Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общие принципы прогнозирования техногенного рискаСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Как уже отмечалось выше, самое широкое распространение в моделировании опасных процессов получили диаграммы причинно-следственных связей, имеющие ветвящуюся структуру и называемые "деревом происшествия" и "деревом событий" - исходов интересующих нас происшествий. Под такими семантическими моделями подразумеваются не ориентированные, конечные и связные графы, не имеющие циклов. Из последнего следует, что каждая пара их вершин должна быть соединена таким образом, чтобы они одновременно не являлись началом одних и концом других замкнутых маршрутов (цепочек событий со связями между ними). Дерево происшествия. Семантическая модель в форме дерева происшествия (см. рис. 2.1а) обычно включает одно головное событие, которое соединяется с помощью конкретных логических условий с промежуточными и исходными предпосылками, обусловившими в совокупности его появление. Головное событие такого "дерева" представляет собой исследуемую аварию, несчастный случай или катастрофу, а его "ветвями" служат наборы соответствующих предпосылок - их причинные цепи. "Листья" же дерева происшествия - исходные события-предпосылки (ошибки, отказы и неблагоприятные внешние воздействия), дальнейшая детализация которых нецелесообразна. Процесс появления конкретного происшествия интерпретируется данной моделью как прохождение некоторого сигнала от каких-либо исходных предпосылок, инициирующих причинную цепь (служащих истоками такого сигнала), к головному событию, являющемуся его стоком.
а) дерево происшествия б) дерево событий - его исходов Рис. 2.1. Модели диаграмм типа "дерево"
В качестве промежуточных состояний рассматриваемого дерева применяются предпосылки верхнего и последующих уровней, а узлов-регуляторов потока - логические условия сложения - "или" и перемножения - "и", используемые в булевой алгебре. Дерево событий. Подобно дереву происшествия, дерево событий - его исходов (см. рис. 2.1б) также имеет одно событие, называемое центральным, и несколько исходящих из него ветвей. В качестве центрального события всегда рассматривается какое-либо происшествие (чаще всего - головное событие соответствующего Дерева), а ветвей - сценарии причинения ущерба различным ресурсам, отличающиеся по условиям нежелательного высвобождения, распространения, трансформации и воздействия на них потоков энергии и вещества, высвободившихся в результате происшествия. В отличие от дерева происшествия, дерево событий - его возможных разрушительных исходов не имеет логических узлов "и" и "или". В сущности, данная семантическая модель представляет собой вероятностный граф (многоярусное дерево решений), построенное таким образом, что сумма вероятностей каждого разветвления должна составлять единицу. Иначе говоря, все события каждого уровня должны образовывать полную группу независимых событий. Символика. Как видно из рис. 2.1, при моделировании возможных происшествий и их разрушительных последствий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа "дерево", обычно используется специальная символика. В ней исследуемые события изображаются в виде прямоугольника или окружности с надписями или цифровыми кодами, логические узлы - кругами с внутренними знаками: "+" (для логического условия "или") и "´" (для условия "и"), а связи между ними - линиями, иногда со стрелками. Методика прогнозирования техногенного риска. Общая процедура моделирования и априорной количественной оценки среднего ущерба от техногенных происшествий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа "дерево" обычно включает совокупность итераций, каждая из которых состоит из следующих этапов: 1) вы6ор опасного процесса и уточнение цели его моделирования; 2) построение моделей типа "дерево происшествия" и "дерево событий - его исходов"; 3) проведение качественного анализа моделируемого процесса; 4) количественная оценка техногенного риска (величины среднего ущерба), ожидаемого при осуществлении исследуемого процесса; 5) о6основание мероприятий по снижению техногенного риска. Рассмотрим подробнее особенности реализации этапов прогнозирования техногенного риска, полагая, что под выбором опасного процесса подразумевается определение состава и структуры человекомашинной системы, используемой на производстве и транспорте, а также уточнение характера взаимодействия ее компонентов между собой и окружающей их средой. 2.2. Построение "деревьев" происшествия и его исходов
Особенности. Практика свидетельствует - наиболее ответственным и сложным этапом прогнозирования техногенного риска является построение древовидных семантических моделей процессов возникновения происшествий и причинения ими ущерба людским, материальным и природным ресурсам. Это объясняется тем, что лишь соответствующие реальности "деревья" позволят, при последующем их анализе, выявить все наиболее существенные предпосылки, количественно оценить как возможность появления происшествий, так и ожидаемый от них ущерб. Естественно, что без этого не мыслим ни сколько-нибудь точный прогноз соответствующего риска, ни выработка оптимальных мероприятий по снижению сопутствующего ему техногенного ущерба. Сложность данного этапа обусловлена отсутствием в настоящее время строгих формальных процедур его реализации, что иногда позволяет относить этот этап скорее к искусству, чем к науке. Дело в том, что обычно не удается обеспечить абсолютной идентичности моделей одного и того же происшествия, построенных при различных исследованиях. А без этого трудно ожидать требуемой в науке воспроизводимости результатов, полученных с помощью таких моделей. Для преодоления указанных трудностей и облегчения построения, рассматриваемых здесь моделей, предлагается способ формализации данной процедуры, основанный на использовании принятой выше энергоэнтропийной концепции. Данный способ базируется на двух утверждениях: а) происшествия всегда связаны с нежелательным высвобождением, трансформацией, распространением и губительным воздействием потоков энергии или вещества на различные объекты, оказавшиеся под их влиянием; б) любое происшествие является одновременно и результатом разрушительного выброса накопленного где-либо энергозапаса, и следствием цепи соответствующих предпосылок. Каждое из этих утверждений может быть использовано при создании рассматриваемых здесь моделей. В частности, для дерева происшествия - второе, а для дерева его исходов - первое. Сформулируем общие рекомендации, пригодные вначале для моделирования происшествий, а затем - и ущерба от них в случае появления. Из второго утверждения следует, что при определении состава элементов дерева происшествия и связей между ними, нужно руководствоваться следующими рекомендациями. Во-первых, данная модель должна состоять из одного, головного события - собственно происшествия (нежелательного высвобождения вещества или энергии) и множества предшествующих ему предпосылок - ошибок людей, отказов техники и неблагоприятных для них внешних воздействий. Во-вторых, в структуру этого дерева следует включать все те логически условные и безусловные связи между такими предпосылками, соблюдение которых необходимо и достаточно для возникновения конкретного разрушительного выброса энергозапаса. Рекомендуется использовать не прямую, а обратную последовательность прогнозирования предпосылок и условий, в совокупности приводящих к появлению моделируемых происшествий. Иначе говоря, построение дерева происшествия следует начинать не снизу вверх (от исходных ошибок, отказов и опасных внешних воздействий - к головному событию), а наоборот. При этом само головное событие, соответствующие ему предпосылки верхнего и последующих уровней, а также вызвавшие каждую из них причинные цепи необходимо выявлять дедуктивно - на основе знания общих закономерностей возникновения техногенных происшествий и особенностей их проявления в конкретных обстоятельствах. Учитываемые факторы. Проведение работ на производстве и транспорте удобно рассматривать как функционирование человекомашинных систем, а основными носителями опасности считать их токсичные и взрывоопасные вещества, источники ионизирующих излучений, движущиеся предметы и сосуды, работающие под высоким давлением. Следовательно, выявление возможных происшествий необходимо увязывать с логикой нежелательного высвобождения их энергии и вещества, т.е. с известными законами энергомассообмена и термодинамики. В свою очередь старение, загрязнение, увлажнение, перегрев или переохлаждение таких элементов по естественным причинам или в результате внешних воздействий нужно учитывать в качестве технических предпосылок к возможным авариям. Другой важной группой предпосылок к техногенным происшествиям следует считать ошибочные действия, непроизвольно или умышленно допущенные людьми при конструировании, изготовлении, монтаже, техническом обслуживании и ремонте техники. При прогнозировании подобных предпосылок (в том числе трудно предсказуемых несанкционированных действий человека), нужно помнить, что все они могут быть обусловлены: а) внутренними причинами - отсутствием должных психологических установок, знаний и навыков; б) внешними для человека факторами - несовершенством используемых им оборудования и технологий, высокой напряженностью труда или неблагоприятными условиями рабочей среды. Принципы контроля и оценки. Как свидетельствует опыт, при построении дерева происшествия целесообразно руководствоваться следующими правилами: 1) как можно четче определять условия появления головного события; 2) декомпозировать все сложные события-предпосылки; 3) уточнять время, место и причины возникновения каждой из них; 4) выявлять совместно действующие факторы и разделять их; 5) учитывать возможность обратных связей между элементами техники; 6) увязывать события-инициаторы причинных цепей с внешними факторами; 7) проверять достоверность принятых допущений и используемых исходных данных. Построение дерева происшествия должно заканчиваться проверкой полноты образующих его событий и связей между ними. В ряде случаев на этом этапе моделирования проводят также дальнейшую формализацию полученной семантической модели - вводят буквенное или цифровое кодирование всех ее элементов. Использование таких кодов в качестве индексов событий "дерева", а символов "Ù", "Ú" - для обозначения их логического перемножения и сложения облегчает в последующем качественный и количественный анализ процесса, моделируемого деревом происшествия. Особенности построения дерева событий. В завершение, укажем на особенности использования дерева исходов моделируемых выше происшествий и дадим рекомендации, касающиеся порядка его построения и проверки адекватности реальному процессу. Прежде всего, отметим, что и эта модель должна строиться, от центрального события к ветвям, олицетворяющим многообразные формы и способы причинения ущерба различным ресурсам. В качестве центрального события данной модели целесообразно рассматривать головное событие дерева происшествия. При этом следует учитывать как можно большее число тех вариантов аварийного истечения, трансформации, распространения и разрушительного воздействия энергозапаса, которые в последующем могут быть обеспечены информацией о соответствующих параметрах: а) об условных вероятностях или относительных частотах их проявления (безразмерные величины); 6) об высво6одившихся массе вещества или количества энергии; в) о площадях зон их распространения и разрушительного воздействия, находящихся в них людских, материальных и природных ресурсах. В отличие от дерева происшествия, основным методом прогноза таких вариантов служит не дедукция, а индукция, т.е. воспроизведение всех тех последствий, которые могут иметь место, как не противоречащие объективно существующим законам природы. Каждый исход может рассматриваться не менее чем на трех этапах: 1) при истечении потоков энергии или вещества, высвободившихся в результате происшествия; 2) в ходе их распространения от источника выброса до близлежащих ресурсов, иногда - с учетом возможной трансформации соответствующих потоков; 3) в процессе поглощения (ингаляции или адсорбции) энергии и вещества с разрушительным эффектом для людских, материальных и природных ресурсов. Морфология дерева исходов. Из вышеизложенного следует, что дерево событий - исходов каждого происшествия в общем случае должно состоять из трех уровней. На первом уровне могут прогнозироваться объемы неожиданно выброшенного вещества или количество нежелательно высвободившейся энергии - каждый со своей вероятностью или частотой. Основными учитываемыми здесь параметрами следует считать: накопленные запасы энергии и вещества, в том числе кинетическую и потенциальную энергию тела человека; возможность ограничения утечки вещества или снижения потенциала энергии предусмотренными для этого приборами безопасности: гидравлическое и электрическое сопротивление каналов утечки и наполняемой потоками среды... Второй уровень дерева исходов должен учитывать особенности неконтролируемого распространения и трансформации высвободившихся потоков энергии и вещества. При этом нужно рассматривать как возможное их преобразование в новой среде (например, мгновенный взрыв, интенсивный пожар или постепенное испарение пролитого сжиженного газа), так и появление новых источников опасности, сопутствующих такой трансформации - токсичных веществ, теплового импульса, избыточного давления и других поражающих факторов. Естественно, что основными учитываемыми характеристиками рассматриваемых здесь процессов следует считать свойства высвободившихся потоков энергии и вещества (их взрывоопасность, токсичность, стабильность), а также параметры среды, в которой они распространялись и поглощались различными объектами (плотность, метеоусловия, рельеф местности) и т.д. Наконец, на третьем уровне следует прогнозировать ту разрушительную работу высвободившихся потоков и сопутствующих им факторов, которую они могут совершить с объектами, оказавшимися в зоне их воздействия. Особое внимание здесь необходимо уделять причинению не только непосредственного ущерба людям, их имуществу и природной среде, но и - косвенного, обусловленного нарушением производственных и естественно-природных связей между ними. Размеры совокупного ущерба определяются с учетом уровней поражающих факторов в соответствующих зонах, плотности и стойкости, подвергнутых их вредному воздействию ресурсов, поглощенных ими доз энергии и вещества, своевременности проведения аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ. Построение дерева событий - исходов происшествия также должно завершаться последовательной проверкой полноты рассмотренных вариантов истечения, распространения, трансформации и поглощения высвободившихся потоков. При этом следует руководствоваться правилами определения и деления понятий на классы, рекомендуемыми формальной логикой и теорией вероятностей для независимых и зависимых событий. Соблюдение этих правил обеспечит адекватность полученной семантической модели реальным условиям причинения ущерба, а стало быть - и ее пригодность для последующего анализа исследуемого процесса. 2.3. Качественный анализ моделей типа "дерево" Важным достоинством моделирования происшествий с помощью диаграмм типа "дерево" является, как указывалось выше, возможность обстоятельного анализа исследуемых ими процессов. Вот почему, после построения деревьев происшествия и его исходов, обычно приступают к проверке их адекватности исследуемым опасным процессам, а затем к качественному и количественному анализу полученных моделей. Правила определения событий. Определение всех событий рассматриваемых здесь моделей (каждой предпосылки дерева происшествия и каждого исхода дерева событий) следует проводить лишь через наиболее существенные признаки. Прежде всего, для них необходимо указывать: 1) родовую принадлежность, например - "гибель, увечье, временная потеря трудоспособности человека" - для различных исходов несчастного случая или "отказ, ошибка, нерасчетное внешнее воздействие" - для предпосылок к нему; 2) межвидовые отличия внутри рода - соответственно "по причине удара или захвата человека движущими частями, ингаляции или адсорбции вредного вещества" и "вследствие износа, усталости, стихийного бедствия". В наименовании всех предпосылок и исходов каждой рассматриваемой здесь модели нужно избегать использования неясных слов и так называемых ошибок типа "круг в определении", т.е. попыток выразить содержание определяемых понятий через самих себя (например, "потребность это то, в чем нуждаешься, а нужда - то, что требуется"). Наконец, для выявления причинно-следственных связей между событиями диаграмм типа "дерево", следует руководствоваться принятыми в формальной логике методами: единственного сходства, единственного различия и их комбинацией, а также методами остатков и сопутствующих изменений. Проверка правильности и полноты определения событий, учитываемых в диаграммах типа "дерево", позволяет приступить к их качественному анализу. Его основные задачи состоят в выявлении закономерностей возникновения и снижения ущерба от происшествий, т.е. в установлении, например, тех цепочек событий соответствующего дерева, реализация которых приводит к появлению либо к не появлению его головного события, а также в количественной оценке вклада интересующих нас событий-предпосылок. Рассмотрим последовательно особенности качественного анализа каждого рассматриваемого нами дерева. Анализ дерева происшествия с помощью минимальных сочетаний. Наиболее удобны для качественного анализа дерева происшествия так называемые "минимальные сочетания предпосылок", под которыми подразумевается минимально необходимое достаточное для достижения конкретного результата их множество. Естественно, что нас интересуют два результата: возникновение и предупреждение происшествий. Поэтому ниже будем иметь дело с двумя типами минимальных сочетаний - пропускным (аварийным) и отсечным (секущим). Первое из них - минимальное пропускное сочетание (МПС) включает в себя наименьшее число тех исходных предпосылок дерева происшествия, одновременное появление которых достаточно для возникновения головного события (прохождения сигнала до него). Напротив, минимальное отсечное сочетание (МОС) формирует условия не появления головного события. Это сочетание состоит из исходных событий рассматриваемого дерева, гарантирующих отсутствие происшествия, при условии не возникновения одновременно всех входящих в него событий-предпосылок. Особенностью обоих типов минимальных сочетаний служит то, что они теряют присущие им свойства при удалении из каждого такого сочетания хотя бы одного события. Примеры. Для иллюстрации качественного анализа моделируемых опасных процессов с помощью минимальных пропускных и отсечных сочетаний, воспользуемся деревом происшествия, изображенным на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Дерево происшествий
На данном рисунке показаны условия возможного поражения человека электрическим током. Предполагается, что головное для этой модели событие L явилось результатом одновременного наложения трех предпосылок - появления потенциала высокого напряжения на корпусе электроустановки (Н), нахождения человека на токопроводящем основании (I) и его прикосновения к этому корпусу (K). В свою очередь, событие Н явилось следствием возникновения любого из двух других исходных событий-предпосылок A и B, например, снижения сопротивления изоляции или касания токоведущими частями электроустановки ее корпуса по причине их раскрепления. Другое событие верхнего (промежуточного) уровня - I также могло быть обусловлено двумя исходными предпосылками: С - нахождением человека на металлическом полу или D - его касанием заземленных элементов здания; а событие К - следствием одной из трех предпосылок Е, F и G, например, необходимостью ремонта, технического обслуживания или использования электроустановки по прямому назначению. Заметим, что данная модель может имитировать условия появления и другого происшествия, в частности - воспламенения паров водорода, выделяющихся из свинцовых аккумуляторов. Предпосылками промежуточного уровня в этом случае могут быть: Н - накопление этого газа в аккумуляторной станции, I - отсутствие вентиляции данного помещения и К - появление внутри него источника воспламенения. В свою очередь, первая предпосылка - следствие длительного заряда неисправных аккумуляторных батарей (А) или отказа зарядных устройств (B); вторая - поломки вентиляторов (С) или закрытия воздуховодов (D); третья - искрения электрооборудования (Е), появления людей с открытым огнем (F) или их курения (G). В действительности (что подтверждается и анализом данной модели), одно дерево происшествия может иметь несколько минимальных сочетаний предпосылок, необходимых и достаточных для реализации или недопущения нежелательного головного события. Среди них могут быть МПС и МОС, состоящие только из одного исходного события - синглеты, из двух - дуплеты, из трех (триплеты) и более событий-предпосылок. Так, например, в модели, приведенной на рис. 2.2, имеется 12 минимальных пропускных сочетаний исходных событий-предпосылок: триплеты - АСЕ, ACF, ACG, АDЕ, АDF, АDG, ВСЕ, BCF, BCG, ВDЕ, ВDF, ВDG и три минимальных отсечных сочетания таких событий: дуплеты - АВ, СD и триплет EFG. Анализ значимости и критичности событий. Для отражения вклада конкретных предпосылок и их сочетаний в появление и предупреждение головного события дерева происшествия, вводятся показатели их значимости или критичности. Эти категории могут использоваться для определения приоритетности осмотра, технического обслуживания и профилактики неисправностей того технологического оборудования, которое является причиной появления более значимых отказов, а также указывать на необходимость тщательного контроля соответствующих алгоритмов деятельности персонала или параметров рабочей среды. Не менее важны результаты оценки значимости и критичности всех предпосылок при коррекции и оптимизации проектируемых изделий и технологий. Оценка значимости любого события основана на учете логики его объединения с другими предпосылками модели: чем ближе к ее вершине ощущается реализация события, тем больше его вклад в условия формирования головного происшествия. Например, в модели рис. 2.1 а более значима исходная предпосылка 1, так как ее появление доводит сигнал по левой ветви выше, чем событие 7. Напротив, предпосылка 7 более важна для предупреждения моделируемого происшествия, поскольку это достигается не появлением ее одной. Заметим, что в отличие от данной модели, все исходные предпосылки рис. 2.2 одинаково значимы на качественном уровне. В настоящее время также используются количественные критерии оценки значимости и критичности, обычно характеризующие вероятность или ожидаемое число наступлений головного события на некотором интервале времени. Как правило, одни из них указывают на изменение этих параметров вследствие появления либо не появления конкретных исходных предпосылок и образуемых ими минимальных сочетаний. Другие - на ожидаемое среднее число происшествий, обусловленных такими событиями и их совокупностями за конкретный период. Самым предпочтительным (среди известных ныне показателей значимости) считается критерий Фусселя-Везели, измеряемый вероятностью того, что конкретное исходное событие или минимальное сочетание предпосылок дерева происшествия способствуют появлению его головного события. Значение этого критерия - определяемое при условии не возникновения исследуемого происшествия до момента реализации исходной предпосылки или сочетания, рассчитывается по следующим формулам: (2.1) где Рi(t), Q(t) - вероятности наступления предпосылок и возникновения головного события дерева происшествий за некоторое время t, Pk*(t), n - вероятности событий, принадлежащих конкретному минимальному сочетанию, и число таких событий в этом сочетании. Известны и другие показатели, используемые для оценки значимости исходных событий и образуемых ими причинных цепей предпосылок к происшествию. В частности: а) Бирнбаума - , рассчитываемый либо взятием частной производной от Q(t) по Pi(t), либо как разность между вероятностями головного события до и после появления интересующих нас событий или их подмножеств; б) Барлоу-Прошана - , равный среднему числу происшествий, ожидаемому из-за возникновения оцениваемых нами исходных предпосылок. Применимость критериев значимости. Основной интерес критерии значимости и критичности исходных предпосылок представляют для выбора первоочередных мероприятий по предупреждению происшествий. При прочих равных условиях, наибольшую эффективность или экономию средств обеспечивают те из них, которые воздействуют на самые значимые и критичные события. В частности, из рис. 2.1а нетрудно видеть, что снижение вероятности появления исходных предпосылок 1 и 7 на одну и туже относительную величину окажется менее значимым для второй из них - за счет перемножения ее (меньшего единицы) параметра на такие же значения вероятностей других (соседних с событием 7) предпосылок. Говоря об особенностях оценки значимости и критичности элементов дерева происшествия, следует обратить внимание также на корректность использования двух последних количественных критериев, иногда дающих неправдоподобные рекомендации. Дело в том, что их значения зависят не только от вероятности предпосылок, но и от способа их соединения логическими условиями данного дерева, Поэтому могут быть ситуации (например, при коротких интервалах времени работы хорошо резервированных технических систем), когда большую значимость вначале имеют самые надежные их элементы, а затем - менее надежные. Примеры качественного анализа дерева происшествия с помощью минимальных сочетаний каждого типа и рассмотренных выше показателей значимости приведены в главе 4 настоящего пособия. Особенности анализа дерева исходов. Приступая к качественному анализу дерева событий - исходов происшествия, заметим, что, к сожалению, до сих пор не разработаны исчерпывающие рекомендации, пригодные для обстоятельного проведения такого анализа. По крайней мере, не известны такие, столь же конструктивные процедуры, как только что рассмотренные для предыдущей модели. Поэтому ограничимся лишь изложением правил проверки полноты и качества выделения событий этого дерева, а также приведем более общие рекомендации по уточнению их признаков. Во-первых, особое внимание необходимо обращать на то, чтобы события каждого уровня дерева исходов происшествия в совокупности представляли полную группу несовместных событий. Из этого следует, что при построении данного дерева, следует учитывать все возможные варианты: 1) истечения - {1, 2,...i,...,l}; 2) трансформации и распространения - {1,2,...,j,..., т}; 3) разрушительного поглощения {1, 2,...,k,...,n} потоков энергии и вещества, высвободившихся в результате происшествия. Иначе говоря, сумма безусловных вероятностей (Р) появления всех событий на каждом из трех уровней дерева исходов происшествия должна составлять единицу: (2.2)
Во-вторых, все события данного дерева и входящие в него ветви, воспроизводящие условия причинения ущерба людским, материальным и природным ресурсам, должны быть разделены между собой в соответствии с правилами деления понятий, принятыми в формальной логике. Это означает, что возможные исходы должны делиться следующим образом: а) всегда по одному основанию, т.е. с соблюдением лишь одного признака деления на i, j и k -ом уровнях дерева, беспрерывно - переход к новому признаку может осуществляться лишь после рассмотрения всех возможных вариантов данного уровня; в) соразмерно - суммарное число событий-исходов, выделенных на каждом уровне, должно быть точно равно их возможному количеству (в противном случае деление будет либо неполным, либо избыточным); г) с соблюдением требования не пересекаемости различных исходов (учет конкретного события на данном уровне исключает возможность его повторного использования на этом же уровне). В завершение параграфа отметим, что лишь использование перечисленных рекомендаций, касающихся порядка построения и качественного анализа, исследуемых здесь деревьев, может гарантировать адекватность реальности моделируемых ими опасных процессов, а также истинность выявленных при этом закономерностей появления и предупреждения происшествий, В свою очередь, без соблюдения таких условий, нельзя обеспечить в последующем ни требуемой достоверности прогноза техногенного риска, ни точной оценки эффективности мероприятий по его уменьшению.
2.4. Количественный анализ диаграмм типа "дерево"
Место и задачи. Завершающим этапом моделирования опасных процессов в техносфере служит оценка интересующих нас их числовых параметров. Как правило, она связана с определением вероятности или частоты появления конкретных головных событий (катастроф, аварий, несчастных случаев), а иногда и - математического ожидания их количества на заданном интервале времени. В большинстве случаев, однако, на данном этапе также рассчитываются размеры ущерба и затрат, связанных с возникновением и предупреждением происшествий на производстве и транспорте. Поскольку конечная цель моделирования направлена не на оценку, а на обеспечение требуемой безопасности, то результаты количественного анализа исследуемых нами процессов нужны в первую очередь для обоснования соответствующих мероприятий. Вот почему, при их выборе должны использоваться данные качественного анализа дерева происшествия - прежде всего выявленные в нем минимальные сочетания исходных предпосылок и оценки их значимости. Дело в том, что устранение причинных цепей, состоящих из наиболее значимых предпосылок, является самым легким и дешевым способом обеспечения заданного уровня безопасности. Однако, в ряде случаев отдельный интерес может представлять и автономная предварительная оценка числовых характеристик как головного события дерева происшествия, так и центрального события дерева их исходов. Например, если нужно отдать предпочтение или принять обоснованное решение: а) о соответствии техногенного риска вновь созданного производственного или перевозочного процесса тому его значению, которое предъявлено техническим заданием; б) о выборе (по наименьшей вероятности происшествий) одного из нескольких, подготовленных на конкурсной основе однотипных технических проектов. Укажем рекомендации, пригодные для последовательного проведения необходимой в таких случаях количественной оценки параметров каждой рассматриваемой нами диаграммы - вначале д дерева происшествия, а затем и для дерева событий - его возможных разрушительных исходов. Формализация дерева происшествия. Подготовительным этапом к количественному анализу служит дальнейшая формализация рассматриваемой семантической диаграммы - аналитическое представление заданного ею процесса так называемой структурной функцией. В такой аналитической модели, помимо событий и связей между элементами, в качестве исходных данных также используются параметры, характеризующие вероятность или частоту исходных предпосылок на конкретном интервале времени. Например, для изображенного выше (см. рис. 2.2) дерева, данная функция, увязывающая с помощью алгебры событий моделируемое головное событие с его промежуточными и исходными предпосылками, имеет следующий вид: L = Н×I×К = (A+B)(C+D)(E+F+G), (2.3) а в случае использования вероятности Q(L) в качестве объективной количественной меры появления происшествия, аналитическая формула для нее оказывается такой: Q(L)=P(H)×Р(1)×P(K)=P(A+B)×P(G+D)×P(E+F+G), (2.4) где Р(А),...,Р(K) - вероятности появления его событий - предпосылок. Преобразование и упрощение структурных функций при необходимости осуществляют с соблюдением правил булевой алгебры. В частности, следуя закону поглощения, получают такие равенства: А×(А×В)=А×В; А+(А+В)=А. (2.5) Общая последовательность анализа. При известных структурных функциях, количественный анализ дерева происшествия и оценку вероятности достижения его головного события рекомендуется осуществлять в таком порядке: 1) аналитическая модель данного процесса декомпозируются на отдельные блоки - сомножители и слагаемые функции; 2) в выбранных блоках выделяются те подмножества событий, которые соединены между собой условиями "и", "или" и имеют известные вероятности появления; 3) проводится расчет вероятностей наступления вершинных для таких блоков событий; 4) структурная функция упрощается путем замены каждого подмножества одним членом, обладающим эквивалентной вероятностью; 5) подобным образом рассчитывается и вероятность появления головного события модели. Правила расчета параметров. В процессе оценки числовых характеристик декомпозированного дерева происшествия, следует руководствоваться рядом правил: 1. Объединенные логическим условием "и" n предпосылок заменяют одним событием с вероятностью появления - Pk (конъюнкция - Ù): (2.6) 2. Соединенные логическим условием "или" m предпосылок заменяют одним событием с вероятностью РД (дизъюнкция - v), равной: (2.7) которая при m= 2 и m= 3, рассчитывается по таким зависимостям: Pêm=2= P1+P2-P1×P2; Рêm=3=Р1+Р2+Р3-Р1Р2-Р1×Р3-Р2Р3+Р1×Р2×Р3. (2.8) 3. При известных структурных схемах безотказности техники, параллельно соединенные элементы соответствуют логическому условию "и" этого дерева, а последовательно соединенные - "или". 4. В случае объединения логическим условием "и" нескольких событий, одно из которых имеет близкую к единице вероятность, а другие - меньшую 0,01, допускается упрощение данной ветви путем отбрасывания события с большой вероятностью возникновения. 5. При объединении логическим условием "или" нескольких событий, одно из которых имеет близкую к нулю вероятность, а другие - на два-три порядка больше, также можно упрощать соответствующую ветвь, но отбрасывать нужно событие с малой вероятностью. 6. Количественная оценка вероятности головного события может быть про
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 1214; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.110.145 (0.015 с.) |