6.1.3. Информационные модели объектов при анализе воздействий

аварийно химически опасных веществ.

Развитие вычислительной техники, широкое применение мощных совре­менных компьютеров для решения задач охраны ОПС позволило разрабатывать как сложные математические модели, так и специальные информационные модели (ИМ) экосистем, что необходимо для компьютерного моделирования протекающих в экосистемах процессов в реальном масштабе времени.

Рассмотрим методику информационного моделирования территорий, при котором все объекты, находящиеся на определенной территории, описаны век­торными функциями вида:

D{a), (6.1)

где а - вектор параметров объекта.

Информационная модель объекта в виде вектора параметров

(6.2)

где fi(x,...x_n) - функция нескольких переменных

Функции fj(x,...х_п) описывают свойства объекта. В частном случае функция может быть константой. Значение свойств объекта рассматривается как в зависимости от времени, так и в зависимости от вероятности возникнове­ния некоторого аварийного события.

Взаимодействие объектов между собой при оценке воздействий АХОВ на ОПС описывается матрицей взаимодействий. При этом изменение свойств од-

208

ного объекта будет вызывать изменение свойств другого. Матрица взаимодей­ствий имеет следующий вид:

(6.3)

где m_i,j - элемент, показывающий есть ли связь между объектами или нет. Связь может осуществляться по нескольким параметрам, как временным, так и веро­ятностным.

Это особенно актуально при исследовании процессов развития аварий.

Установление новых закономерностей и разработка математического описания процессов развития аварийных ситуаций на химически опfсных объектах с точки зрения их дальнейшей компьютерной реализации для моделирования и исследования процессов возникновения, развития, протекания и ликвидации аварий позволит в реальном времени отслеживать события и принимать опти­мальные решения.

При исследовании развития аварий с выбросом АХОВ должны устанав­ливаться не только закономерности возникновения, развития, протекания и ли­квидации аварий, но и рассматриваться проблемы, связанные с прогнозирова­нием их возникновения, возможностью оценки потерь, материального ущерба. Кроме того, должны рассматриваться проблемы оптимального распределения сил и средств для борьбы с последствиями аварий.

С целью выявления закономерностей процессов развития и ликвидации химической аварии, установления зависимостей и построения моделей для дальнейшего их использования при разработке методов принятия оптимальных решений наиболее приемлемым является объектный подход. При этом каждый потенциально химически опасный объект, а также все другие объекты описы­ваются информационной моделью в виде вектора основных свойств этого объ­екта:

(6.4)

где J - потенциально химически опасный объект; S₁, S₂, S₃...S_N- свойства объ­екта.

Тогда множество потенциально химически опасных объектов можно представить информационной моделью в виде матрицы

(6.5)

Свойства потенциально химически опасных объектов в общем случае представляют собой функции многих переменных, принадлежащих множеству

(6.6)

и определенных на каждом интервале времени.

В частном случае свойство объекта может представлять собой числовое значение, не зависящее от времени и других каких-либо переменных.

При таком представлении в каждый текущий момент времени состояние потенциально химически опасного объекта полностью определено в рамках его выбранных свойств.

Выбор набора свойств, характеризующих потенциально опасный химиче­ский объект, представляет собой отдельную задачу, связанную с анализом хи­мических, физических, механических и других характеристик объекта. Свойст­ва потенциально опасного химического объекта изменяются во времени и ха­рактеризуют его состояние. Анализ свойств, их сравнение с некоторыми задан­ными значениями, «рассогласование» свойств может оказаться полезным при прогнозировании возникновения аварий с выбросом АХОВ. Непосредственное развитие аварийных ситуаций приводит к изменению свойств объекта, по кото­рым возможна оценка развития аварии. На свойства потенциально опасного химического объекта возможно воздействие других объектов, в частности объ­ектов, предназначенных для ликвидации последствий аварии. Нахождение свойств потенциально опасного химического объекта в каждый текущий мо­мент времени позволяет проводить компьютерное моделирование протекаю­щих процессов.

Аналогичным образом представляются все другие объекты, взаимодейст­вующие или попадающие под действие потенциально опасного химического объекта. Объекты, которые располагаются на исследуемой территории и попа­дающие в зону действия потенциально опасного химического объекта, характе­ризуются своим набором свойств

(6.7)

где Z - объект,

S₁, S₂, S₃..S_N - свойства объекта, попадающего в зону действия потенциаль­но опасного химического объекта.

Состав объектов, попадающих в зону действия потенциально опасных химических объектов, определяется матрицей

(6.8)

Свойства объектов, попадающих в зону аварии, также представляют со­бой функции многих переменных и принадлежат ранее определенному множе­ству,

(6.9)

Таким же образом представляются объекты, предназначенные для уменьшения последствий аварии и их ликвидации. Эти объекты также характе­ризуются своим набором свойств

(6.10)

где L- объект, ,

S₁, S₂, S_3,..,S_N - свойства объекта, предназначенного для уменьшения по­следствий аварии и их ликвидации.

Состав таких объектов определяется информационной моделью в виде матрицы

(6.11)

Свойства объектов, предназначенных для уменьшения последствий ава­рийных ситуаций и их ликвидации, представляют собой функции многих пере­менных и принадлежат ранее определенному множеству (6.9).

Особенностью представления всех приведенных объектов является общее множество свойств. При этом под свойством, как было сказано ранее, понима­ется функциональная зависимость или число, причем если определенное свой­ство не присуще какому-либо объекту, то оно принимается равным нулю.

Исследование во времени взаимодействия свойств потенциально опасных химических объектов, а также объектов, попадающих в зону их действия, и объектов, предназначенных для уменьшения последствий аварийных ситуаций и их ликвидации, позволяет создавать информационные модели процессов воз­никновения, развития, протекания и ликвидации аварий в реальном времени, отслеживать события и принимать оптимальные решения. Для этого достаточно исследовать взаимодействие свойств объектов представленных матрицами Р, Z и L.

При таком предположении, протекающую аварию с выбросом АХОВ можно рассматривать как целевую функцию, целью которой является умень­шение человеческих потерь. При этом аргументами данной функции будут яв­ляться:

t- время протекания аварийной ситуации; к - вероятность появления n-го события; х - расстояние между объектами.

Первоочередной задачей при построении информационной модели ава­рийной ситуации на химическом объекте является задача построения сектора возможного заражения. По сути, это будет один из объектов, имеющий такие свойства как глубина, ширина, площадь заражения и другие.