- •Глава 1. Элементы системной инженерии безопасности
- •Глава 1. Элементы системной инженерии безопасности
- •1.1. Причины и факторы аварийности и травматизма
- •1.2. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •1.3. Классификация существующих опасностей
- •1.4. Категории системной инженерии безопасности
- •1.5. Принципы и методы обеспечения безопасности
- •1.6. Цель и показатели системы обеспечения безопасности
- •1.7. Особенности моделирования опасных процессов
- •Глава 2. Модели и методы прогнозирования происшествий
- •2.1. Общие принципы прогнозирования техногенного риска
- •2.2. Построение “деревьев” происшествия и его исходов
- •2.3. Качественный анализ моделей типа “дерево”
- •2.4. Количественный анализ диаграмм типа “дерево”
- •Глава 3. Модели и методы оценки техногенного ущерба
- •3.1. Принципы априорной оценки техногенного ущерба
- •3.2. Методы прогноза вероятности причинения ущерба
- •Вещества и коэффициенты удельного энерговыделения ()
- •Режимы взрывного горения топливовоздушных смесей
- •Соотношение между значениями "пробит-" и "эрфик" функций
- •Параметры пробит-функции для поражающих факторов
- •3.3. Методы прогнозирования размеров зон поражения
- •Значения базовых давлений для зданий и сооружений
- •Размеры зон фугасного поражения, м
- •Параметры поражающих тепловых факторов
- •Критические тепловые потоки и длительности прогрева
- •Индексы смертности il некоторых вредных веществ
- •3.4. Методы прогноза концентрации вредных веществ в зонах
- •Методы прогноза полученных людьми токсодоз
- •Параметры токсичности химических соединений
- •3.6. Особенности оценки ущерба людям и биоресурсам
- •Ущерб от стойкой утраты трудоспособности человека
- •Ущерб от стойкой утраты трудоспособности человека
- •Глава 4. Методика и иллюстративные примеры моделирования
- •Методика комплексного прогноза техногенного риска
- •4.2. Иллюстративные модели типа "дерево"
- •Предпосылки аварийного пролива горючего при заправке
- •Предпосылки травмирования людей подвижным составом
- •4.3. Иллюстрация качественного и количественного анализа
- •Характеристики и параметры дерева происшествий
1.7. Особенности моделирования опасных процессов
В сравнении с другими известными методами исследования (статистическим наблюдением и натурным экспериментированием), в системной инженерии безопасности самое важное место, несомненно, принадлежит ее теоретическому исследованию путем формализации и моделирования опасных процессов. При этом под формализацией ниже подразумевается специальным образом организованное их адекватное представление в форме некоторых искусственных объектов (моделей), а под моделированием - использование полученных таким образом объектов, обладающих определенным сходством с оригиналом, для получения новых знаний об исследуемых процессах и их параметрах.
Наиболее оправданы в системной инженерии безопасности не физические, а знаковые (графические, математические и имитационные) модели опасных процессов, которые представляют их в виде последовательности случайных событий, приводящих к возникновению происшествий. Попутно отметим, что модель обеспечения собственно безопасности как вообще, так и в конкретных ситуациях - менее информативна: она логично вытекает из сформулированных выше (см. 1.5) соответствующих принципов.
Основная особенность теоретического исследования опасных процессов связана с целесообразностью их двухэтапной формализации и моделирования: вначале - графически, на семантическом уровне, а затем, после введения соответствующих переменных, - на знаковом, с помощью математических и машинных методов. Дело в том, что большое число (десятки, если не сотни) факторов, реально влияющих на безопасность, и ограниченность оперативной памяти человека (одновременная манипуляция - не более 12-ю объектами), делают невозможным разработку подобных моделей напрямую, т.е. без предварительного построения причинно-следственных диаграмм.
При формализации и моделировании опасных процессов, рекомендуется придерживаться ряда правил, главные из которых состоят в обеспеченности такого исследования необходимой информацией и рациональности ее использования. В частности, формализация и моделирование малоэффективны при отсутствии некоторого минимума данных об исследуемых нами процессах и бесполезны - в условиях их полной определенности или возможности проведения полномасштабных натурных экспериментов.
Следует также помнить, что при моделировании опасных процессов обычно приходиться иметь дело с человекомашинными системами. При этом могут иметь место крайности, связанные с излишним усложнением или упрощением используемых моделей таких систем. И то, и другое - плохо: подробная детализация приводит к громоздкости модели и опасности "не увидеть за деревьями леса", тогда как крайняя упрощенность сопровождается неточностью моделирования - угрозой "выплеснуть вместе с водой и ребенка".
Среди известных к данному времени графических моделей опасных процессов, наиболее перспективны диаграммы причинно-следственных связей в форме "дерева происшествия" (fault tree) и "дерева событий" (events tree). Обе эти модели целесообразно использовать совместно: первое дерево удобно для воспроизводства условий появления и предупреждения интересующего нас происшествия, а второе - для исследования всех его возможных исходов и оценки наиболее вероятных разрушительных последствий.
Как показывает опыт, основными достоинствами этих моделей являются информативность, наглядность и декомпозируемость, однозначность понимания и удобство обработки на компьютерах, возможность последующей формализации, вплоть до применения математических моделей с их хорошо разработанными процедурами анализа и синтеза.
Более подробному описанию древовидных моделей и изложению рекомендаций по их использованию в целях исследования и совершенствования совершенствования производственно-экологической безопасности, посвящены следующие главы данной работы.