessment and appropriate interpretation of risk. The selection mechanism of the value of consequence severity when implementing unwanted navigation event, which makes the probability tending to one, find the value of the navigation risk as the parameter corresponding to the danger emerging in the navigation or navigation and fishing situation. The recommended algorithms that are based on the adopted formal dependence allow carrying out a randomized selection of risk variant with conditional probability and reshaping probability vector of such a choice on the basis of the received information on possible costs to eliminate the consequences of the navigation accident.

Keywords:
a mathematical model for calculating the amount of risk, array of uncertainties, selection mechanism of the value of the degree of consequence severity, randomized selection of options
Text
Введение При выполнении «жесткой» логической программы плавания судна по заданному маршруту, оценки опасностей и их параметров (рисков), а также при выборе критического уровня рисков должны учитываться все потенциально опасные события, любые смягчающие факторы и характеристики, а также природа и частота возможных пагубных последствий, идентифицированных как опасности [1, 2]. Меры по предупреждению опасностей следует распространять на людей, имущество и окружающую среду, учитывая при этом неопределенность как при оценке частот появления нежелательных событий, так и стоимостных затрат на их ликвидацию [3]. Методы, используемые для оценки параметра опасности (величины риска), обычно являются физическими величинами, несмотря на то, что степень детализации физического основания при подготовке исходной информации зависит от конкретного применения. Поэтому достоверный количественный анализ опасностей не всегда возможен из-за недостатка информации, в частности, особенностей поведения «человеческого элемента». При таких обстоятельствах более эффективным может оказаться качественное сравнительное ранжирование рисков с привлечением специалистов, которые хорошо информированы и ориентированы в области обеспечения безопасности плавания судна. Даже тогда, когда качественное сравнительное ранжирование проводится компетентными специалистами, должны привлекаться четкие термины с обоснованием всех используемых классификаций параметров опасностей [4, 5]. В том случае, когда проводится полная количественная оценка величины параметра опасности, следует учитывать, что расчетные значения риска представляют собой только оценки. Поэтому следует позаботиться о том, чтобы их точность соответствовала как точности исходных данных, так и точности используемых аналитических методов расчета. Процесс расчета оценки риска в качестве параметра опасности можно рассматривать как попытку найти вероятность развития опасной ситуации по конкретному сценарию с оценкой тяжести последствий от реализации этой ситуации. Необходимые условия для интерпретации и эффективной оценки риска Для определения величины риска как физической величины в рекомендациях к «Формальной оценке безопасности», разработанных Международной морской организацией (ИМО), рекомендуется использовать достаточно простую модель вида , (1) где - величина риска; - частота (или вероятность) появления нежелательного события; - степень тяжести (затраты, определенные на уровне функции полезности) последствий от реализации нежелательного события. В рекомендациях к «Формальной оценке безопасности» ИМО формулирует процесс оценки величины риска вида (1) и подчеркивает общность использования модели (1) при определении параметра для всех видов навигационных опасностей. При этом в первую очередь рекомендуется анализировать возможные причины возникновения опасности (с целью определения частоты ее возникновения) в виде количественной вероятностной характеристики. Если навигационное происшествие несет с собой существенные затраты на ликвидацию последствий от аварии, то второй операцией анализа является определение величины этих затрат. Определение частот появления нежелательных навигационных событий, которые используются в модели оценки величины риска (1), желательно выполнять в момент идентификации опасности, при этом можно использовать следующие три подхода: - использование имеющихся статистических данных (предысторий); - получение частот происходящих событий на основе аналитических или имитационных методов; - использование мнений экспертов. Все эти подходы могут применяться по отдельности или в совокупности. Первые два подхода являются взаимодополняющими, поскольку каждый из них имеет доминирующие особенности там, где другой обладает лишь слабыми возможностями. Поэтому там, где это возможно, должны применяться оба подхода для проведения взаимных проверок, причем такие проверки способны повысить степень достоверности и, соответственно, степень доверия к получаемым результатам. Однако в тех случаях, когда рекомендуемые подходы не могут по каким-либо причинам использоваться на практике либо являются недостаточно информационно емкими, для оценки частоты появления опасностей рекомендуется опираться на мнения экспертов. В то же время оценка величины материальных затрат, которые должны быть направлены на ликвидацию последствий от реализации нежелательного события, должна: - основываться на прошлых элементах анализа нежелательных событий, произошедших в данном навигационном районе; - учитывать любые варианты развития опасности, с оценкой затрат на ликвидацию последствий от этой опасности; - учитывать существующие меры, направленные на снижение затрат от нежелательных последствий, наряду со всеми соответствующими условиями, оказывающими влияние на затраты; - устанавливать критерии, используемые для полной идентификации затрат на ликвидацию последствий; - рассматривать и учитывать как немедленные последствия, так и те, которые могут проявиться по прошествии определенного периода времени, если это не противоречит сфере распространения анализа; - рассматривать и учитывать вторичные последствия, распространяющиеся на морскую среду. Таким образом, очевидно, что существует мощное множество неопределенностей (множество с большим, но конечным числом элементов), размывающее параметры модели (1) при идентификации рисков. Причем понимание причин появления неопределенностей, их анализ, а также учет чувствительности модели (1) к этим неопределенностям являются необходимыми условиями для эффективной оценки и соответствующей интерпретации риска. Механизм выбора величины тяжести последствий при реализации нежелательного навигационного события Очевидно, что чувствительность модели (1) является той областью, которая тесно примыкает к анализу неопределенностей, сопутствующих процессу расчета величины риска. Из содержания самой формальной модели (1) следует, что наиболее чувствительной к влиянию неопределенностей должна быть субъективно назначаемая величина C - степень тяжести последствий (затрат) от реализации нежелательного события. Поэтому для снижения уровня чувствительности величины риска от степени тяжести (затрат) будем использовать в качестве модели расчета величины риска, вместо выражения (1), модель, которая является случайной зависимостью и записывается так: , (2) где и ; . В этом выражении величина имеет смысл вероятностной потери (риска), соответствующей варианту степени тяжести последствий от реализации нежелательного события, которое может произойти с некой постоянной вероятностью, равной . Для снижения уровня чувствительности величины риска от неопределенностей, связанных с субъективным назначением величины степени тяжести последствий (затрат), далее будем считать, что имеется возможных вариантов оценок , и в каждый момент времени происходит выбор одного из них. Пусть далее величины определяются до наступления момента времени , причем последовательность вариантов величины степени тяжести (стоимости) и случайные функции ; удовлетворяют следующим условиям: , (3) где величину следует интерпретировать как «штраф» за выбор соответствующего варианта степени тяжести , а - как «поощрение» . Кроме того, пусть для любых и случайная величина и совокупность вида (4) не зависимы друг от друга. В тех случаях, когда выполняются условия (2) и (4) и допустимы к использованию соотношения , можно выбрать единственную и однозначно определенную величину степени тяжести происшествия (величину затрат) , соответствующую минимальным средним потерям , (5) которую в данном случае можно считать оптимальной. Тогда задача выбора величины может быть решена методом перебора элементов из так, чтобы обязательно использовалась текущая информация вида Предложенный механизм выбора величины степени тяжести последствий от реализации нежелательного навигационного события, включенный в состав модели (1), позволит за счет снижения уровня чувствительности с вероятностью, стремящейся к единице, установить оптимальный вариант величины затрат на ликвидацию последствий от навигационного происшествия , а при заданном или идентифицированном значении найти величину навигационного риска как параметра соответствующей опасности в складывающейся навигационной либо навигационно-промысловой ситуации. В общем случае предложенный механизм выбора величины может быть отнесен к разряду обучающихся, когда набор априори неизвестных чисел в условии (3) характеризует свойства «случайной внешней среды», а условие (4) соответствует требованию независимости статистических свойств внешней среды в момент времени от предыстории процесса: Для практической реализации оптимизационной задачи (5) в информационных и экспертных системах, обеспечивающих безопасность плавания судна, можно рекомендовать алгоритмы, которые, используя формальную зависимость (5), на каждом шаге осуществляют рандомизированный выбор варианта с условной вероятностью равной и перестраивают вектор вероятностей такого выбора на основе получаемой информации вида о возможных затратах на ликвидацию последствий от навигационного аварийного происшествия. Заключение При реализации жесткой логической программы плавания судна по заданному маршруту оценку величины текущего риска можно искать с помощью предложенного механизма выбора величины потерь. Предложенный механизм выбора за счет снижения уровня чувствительности с вероятностью, стремящейся к единице, позволяет найти оптимальный вариант величины затраты и при заданном значении получить величину риска как параметра соответствующей навигационной опасности в складывающейся навигационной либо навигационно-промысловой ситуации.
References

1. Gladyshevskiy M. A., Pasechnikov M. A., Pen'kovskaya K. V. Organizacionno-tehnicheskie struktury, obespechivayuschie bezopasnuyu ekspluataciyu sudna / pod obsch. red. V. I. Men'shikova. Murmansk: Izd-vo MGTU, 2008. 212 s.

2. Men'shikov V. I., Suslov A. N., Shutov V. V. Problemy bezopasnogo moreplavaniya v slozhnyh navigacionnyh usloviyah stesnennyh vod / pod obsch. red. V. I. Men'shikova. Murmansk: Izd-vo MGTU, 2013. 186 s.

3. Klyuchko D. V., Sirotyuk A. A., Men'shikov V. I. Dominiruemye i nedominiruemye riski pri razreshenii problemnoy navigacionnoy situacii // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. 2012. № 1. S. 247-250.

4. Men'shikov V. I., Pasechnikov M. A., Dushin V. L. Povyshenie dostovernosti navigacionnoy informacii v hode neseniya shturmanskoy vahty pri zadannyh poteryah // Vestn. MGTU: Tr. Murman. gos. tehn. un-ta. 2011. T. 14. № 4. S. 733-736.

5. Smirnov A. Zh., Sirotyuk A. A., Men'shikov V. I. Razreshenie problemnyh situaciy s minimizaciey oshibok sravneniya rezul'tatov upravleniya sostoyaniem bezopasnosti sudna // Vestn. MGTU: Tr. Murman. gos. tehn. un-ta. 2011. T. 14. № 3. S. 481-483.