4. Построение матрицы планирования

План, содержащий запись всех комбинаций факторов или их части в кодированной форме, называется матрицей планирования. При построении матриц планирования применяется прием чередования знаков. В первом столбце знаки не меняются, во втором меняются поочередно, в третьем они чередуются через два, в четвертом – через 4 и т.д. (по показателям степеней двойки).

В нашем эксперименте в качестве факторов, влияющих на определение содержания меди в питьевой воде, это водородный показатель и температура. А функцией отклика является масса.

Таблица 3 – План проведения эксперимента

№	X1,t		X2,t pH		Y1,мл		Y2,мл		Ỷi		Sj2
1	-1	13	-1	11		8,8		8,7		8,75		0,005
2	-1	13	+1	13		8,5		8,4		8,45		0,005
3	+1	23	+1	11		8,4		8,3		8,35		0,005
4	+1	23	-1	13		8,7		8,6		8,65		0,005
∑						34,4		34		34,2

∆X₁ = h₁ = 5 ∆X₂ = h₂ = 1

ПДК_Mg = 50 мг/л

№0 = С_Mg = 50 мг/л = Y₀ = 8,6 мл.

№1 = С_Mg = 50 мг/л; t = 13; pH = 11; Y₁ = 8,8;

№2 = С_Mg = 50 мг/л; t = 13; pH = 13; Y₂ = 8,5;

№3 = С_Mg = 50 мг/л; t = 23; pH = 11; Y₃ = 8,4;

№4 = С_Mg = 50 мг/л; t = 23; pH = 13; Y₄ = 8,7;

Критерий

G_таб = 0,907

G_p ≤ 0,907

0,25 ≤ 0,907

3. Оценка дисперсии воспроизводимости

S_y² = ²_j

S_y² = (0,005 + 0,005 + 0,005 + 0,005) = 0,005

4. Оценка дисперсии среднего

S_ŷ=

S_ŷ = = 0,0025

5. Коэф. уравнения

Y = b₀ + b₁ x₁ + b₂ x₂

b₀ =

b₁ =

b₀ =

b₁ =

6) Ошибка вычисления коэффициента

7) Находим коэффициент Стьюдента табличный

значим

незначим

незначим

8) Оценка адекватности уровнений

S²_ад = [(8,75 – 8,8)² + (8,45 – 8,8)² + (8,35-8,7)² +(8,65-8,7)²] = 0,125

F_расч = = 0,02

F_табл = 225

F_расч ≤ F_табл

4. Составление математической модели техногенного риска по исследуемому компоненту

Интегральный риск состоит из риска социального ущерба, риска материального ущерба и риска экологического ущерба. Это можно представить в виде системы уравнений:

R( ) – интегрированный риск. В основу модели интегрированного риска положены формулы математического ожидания соответствующих потерь (ожидаемый ущерб).

В нашем случае R( ) – это количество реагентов которые были затрачены при выполнении эксперимента.

R(Y_с) – социальный риск. Риск социального ущерба (социальный риск) характеризует масштаб катастрофичности аварии на потенциально опасном объекте. Социальный риск принято представлять математическим ожиданием людских потерь – коллективным риском R(У_с ) .Социальный риск учитывает масштаб воздействия, выражающийся в летальных исходах и поражениях людей различной тяжести, приведенных к суммарно эквивалентному числу летальных исходов. При определении потерь общества от возможных смертельных исходов R(У_c) человеческая жизнь должна оцениваться в стоимостном выражении. В качестве такой величины используется цена спасения жизни (ЦСЖ).

В нашем случае R(Y_с) – характеризует воздействие едкого натра и трилона Б на организм человека. NaOH разъедает кожу, негативно влияет на дыхательные пути. ПДК NaOH 0,5 мг/м³. Трилон Б может вызвать раздражение кожных покровов, слизистых оболочек глаз, а также дыхательных путей. ПДК в воздухе рабочей зоны 2 мг/м³.

R(У_М) – материальный риск. При определении риска материального ущерба в качестве критерия, определяющего ожидаемый уровень нанесенного ущерба материальному «объекту», рассматривается потеря им устойчивости к воздействию поражающих факторов. Под устойчивостью понимается предельная величина поражающего фактора, до которой рассматриваемое оборудование, аппараты, здания и сооружения сохраняют ремонтопригодность или возможность восстановления при капитальном ремонте.

В нашем случае в виде материального риска R(У_М) выступает разбитая посуда, пролитые реактивы.

R(У_Э) – экологический риск. При оценке риска экологического ущерба окружающая природная среда рассматривается в виде системы, состоящей из трех основных компонентов: литосферы, гидросферы и атмосферы. При этом ожидаемый экологический ущерб в стоимостном эквиваленте определяется как величина платежей за сверхлимитное загрязнение указанных составляющих экосистем.

В нашем случае в виде экологического риска R(У_Э) выступает большого количество разлитого NaOH и его негативное влияние на окружающую среду.

R(E) – потенциальный риск. Является количественной мерой опасности и характеризуется пространственным и временным распределением частоты реализации поражающего воздействия на прилегающей к потенциально опасному объекту территории. Данная мера опасности выражает собой потенциал максимально возможного риска поражения реципиента (человека, материальных объектов, экосистем) в рассматриваемой точке пространства при условии, что вероятность нахождения реципиента риска в этой же точке равна единице. По величине потенциального риска поражения человека и вероятности нахождения среднестатистического индивидуума в данной точке рассматриваемой территории рассчитывается индивидуальный риск,