4.2. Особенности формализации и моделирования опасных процессов

1 Прежде всего уточним, что под формализацией в последую­щем будет подразумеваться упорядоченное и специальным обра­зом организованное представление исследуемых здесь человеко-машинных систем, их компонентов и процессов в техносфере. Напомним также, что под моделированием ранее условились по­нимать использование созданных в результате формализации ис­кусственных образований (моделей), имеющих идентичные ори­гиналу характеристики, в целях получения новых данных или знаний о нем. При этом такие сведения могут быть найдены в процессе качественного и количественного анализа исследован­ных моделей.

Выбор необходимых способов формализации и моделирова­ния конкретных категорий определяется обычно природой объек­та или процесса, целью их изучения и вытекающими из этого специфическими требованиями к языкам представления данных и описанию моделей Учитывая разнообразие известных ныне методов формализации и моделирования, обоснуем требования к их выбору и укажем на особенности реализации таких методов

100

Системного исследования интересующих нас процессов в тех-Ьере.

Основная особенность формализации и моделирования про-возникновения происшествий в техносфере вообще и в че-гкомашинных системах в частности состоит в представлении |>вого в виде событий и активностей (работ), а вторых — в виде экупности элементов и связей между hhmhJB свою очередь, эяние каждой такой моделируемой категории описывается ем введения соответствующих переменных параметров, а так-^образуемых ими векторов и пространств, а процесс взаимо-гвия (функционирования) — изменением траектории в про-анстве соответствующих состояний или изображением логи-

связанных наборов событий и активностей. 1ри формализации и моделировании обычно придерживаются правил, главные из которых состоят в обеспечении необхо-лой информационной достаточности и рационального исполь-ания фазового пространства^Из последних утверждений выте-область применения формализации и моделирования. Эти эды невозможны или малоэффективны при отсутствии неко-эго минимума существенной информации об исследуемых ка-зиях и мало перспективны — в условиях ее полной опреде-•юсти или возможности экспериментального получения. Гри прогнозировании уровня потенциальной опасности тех-сферы наиболее часто формализуются и моделируются процес-t возникновения и предупреждения аварийности и травматизма^ *ако, помимо данных процессов, иногда используется форма-эванное изображение самих человекомашинных систем, усло-обеспечения безопасности их функционирования или реше-[ других стоящих перед ними задач. Считается, что формальная цель объекта исследования задана, если определены цель и про­за eft) анализа, показатели и механизм коррекции функцио-эвания, ограничения и взаимосвязи с окружением. :Опыт исследования свидетельствует, что моделирование и фор-1зация процессов в техносфере должны сопровождаться не-эрым упрощением соответствующих объектов (человекомашин-систем) за счет их отделения от других объектов и окружаю-£Й среды, а также исключения несущественных, по мнению недователя, связей.|ТГрй формализации и моделировании тех-гнных происшествий, необходимо также руководствоваться еделенными требованиями, основная идея которых заключа-ся в стремлении к оптимальной структуре используемых моде-i, обеспечивающей их проблемно-ориентированную полноту, «емлемую точность, удобство и гибкость применения^ Основными из встречающихся при формализации и модели-1нии недостатками как раз и являются те, которые обуслов-неудачно выбранной (излишне усложненной или слишком

101

упрощенной) структурой используемых моделей. Очень подроб­ная детализация исследуемого техносферного процесса или объекта может проявиться в громоздкости модели и связанной с этим воз­можности «не увидеть за деревьями леса», а также в необеспечен­ности ее исходными данными и большой трудоемкости работ по подготовке и использованию подобной модели.

В то же время слишком упрощенное представление формаль­ной модели процесса возникновения происшествия будет сопро­вождаться потерей требуемой точности его описания и анализа, а также появлением обусловленного этим риска «выплеснуть вмес­те с водой и ребенка». Другие трудности при формализации и мо­делировании аварийности и травматизма в техносфере могут быть вызваны отсутствием необходимых исходных данных либо неудач­ным выбором самого метода моделирования. Г "Среди известных к данному времени методов формализации и моделирования наиболее оправданным для системного исследо­вания опасных процессов в техносфере является применение не материальных (физических или аналоговых) моделей, а идеаль­ных — смысловых, знаковых и интуитивных^Первые попытки мо­делирования в этой области были связаны с применением экс­пертных оценок, полученных на основе различных интуитивных моделей — мысленных экспериментов и сценариев. После обнару­жения несостоятельности использования одних лишь моделей этого типа и разработки методов математического и машинного моде­лирования широкое распространение получили семантические и семиотические модели — логико-вероятностные, графоаналити­ческие и алгоритмические.

Что касается общей последовательности особенностей реализа­ции перечисленных методов, то можно рекомендовать следую­щее.

Прежде всего, при исследовании процесса возникновения тех­ногенных происшествий следует одновременно использовать все перечисленные выше идеальные модели. При этом начинать целе­сообразно с разработки концептуальных моделей, в которых на интуитивном уровне определять метасистему — в нашем случае всю техносферу или конкретный производственный объект, а за­тем уже вычленять из них конкретную человекомашинную систе­му или систему обеспечения безопасности ее функционирования.

В последующем выбранная метасистема должна использовать­ся как внешнее дополнение к рассматриваемому объекту, делаю­щее его формализуемым и открытым для естественного взаимо­действия с выбранным окружением. После определения на самом общем (концептуальном) уровне контуров предполагаемого объек­та исследования, его инфраструктуры, ближнего окружения и характера их взаимодействия можно перейти к следующему, бо­лее детальному уровню формализации и моделирования конкрет-

102

Цчеловекомашинной системы. При этом рекомендуется пользо- общесистемными принципами (см. разд. 1.2) и исходить из грно такой очередности.

^начале следует руководствоваться имеющимися представле-ш или гипотезами о поведении, функциях и свойствах этой гмы, на основе которых определять ее организацию и состав, тедствии, по мере уточнения структуры и порядка функцио-эвания исследуемого объекта, эти сведения можно использо-, для корректировки представлений о его реальных свойствах, днях и поведении. На практике такая последовательность дол-повторяться многократно, но с обязательным соблюдением эмендуемой очередности: сверху — вниз, от обобщенного уров-\~г к детальному и обратно.

1ри системном исследовании конкретных фрагментов технос-эы наибольшую перспективность имеют не модели условий :печения их безопасности вообще или в конкретных обстоя-1ьствах, а модели возникновения там происшествий, изобра-эщие данный процесс как последовательность случайных со-гий, которые приводят к возникновению и развитию их при­сной цепи. Выбор метода обычно определяется в каждом конк- случае, исходя из их достоинств и недостатков, цели ис-дования и природы рассматриваемого объекта (процесса), а ке с учетом имеющихся исходных данныху Рассмотренная только что общая последовательность форма-ации и моделирования опасных процессов в техносфере долж-завершаться проверкой полученных при этом результатов на авдоподобность. При этом рекомендуется тщательно проверять s только конечные и промежуточные результаты, но и использу-ые исходные данные. Всякие отклонения от привычных пред-нений и «здравого смысла» должны многократно перепрове-гься с помощью других способов моделирования и, если воз-Эжно? путем сравнения с достоверными статистическими дан-ш.

В заключение данного параграфа предостережем от иллюзий о тении путем моделирования точных количественных прогно-i таких интегральных показателей техносферных процессов, как, тример, уровень их безопасности, и о хорошем совпадении 1енных при этом результатов со статистикой или опытом. Это ьясняется не только несовершенством известных в настоящее емя моделей и методов, но и чрезвычайной сложностью иссле-гмых здесь объектов (человекомашинных систем), делающей ринципиально невозможным точные априорные количественные кенки их интегральных параметров.

Однако(даже приближённое количественное определение ба-вых показателей безопасности и риска проведения техносфер-: процессов, необходимое для ориентировочной оценки и срав-

103

нения различных альтернативных проектов, безусловно, оправ­данно. Одним из самых подходящих для этого классов семанти­ческих моделей являются рассматриваемые ниже диаграммы при­чинно-следственных связей, называемые «диаграммы влияния».