32. Методы качественного анализа надёжности и безопасности технических систем.

На первом этапе анализа надёжности (безопасности) технической системы (ТС) необходимо выявить наиболее опасные элементы.

На этапе проведения качественного анализа очень важно наложить чёткие ограничения на учёт факторов разного рода. Например, можно принять условие не рассматривать ошибки оператора. Такие ограничения очень полезны, поскольку значительно снижают поле анализа, ведь аналитические способности человека ограничены.

Логика проведения дальнейшего анализа приводит к этапу построения "деревьев событий". Этот этап является ключевым для качественного анализа надёжности и безопасности.

Построение "деревьев отказов" может базироваться либо на прямой логике "что будет, если", либо на обратной "что могло привести к этому".В последнем случае за исходное событие анализа принимается отказ ( авария) и исследуются различные сценарии, могущие привести к возникновению данного события.

При построении таких схем в верхней части показывают сценарии, приводящие к "успеху", а в нижней к отказу (аварии).

К серьёзным недостаткам метода построения "деревьев отказов" следует отнести не учёт фактора времени, т.е. не учёт одновременности/не одновременности происхождения событий.

Для изображения "деревьев отказов" предложены следующие логические элементы:

логическое И (событие А происходит, когда случаются оба "входных" события В и С);

логическое ИЛИ (событие А происходит при наличие хотя бы одного предшествующего события В,С,Д);

логический ЗАПРЕТ (событие В приведёт к событию А только при наличие третьего события С);

приоритетное И (событие А будет иметь место, только если исходные события В,С,Д произойдут в указанной последовательности );

исключительное ИЛИ (А произойдет при условии, только В или только С, но не одновременного и С и В).

Обратный метод построения "деревьев отказов" берёт за основу аварийную ситуацию.

Для примера рассмотрим несложную ТС, имеющую два резервуара и переключатель потока. В случае переполнения рабочего резервуара А переключатель С должен направить поток в запасной резервуар В.

Обратный метод построения "дерева отказов" берёт за основу аварийную ситуацию переполнения обоих резервуаров, приводящую к появлению реагента в помещении цеха и возможном поражении персонала.

Кроме знаков логической связи при построении "дерева отказов" используются следующие обозначения событий:

- исходное событие, о котором много известно достоверно (например, вероятность отказа);

- событие, о вероятности возникновения которого известно мало (диверсия);

- событие, являющееся результатом предшествующих, учитываемых данным сценарием.

Практика построений "деревьев отказов" позволила сформулировать некоторые правила:

1) необходимо четко задавать исходное состояние элемента;

2) необходимо точно указывать временной отрезок;

3) любое событие следует представлять последовательностью самых элементарных событий;

4) следует находить исчерпывающий перечень причин, приводящих к рассматриваемому событию с учётом фактора одновременности;

5) каждый элемент может иметь несколько входов, но только один выход.

В целях экономии времени разработаны программные продукты для ЭВМ, позволяющие автоматизировать трудоёмкий процесс анализа причин возможных аварий и отказов. Одним из примеров таких алгоритмов является метод, называемый таблицей решений.

Рассматриваемый метод позволяет значительно упрощать получаемые таблицы, исключая строки (сценарии с одинаковым выходом).

Ещё один приём, позволяющий упростить схему "дерева событий": при анализе надежности (безопасности) ТС встречаются события имеющие либо очень высокую (близкую к 1), либо – очень низкую (близкую к 0) вероятность. Такими звеньями можно пренебречь.

«Мониторинг среды обитания»

34. Мониторинг загрязнения атмосферы.

Атмосфера (А) представляет смесь различных газов: азота, кислорода, инертных газов, углекислого газа. Остальные газы (в т.ч. водяной пар) присутствует в ней в ещё меньших количествах.

Загрязняющее в-во - не входящее в постоянный состав А и неблагоприятно воздействующая на окр. среду и здоровье людей.

Степень загрязнения А зависит от множества факторов: величины выбросов загрязняющих в-в (ЗВ); их хим. состава; от высоты, на которой осуществляются выбросы; от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение в- в в А-ре.

Большой вклад в загряз-ие А В вносят предприятия черной метал-гии. В их выбросах содер-ся пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород, и др.

Правила ведения мониторинга А В в России регламентируется рядом НТД.

Согласно ГОСТ устанавливается 3 категории постов наблюдений за загрязнением А-ры: стационарны, маршрутный, передвижной. Постом наблюдений наз-ся место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

Стационарный пост предназначен для непрерывной регистрации содержания ЗВ или отбора проб воздуха для анализа.

Маршрутный пост предназначен для отбора проб воздуха, когда невозможно установить стационарный пост, либо необходимо детально изучить состояние загрязнения воздуха в в новом районе.

Передвижной пост предназначен для отбора проб А В под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния источника промышленных выбросов.

Правильность и точность наблюдений за состоянием загрязнения А-ры в городе зав-т от правильности распол-ия поста. При выборе места для размещ-я поста нужно установить какую инфор-цию ожидают получить: уровень загрязнения воздуха, характерный для данного района города (пост распл-ют на участке , кот-ый не подв-сявозд-ю отдельно стоящих ист-ов выбросов), или концентрацию примесей в конкретной точке, находящейся под влиянием выбросов (пост расп-ют в зоне макс-ыхконц-ий выбросов от данного ист-ка).

Посты размещаются на открытой, проветриваемой со всех сторон, заасвальт-ой площадке (на газоне).

При размещении стац. и маршрутных постов следует учитывать розу ветров для города.

Число стац-х постов опред.-ся в зав-ти от численности населения и площади города, рельефа местности, расположения мест отдыха.

На стац-х постах могут осущ-ся 4 программы наблюдений: полная, неполная, сокращенная и суточная.

Полная программа наблюдения предназначена для получения инфор-ции о разовых и среднесуточных конц-циях ЗВ с обязательным отбором проб в 1⁰⁰, 7⁰⁰,13⁰⁰, 19⁰⁰.

Наблюдение по неполной программе разрешается проводить с целью получения инфор-ции о разовыхконц-ях ежедневно в 7⁰⁰,13⁰⁰, 19⁰⁰

Наблюдения по сокращенной программе разрешено выполнять

при температуре воздуха ниже – 45 ⁰С, а также в местах, где среднемесячныеконц-ции ниже 1/20 разовой ПДК.

Допускается проводить наблюдения по скользящему графику в 7⁰⁰,10⁰⁰, 13⁰⁰ во вторник, в четверг, в субботу и в 16⁰⁰, 19⁰⁰,22⁰⁰ в понедельник, среду и пятницу. Наблюдения по скользящему графику предназначены для получения разовыхконц-ций.

Программа суточного отбора проб служит для получения инфор-ции о среднесуточнойконц-ции ЗВ. Наблюдения проводятся путём непрерывного отбора проб в течение суток.

Пробы А В при определении разовых конц-ций отбирают в течении 20-30 мин.

Продолжительность отбора каждой пробы для получения среднесуточных конц-ций при серии дискретных измерений составляет также 20-30 мин., а при непрерывном отборе составляет 24 часа.

Одновременно с отбором проб воздуха или регистрацией конц-ций примесей на стац-х и маршрутных постах проводятся метеорологические наблюдения за скоростью, направлением ветра, температурой воздуха, состоянием погоды.

Пробы воздуха, отобранные при маршрутных и подфакельных наблюдениях, доставляются в одну из хим-х лабораторий, где они анализируются. Лаборатории делятся на 3 типа:

1) лаборатории 1 типа осущ-ют хим-ий анализ проб воздуха, отобранных на постах в том же городе, с целью определения содержания основных и распространенных специфических примесей;

2) кустовые лаборатории (2 типа) выполняют анализ проб отобранных в других городах.

3) централизованные специализированные лаборатории (3-го типа) проводят многокомпонентный (спектральный, хромотографический) анализ на определённую группу в-в (металлы, органические соединения и др.), газовых проб и аэрозольных фильтров.

До начала осущ-ия мониторинга загр-ия А-ры по любой программе необходимо ознакомиться с:

1) общей физико-географическойхар-кой района – для выбора местоположения постов наблюдений;

2) климатическими условиями распространения примесей в районе населённого пункта – для определения периодов отбора проб, в течение которых возможны неблагоприятные условия рассеивания вредных в-в;

3) основными источниками загрязнения воздуха, количественным и качественным составом выбросов ЗВ, особенностями технологических процессов;

4) состоянием загрязнения А-ры города на основе всех имеющихся данных.