Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений

Предложена классификация уровней неопределенностей вероятностных оценок по значению коэффициента вариации. Рассмотрена схема принятия решений по совокупности критериев приемлемости с учетом неопределенностей. Представлены компенсирующие мероприятия при принятии решений в условиях высокой неопределен...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автор:	Дыбач, А.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2016
Назва видання:	Ядерна та радіаційна безпека
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129804
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений / А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-129804
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1298042018-01-30T03:03:31Z Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений Дыбач, А.М. Предложена классификация уровней неопределенностей вероятностных оценок по значению коэффициента вариации. Рассмотрена схема принятия решений по совокупности критериев приемлемости с учетом неопределенностей. Представлены компенсирующие мероприятия при принятии решений в условиях высокой неопределенности. Запропоновано класифікацію рівнів невизначеностей імовірнісних оцінок за значенням коефіцієнта варіації. Розглянуто схему прийняття рішень за сукупністю критеріїв прийнятності з урахуванням невизначеностей. Наведено компенсуючі заходи в разі прийняття рішень з великою невизначеністю. The research offers classification of probabilistic assessment uncertainties by variation factor value. The objective is to familiarize with the decision-making procedure with respect to the set of acceptance criteria considering uncertainties. The paper presents corrective measures during decisionmaking under conditions of high uncertainty. 2016 Article Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений / А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129804 621.039.58 ru Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Предложена классификация уровней неопределенностей вероятностных оценок по значению коэффициента вариации. Рассмотрена схема принятия решений по совокупности критериев приемлемости с учетом неопределенностей. Представлены компенсирующие мероприятия при принятии решений в условиях высокой неопределенности.
format	Article
author	Дыбач, А.М.
spellingShingle	Дыбач, А.М. Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений Ядерна та радіаційна безпека
author_facet	Дыбач, А.М.
author_sort	Дыбач, А.М.
title	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
title_short	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
title_full	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
title_fullStr	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
title_full_unstemmed	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
title_sort	учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений
publisher	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
publishDate	2016
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129804
citation_txt	Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений / А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 2. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Ядерна та радіаційна безпека
work_keys_str_mv	AT dybačam učetneopredelennostejveroâtnostnyhocenokpririskinformirovannomprinâtiirešenij
first_indexed	2025-07-09T12:12:45Z
last_indexed	2025-07-09T12:12:45Z
_version_	1837171395227811840
fulltext	ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 37 УДК 621.039.58 А. М. Дыбач Государственный научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности, г. Киев, Украина Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск- информированном принятии решений Предложена классификация уровней неопределенностей вероят- ностных оценок по значению коэффициента вариации. Рассмотрена схема принятия решений по совокупности критериев приемлемости с учетом неопределенностей. Представлены компенсирующие меро- приятия при принятии решений в условиях высокой неопределенности. К л ю ч е в ы е с л о в а: неопределенность, риск-информированное принятие решений, коэффициент вариации, критерий приемлемости. О. М. Дибач Врахування невизначеностей імовірнісних оцінок у разі ризик-інформованого прийняття рішень Запропоновано класифікацію рівнів невизначеностей імовірнісних оцінок за значенням коефіцієнта варіації. Розглянуто схему прийняття рішень за сукупністю критеріїв прийнятності з урахуванням невизначе- ностей. Наведено компенсуючі заходи в разі прийняття рішень з вели- кою невизначеністю. К л ю ч о в і с л о в а: невизначеність, ризик-інформоване ухвалення рішень, коефіцієнт варіації, критерій прийнятності. © А. М. Дыбач, 2016 Н еопределенности вероятностных оценок суще- ственно сдерживают и ограничивают исполь- зование количественных результатов вероят- ностного анализа безопасности (далее — ВАБ) в практической деятельности, в том числе и для повышения эффективности эксплуатации АЭС. В первых публикациях МАГАТЭ по тематике ВАБ [1] неопределенность частоты повреждения активной зоны (далее — ЧПАЗ) грубо оценена на уровне одного порядка от рассчитанного точечного значения, отмечен значитель- ный рост неопределенности при расчете частоты предель- ного аварийного выброса (далее — ЧПАВ). В настоящее время в мировой и отечественной практике накоплен большой опыт выполнения ВАБ, собраны и регулярно обновляются специфические базы данных по надежности оборудования и частотам исходных событий, что позволи- ло повысить достоверность выполняемых вероятностных оценок. В рамках международных проектов (например, [2, 3]), инициированных после аварии на АЭС «Фукусима- Даичи», продолжается усовершенствование методологии ВАБ для учета редких экстремальных природных воздей- ствий, увеличения временного интервала анализа до 72 ч, оценки взаимного влияния энергоблоков на площадке АЭС и др. Очевидно, что неопределенности вероятностных оце- нок невозможно исключить, так как оценкам риска свойственна случайная (стохастическая) природа рас- сматриваемых событий (отказов). Существенный вклад в неопределенность также вносят допущения, принятые при построении расчетной модели вследствие недостатка знаний о реальных процессах либо с целью упроще- ния и (или) уменьшения объема вероятностных оценок. Как сказал известный американский физик-теоретик Ричард Фейнман, «Что не окружено неопределенностью не может быть правдой» [4]. Несмотря на наличие неопределенностей, применение вероятностных оценок в дополнение к детерминистическо- му анализу, имея ряд неоспоримых преимуществ, апроби- ровано и рекомендовано национальными нормативными документами [5, 6] и международными стандартами [7, 8]. Для практического применения вероятностных оценок в составе риск-информированного принятия решения [5] требуется решить комплексную задачу по идентификации источников неопределенностей и оценке их величины, а также разработать подход к учету неопределенностей ВАБ в совокупности с другими факторами, формирующи- ми базу для принятия решения. Проблема идентификации и оценки неопределенностей ВАБ детально проанализирована в [9—11] и здесь не рас- сматривается. Цель данной статьи — предложить подход к классификации уровней неопределенности и их учету при принятии риск-информированных решений. Классификация уровней неопределенности. Для построе- ния классификации уровней неопределенности пред- лагается использовать понятие коэффициента вариации. Впервые этот термин был веден К. Пирсоном в 1895 году [12] как безразмерная мера рассеяния распределения слу- чайной величины. Для целей классификации уровней не- определенности коэффициент вариации определяется сле- дующим образом: 100 %,VK σ = ⋅ µ где s2 — дисперсия; m — математическое ожидание слу- чайной величины (в общем случае значение m может быть как положительным, так и отрицательным). 38 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 А. М. Дыбач Исследовав дисперсионные характеристики случайной величины, автором этой статьи разработана классифика- ция (шкала) уровней неопределенности исходя из значений коэффициента вариации (табл. 1). Используя данную шка- лу, можно задавать уровни неопределенностей как для ве- роятностных, так и для детерминистических оценок. Коэффициент вариации KV и, как следствие, уровень неопределенности для вероятностных оценок определя- ется исходя из значений s2 и m, рассчитанных с использо- ванием модели ВАБ. Таблица 1. Классификация уровней неопределенностей Класс неопределенности Коэффициент вариации KV Уровень неопреде- ленности Детерминированная величина KV = 0 Нулевой Случайная величина с конечной дисперсией 0 < KV ≤ 20 % Низкий 20 < KV ≤ 50 % Средний KV > 50 % Высокий Случайная величина с бесконечной дисперсией KV → ∞ Крайне высокий Для детерминистических оценок, предположив уровень неопределенности конечного результата и зная его точечное значение, можно рассчитать значение дисперсии и постро- ить функцию распределения результирующей величины. Такой переход от экспертной оценки к численной ха- рактеристике случайной величины дает возможность провести проверку на соответствие заданным критериям с учетом неопределенностей в их значениях. Общая схема принятия решений по совокупности кри- териев приемлемости с учетом неопределенностей. Основой для принятия решения (рис. 1) является проверка выпол- нения критериев приемлемости, например по значению ЧПАЗ и (или) ЧПАВ либо по максимальной температу- ре оболочки твэла. Предполагается, что в общем случае возможны несколько альтернативных решений { }nA (на- пример, различные технические решения по модифи- кации АЭС), 01,n N= , каждое из которых должно быть проверено на соответствие ряду факторов — критериев приемлемости решения. При проверке решения на соответствие критериям при- емлемости (вероятностным и детерминистическим) учи- тываются неопределенности результатов оценок данного решения. Определяется уровень неопределенности и пара- метры распределения расчетных величин согласно рассмо- тренному выше подходу (см. табл. 1) и таким образом осу- ществляется переход от точечной оценки к интервальной. Введем множество критериев приемлемости { } , 1, ,lF f l L= = для которых, в общем случае, также могут быть заданы допустимые отклонения. Рассмотрим для упрощения пространство двух крите- риев приемлемости, значения которых ограничены прямо- угольной областью. Как видно из рис. 2, при переходе от точечной оценки решения ( )�0 0 1 2,A f f к интервальной ее зона неопределенно- сти может превышать критерии приемлемости, что нужно принимать во внимание при принятии решения. Одним из способов построения зоны неопределенно- сти является применение известного правила «трёх сигма» для оценок решения: 0 0 1 3 , 3 , 1, .l l l l Lf f f l ∈ − σ + σ =  В этом случае для каждой оценки решения (вероятност- ной и детерминистической) должно выполняться условие min max0 3 , , 1, .l l l lf f f l L ± σ ∈ =  В процессе такой проверки некоторые из альтерна- тивных решений отвергаются, и как результат имеем Рис. 1. Общая схема принятия решения по совокупности критериев приемлемости При проверке решения на соответствие критериям приемлемости (вероятностным и детерминистическим) учитываются неопределенности результатов оценок данного решения. Определяется уровень неопределенности и параметры распределения расчетных величин согласно рассмотренному выше подходу (см. табл. 1) и таким образом осуществляется переход от точечной оценки к интервальной. Введем множество критериев приемлемости   , 1, ,lF f l L  для которых, в общем случае, также могут быть заданы допустимые отклонения. Рассмотрим для упрощения пространство двух критериев приемлемости, значения которых ограничены прямоугольной областью. Рис. 1. Общая схема принятия решения по совокупности критериев приемлемости ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 39 Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений усеченное множество альтернатив { }nA , 11,n N= . Если N1 > 1, т. е. все еще имеется несколько альтернативных решений, применяется один или несколько известных ме- тодов принятия решений, например метод главного крите- рия [13—16]. В отличие от классического понимания этого процесса как выбора лучшего решения из множества аль- тернатив при принятии решений по безопасности АЭС зачастую имеется лишь один вариант решения, который нужно принять или отвергнуть с учетом всех критериев приемлемости, один из которых — значение ЧПАЗ и (или) ЧПАВ. Мероприятия для компенсации неопределенностей при приня тии риск-информированных решений. В процессе принятия риск-информированных решений необходимо найти ответы на два ключевых вопроса: – является ли уровень неопределенности приемлемым? – какие компенсирующие мероприятия должны быть предприняты в зависимости от уровня и природы неопределенностей? Ответ на первый вопрос зависит от уровня неопреде- ленности по шкале, приведенной в табл. 1. Согласно пред- ложенной классификации уровень неопределенности при KV > 50 % считается высоким. Очевидно, что при при- нятии решений следует отдавать предпочтение варианту с более низким уровнем неопределенности. Для компенсации высокого уровня неопределенности при принятии решений предлагается предусмотреть сле- дующие меры: усиленный мониторинг при реализации решения; увеличение запасов безопасности; ограничение области использования решения; дополнительные технические мероприятия, направ- ленные на повышения безопасности. Выводы Несмотря на развитие методологии вероятностного анализа безопасности невозможно исключить неопреде- ленность результатов вероятностных оценок в силу их при- роды и ограниченности знаний о моделируемых процессах. Риск-информированные решения основываются на комбинации вероятностных и детерминистических оценок, для которых должны быть рассчитаны или заданы уровни неопределенности. Применение коэффициента ва- риации для целей классификации уровней неопределен- ности позволяет выполнить прямой и обратный пересчет параметров распределения результатов анализа решения и осуществить переход от точечной оценки к интерваль- ной при проверке соблюдения критериев приемлемости. При принятии решений в условиях высокой неопреде- ленности необходимо предусматривать дополнительные компенсирующие меры. Список использованной литературы 1. Probabilistic safety assessment: INSAG-6 : a report by the In- ternational Nuclear Safety Advisory Group. — Vienna : International Atomic Energy Agency, 1992. —24 р. — (Safety series, ISSN 0074–1892; 75-INSAG-6; ISBN 92–0-102492–4). 2. ASAMPSA_E. Advanced Safety Assessment Methodologies: Extended PSA. [Электронный ресурс].— Режим доступа : http://asampsa.eu/. 3. Lyubarskiy A. Notes on potential areas for enhancement of the PSA methodology based on lessons learned from the Fukushima accident / A. Lyubarskiy, I. Kuzmina, M. El-Shanawany // Proceed- ings of the 2nd Probabilistic Safety Analysis. — 2011. — available at: http: // gnssn.iaea.org/.../NOTES%20PSA%20INSIGHTS%2... 4. Feynman Richard P. Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Track: The Letters of Richard P. Feynman / Richard P. Feynman // Basic Books, 2006. — 486 с. 5. НП 306.2.162–2010. Вимоги до оцінки безпеки атомних станцій / Державна інспекція ядерного регулювання України, 2010. — 25 с. — (Норми та правила з ядерної безпеки»). 6. НП 306.2.141–2008. Загальні положення безпеки атомних станцій / Державний комітет ядерного регулювання України, 2008. — 57 с. — (Норми та правила з ядерної безпеки»). 7. A framework for an integrated risk informed decision making process / a report by the International Nuclear Safety Group. — Vi- enna : International Atomic Energy Agency, 2011. — 24 p. — (INSAG series, ISSN 1025–2169; no. 25; ISBN 978–92–0–114110–1). 8. Guidance on the Treatment of Uncertainties Associated with PRAs in Risk-Informed Decision Making / U. S. Nuclear Regulatory Commission. — 2009. — 144 р. — (NUREG-1855, Vol. 1). 9. Дыбач А. М. Методологические основы анализа и учета не- определённостей вероятностного анализа безопасности АЭС / А. М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — К., 2014. — Вип. 4 (64). — С. 8—16. 10. Дыбач А. М. О применении теории нечетких множеств для оценки неопределенностей вероятностного анализа безопас- ности АЭС / А. М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — К., 2015. — Вип. 1 (64). — С. 8—16. 11. Дыбач А. М. Оценка вероятности превышения критериев безопасности по результатам вероятностного анализа безопасно- сти / А. М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — К., 2015. — Вип. 4 (64). — С. 8—16. 12. Pearson, Karl. Skew Variation in Homogeneous Mate- rial. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. A, Vol. 186 (1895), pp. 343—414. 13. Подиновский В. В. Многокритериальные задачи с упорядо- ченными по важности однородными критериями / В. В. Подинов- ский // Автоматика и Телемеханика, 1976. — № 11. — С. 118—127. 14. Петровский А.Б. Теория принятия решений / А. Б. Петров- ский. — М. : Изд. центр «Академия», 2009. — 400 с. 15. Соловьев В. И. Методы оптимальных решений : Учеб. по- собие / В. И. Соловьев. — М. :Финансовый университет, 2012. — 364 с. 16. Бодров В. И. Математические методы принятия решений : Учеб. пособие / В. И. Бодров, Т. Я. Лазарева, Ю. Ф. Мартемья- нов. — Тамбов : Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2004. — 124 с. Рис. 2. Зона неопределенности в пространстве двух критериев Как видно из рис. 2, при переходе от точечной оценки решения  0 0 1 2,A f f к интервальной ее зона неопределенности может превышать критерии приемлемости, что нужно принимать во внимание при принятии решения. Одним из способов построения зоны неопределенности является применение известного правила «трёх сигма» для оценок решения: 0 0 1 3 , 3 , 1, .l l l l Lf f f l        В этом случае для каждой оценки решения (вероятностной и детерминистической) должно выполняться условие min max0 3 , , 1, .l l l lf f f l L      Рис. 2. Зона неопределенности в пространстве двух критериев 40 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 2(70).2016 А. М. Дыбач References 1. Probabilistic Safety Assessment, INSAG-6, Report by the International Nuclear Safety Advisory Group, Vienna, International Atomic Energy Agency, 1992, 24 р. (Safety Series, ISSN 0074–1892, 75-INSAG-6, ISBN 92–0-102492–4). 2. ASAMPSA_E, Advanced Safety Assessment Methodologies, Extended PSA, available at: http://asampsa.eu/. 3. Lyubarskiy, A., Kuzmina, I., El-Shanawany, M. (2011), “Notes on Potential Areas for Enhancement of PSA Methodology Based on Lessons Learned from the Fukushima Accident”, Proceedings of the 2nd Probabilistic Safety Analysis, available at: http: // gnssn. iaea.org/.../NOTES%20PSA%20INSIGHTS%2... 4. Feynman Richard P. (2006), “Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Track: The Letters of Richard P. Feynman”, Basic Books, 486 p. 5. NP 306.2.162–2010. (2010) “Requirements for NPP Safety Assessment”, State Nuclear Regulatory Inspectorate of Ukraine, Nuclear Safety Regulations and Rules, 25 p. 6. NP 306.2.141–2008. (2008) “General Safety Provisions for Nuclear Power Plants”, State Nuclear Regulatory Inspectorate of Ukraine, Nuclear Safety Regulations and Rules, 57 p. 7. Framework for an Integrated Risk Informed Decision Making Process, Report by the International Nuclear Safety Group, Vienna, International Atomic Energy Agency, 2011, 24 p. (INSAG Series, ISSN 1025–2169; No. 25; ISBN 978–92–0–114110–1). 8. Guidance on the Treatment of Uncertainties Associated with PRAs in Risk-Informed Decision Making, U. S. Nuclear Regulatory Commission, 2009, 144 р. (NUREG-1855, Vol. 1). 9. Dybach, O.M. (2014), “Methodological Basis for Analysis and Accounting of NPP Probabilistic Safety Analysis Uncertainties” [Metodologicheskiie osnovy analiza i uchiota neopredelionnostei veroiatnostnogo analiza bezopasnosti AES], Nuclear and Radiation Safety, Kyiv, No. 4 (64), pp. 8–16. (Rus) 10. Dybach, O.M. (2015), “Application of Fuzzy Set Theory for Uncertainty Analysis in the Probabilistic Safety Assessment of Nuclear Power Plants” [O primenenii teorii nechiotkikh mnozhestv dlia otsenki neopredelionnostei veroiatnostnogo analiza bezopasnosti AES], Nuclear and Radiation Safety, Kyiv, No. 1 (64), pp. 8–16. (Rus) 11. Dybach, O.M. (2015), “Assessing Probability of Safety Criteria Exceeding According to Probabilistic Safety Analysis Results” [ Otsenka veroiatnosti prevysheniia kriteriiev bezopasnosti po rezultatam veroiatnostnogo analiza bezopasnosti], Nuclear and Radiation Safety, Kyiv, No. 4 (64), pp. 8–16. (Rus) 12. Pearson, Karl. (1895), “Skew Variation in Homogeneous Material”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, A, Vol. 186, pp. 343–414. 13. Podinovskii, V.V. (1976), “Multiobjective Tasks with Uniform Criteria Ordered by Importance” [Mnogokriterialnyie zadachi s uporiadochennymi po vazhnosti odnorodnymi kriteriiami], Automatics and Telemechanics, No. 11, pp. 118–127. (Rus) 14. Petrovskii, A.B., (2009), “Decision Making Theory” [Teoriia priniatiia reshenii], Moscow, Akademiia Publishing House, 400 p. (Rus) 15. Soloviov, V.I. (2012), “Methods of Optimal Decisions. Manual” [Metody optimalnykh reshenii. Uchebnoie posobiie], Moscow, Financial University, 364 p. (Rus) 16. Bodrov, V.I., Lazareva, T.Ya., Martemianov, Yu.F. (2004), “Mathematical Methods of Decision Making. Manual” [Matematicheskiie metody priniatiia reshenii. Uchebnoie posobiie], Tambov, Publishing House of Tambov State Technical University, 124 p. (Rus) Получено 10.05.2016.

Учет неопределенностей вероятностных оценок при риск-информированном принятии решений

Репозитарії

Схожі ресурси