Интегральная оценка угрозы биотерроризма Цели, методы, задачи Институт кибернетики им. Глушкова Национальная Академия наук Украины Константин Атоев

Новый завет св Лука 10:19 «Се, даю Вам Власть наступать на Змей и Скорпионов И на всю силу Вражью; и ничего не повредит Вам»

Цели Трагедия в США выявила 2 задачи:

Задачу раннего обнаружения риска, идентификации и ранжировки критических факторов, определяющих реализацию исключительных событий Задачу минимизации воздействия терактов на гражданское население

Атака террористов и массовая вспышка сибирской язвы вследствие распространения писем показали реальность событий, имеющих даже незначительную степень риска. Кроме того, в условиях развитых средств массовой информации даже локальный теракт приводит к многочисленным воздействиям на огромное число людей.

11 сентября Чернобыль, 1986 Произошли события, имевшие незначительную вероятность Проблемы раннего обнаружения риска идентификации и ранжировки критических факторов, определяющих реализацию исключительных событий минимизации воздействия терактов на гражданское население Исключительные события

Результатом может стать существенный удар по населению, например, массовый страх и потеря доверия, что может привести к коллапсу в экономике. Таким образом, возникла принципиально новая угроза обществу, касающаяся реализации исключительных событий.

В этом случае, на центральное место в современном анализе выходит задача раннего распознавания риска, идентификации и ранжирования критических факторов, определяющих реализацию исключительных событий.

Одной из существенных трудностей в изучении таких событий является выбор адекватного математического аппарата для их исследования.

Традиционные методы оценки риска были выработаны на базе теории вероятности. К примеру риск некоторых заболеваний определяется как отношение числа заболевших к общему числу населения.

Теория катастрофСтатистика Математические методы Оценка риска Вероятность Приближение к разветвленному значению параметров Ограничения Сложность модели Уникальность событий Единицы

Тем не менее, теория вероятности не может быть корректно применена для оценки риска в некоторых случаях, особенно при отсутствии или нехватке данных ввиду уникальности события.

Биотерроризм как явление, несущее биомедицинскую и эпидемиологическую угрозу, определяется комплексом экологических, экономических, ментальных и социальных особенностей конкретной страны в конкретное время. Метод

Каждый биотеррористский акт и все связанные с ним проблемы, имеют индивидуальные особенности. Биомедицин. Эпидемиолог. Экономич. Социальные Ментальные

Поэтому некорректно использовать для оценки риска биоатаки в одной стране статистические данные, полученные в других странах.

Таким образом, если речь идет о таком специфическом явлении как биотеракт и его предпосылки, нельзя с достоверностью применять теорию вероятности для оценки риска.

Существует другой подход к оценке риска, который представляется более точным в данном случае. Он позволяет не только оценить риск, но и получить количественные характеристики дополнительной вероятности системы и ее компонентов [10-14].

Оценка риска проводится с использованием теории гладких функций [15], позволяющей определить величину критических параметров, отражающих уровни интенсивности системы и дополнительные случайности. Риск определяется степенью приближения параметров системы к разветвленным величинам, характеризующим переход системы от стабильного состояния (норма) к другому (катастрофа).

Применение Прогноз КонтрольКонтроль Оптимизация АнализАнализ Микро- биология Экономика Социальная политика Био- терроризм Эпиде- миология Здравоохранение Экосистемы Принятие решений Опасные объекты Этот подход пригоден для решения следующих задач: Задачи: Области Оценка риска

Норма Угроза биотерроризма Область высокого риска Область среднего риска Эконо- мический индекс Биомедицинский индекс

Состояние общества определяется комплексом связей в шестиугольнике безопасности, определенном следующими факторами: эпидемиологическими, социальными, медикобиологическими, экологическими, ментальными, экономическими

Угроза экономике Экологи- ческая угроза Социаль- ная угроза Мен- тальная угроза Эпидемиологическая угроза Медико биологическая угроза

Любая угроза, в том числе и угроза биотерроризма, потенциально способна нарушить баланс, существующий внутри шестиугольника безопасности, затронув либо окружающую среду, либо экономическую, социальную, эпидемиологическую обстановку, или ментальную и медикобиологическую сферы.

Дисбаланс, внутри шестиугольника безопасности является наиболее внушительной опасностью, и мы не должны его допустить; он ведет к переходу от стабильного состояния системы (нормы) к отклонениям (кризису или катастрофе). Динамика параметров данной системы определяется с помощью моделирования.

Главное достижение этого подхода - определение динамики риска как фунции динамических переменных исследуемой системы. Также появляется возможность идентифицировать самое слабое звено системы и те области, которые требуют улучшения [10-14].

1. Информация, характеризующая связи внутри шестиугольника безопасности берется из баз данных. Алгоритм оценки риска 2. Индексы, характеризующие эти связи, вычисляются посредством разработанных математических моделей с помощью входящих данных.

4. Восстановительные способности каждой отдельной системы определяются степенью отклонения параметров, характеризующих соответствующие индексы. 3. Вычисляются бифуркационные величины параметров, характеризующих нарушения баланса в «шестиугольнике безопасности».

Основные задачи Компьюторная технология для оценки риска биотеррористской угрозы и минимизации ущерба гражданскому населению, включая риск разных эпидемий, должна решать следующие задачи:

Исследование динамики биотеррористической угрозы на основе оценки риска и предсказаний последствий теракта в зависимости от внутренних связей в шестиугольнике безопасности Задача 1

Определение действий, минимизирующих ущерб терактов гражданскому населению, перераспределение специфических средств для увеличения эффективности предотвращения терактов и выработка рекомендаций по ликвидации их последствий Задача 2

Разделение различных регионов мира по степени биотеррористической угрозы и возможному ущербу в результате осуществления биотеракта Задача 3

Основное достижение Основное достижение этого подхода - в определении динамики риска биотеракта как функции переменных показателей, характеризующих внутренние связи в «шестиугольнике безопасности» (экономические, социальные, эпидемиологические ментальные и медикобиологические).

1. Провести идентификацию наислабейшего звена в условиях различных сценариев биотеракта и перераспределение средств национальных служб, ответственных за предотвращение биотерактов и ликвидацию их последствий. Это позволяет решить следующие задачи:

2. Провести идентификацию слабого звена и области, где необходимы улучшения; ранжирование стран по их уязвимости и подверженности биотеракту и оценку способности противостоять атаке и справиться с его последствиями.

3. Провести исследование динамики угрозы биотеракта на основе оценки риска и предсказать последствия теракта в зависимости от экономической, социальной и экологической ситуации.

4. Определить эффективные действия для минимизации ущерба от теракта для гражданского населения.

Список литературы 10. Atoyev K. Risk Assessment in Ukraine: New Approaches and Strategy of Development // Asses-sment and management of environmental risks: methods and applications in eastern European and developing countries-,Kluwer, 2001, pp Atoyev K., Rykhtovsky V. Computer technology for health risk estimation and mana- gement // Foresight and Precaution ESREL 2000 and SRAEurope ANNUAL CONFERENCE (Edinburg 2000), Belcema Publishers, 2000, Rotterdam, Netherlands, pp

12. Atoyev K. Risk Assessment in Ukraine: New Approaches and Strategy of Development // Assessment and management of environmental risks: methods and applications in eastern European and developing countries-,Kluwer, 2001, pp Аtoyev K., Slesarev Yu. Epidemiological Risk Management in Ukraine: New Approaches and Strategy of Development// Proc. SRA-2001 Annual Meeting, Risk Analysis in an Interconnected World Seattle, WA

14. Atoyev K. New Approaches to Epidemiological Risk Assessment Management // Supercourse: Epidemiology, the Internet and Global Health.- Pittsburgh: Disease Monitoring and Telecommunication WHO Collaborating Center, 2002.Supercourse: 15. Guastello, S.J. (1988) The organizational security subsystem: some potentially catastrophic events, Behavioral Science 33,