
- •Isbn 5-7695-1039-0
- •Ч а с т ь I. Методологические основы системного анализа и моделирования опасных процессов в техносфере
- •Глава 3. Методические основы обеспечения безопасности
- •Процесса возникновения происшествий в техносфере
- •Процесса причинения ущерба от техногенных происшествий
- •Глава 10. Моделирование и системный анализ процесса трансформации
- •В техносфере
- •Глава 11. Основные принципы программно-целевого планирования
- •Глава 15. Моделирование и системный анализ процесса
- •1Vi предисловие
- •Часть I
- •1. Природа
- •3. Взаимодействие с окружением
- •1.2. Особенности организации и динамики систем
- •1.3. Обобщенная структура системного анализа и синтеза
- •Глава 2
- •2.1. Понятие и краткая характеристика моделей
- •2.2. Классификация моделей и методов моделирования
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3
- •3.1. Основные противоречия и проблемы современности
- •3.2. Причины и факторы аварийности и травматизма
- •3.3. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •3.4. Основные понятия и определения
- •3.5. Общие принципы предупреждения происшествий
- •3.7. Цель и основные задачи системы обеспечения безопасности в техносфере
- •Контрольные вопросы
- •Часть II
- •4.1. Сущность системного подхода к исследованию процессов в техносфере
- •4.2. Особенности формализации и моделирования опасных процессов
- •4.3. Основные понятия и виды диаграмм влияния
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5
- •Моделирование и системный анализ
- •Происшествий с помощью диаграмм
- •Типа дерево
- •5.3. Количественный анализ диаграмм типа дерево
- •Глава 6
- •Моделирование и системный анализ
- •Происшествий с помощью диаграмм
- •Типа «граф»
- •6.1. Граф-модель аварийности и травматизма
- •6.3. Прогнозирование показателей аварийности и травматизма на производстве
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7
- •Моделирование и системный анализ
- •Происшествий с помощью диаграмм
- •Типа «сеть»
- •7.3. Имитационное моделирование происшествий в человекомашинной системе
- •Параметры результатов моделирования
- •Контрольные вопросы
- •Часть III
- •Основные принципы системного анализа и моделирования процесса причинения техногенного ущерба
- •8.1. Краткая характеристика этапов процесса причинения техногенного ущерба
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9
- •Высвобождения и неуправляемого распространения энергии и вредного вещества
- •9.1. Особенности моделирования и системного анализа
- •9.3. Модели и методы прогнозирования полей концентрации вредных веществ в техносфере
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10
- •10.1. Особенности моделирования и системного анализа
- •Значения эрфик-функции Prob(Pr)
- •Контрольные вопросы
- •Часть VI
- •Глава и
- •1.1. Сущность программно-целевого подхода к управлению процессом обеспечения безопасности
- •Глава 12
- •Моделирование и системный анализ процесса
- •Обоснования требований к уровню
- •Безопасности
- •12.2. Социально-экономические издержки, учитываемые при нормировании безопасности в техносфере
- •12.3. Оптимизация требований к уровню безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13
- •13.1. Программа обеспечения безопасности создаваемого производственного и технологического оборудования
- •27 Последняя подсис тема
- •13.2. Модели и методы обеспечения подготовленности персонала по мерам безопасности
- •Модели и методы обучения персонала
- •13.3. Модели и методы учета влияния рабочей среды
- •13.4. Модели и методы учета средств защиты персонала
- •Результаты ресурсных испытаний
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14
- •14.1. Принципы контроля безопасности производственных и технологических процессов
- •Контрольные вопросы
- •Моделирование и системный анализ процесса поддержания требуемого уровня безопасности
- •15.1. Общие принципы поддержания требуемого уровня безопасности
- •15.2. Модели и методы поддержания готовности персонала к обеспечению безопасности
- •15.3. Модели и методы оптимизации контрольно-
- •Булевы события и операции
- •Правила для булевых преобразований
- •Справочные данные об вредных веществах и параметрах, влияющих на их рассеяние в атмосфере
- •Поверхности
- •103300 (Условия — стационарные) щ, кг/с
Контрольные вопросы
Перечислите основные этапы системного исследования техносферы.
В чем заключается предназначение эмпирического системного ана лиза?
Какова цель проблемно-ориентированного описания объекта и цели исследования?
Укажите основные задачи, решаемые в процессе теоретического системного анализа и системного синтеза.
Раскройте значение термина «формализация» и укажите его связь с моделированием.
Приведите лингвистические переменные, характеризующие рост и вес человека.
114
. Как вы представляете себе функцию принадлежности лингвистикой переменной «мужчина среднего роста»? •• g. Какие модели и методы моделирования более предпочтительны для
гмного исследования опасных процессов в техносфере? * 9. Перечислите недостатки, порождаемые неудачно выбранной струк-эй модели.
В чем заключаются основные достоинства диаграмм влияния?
Какие диаграммы причинно-следственных связей вам известны? ■' 12. Что такое «петля» и как определить ее порядок?
В чем состоит основное отличие диаграммы типа дерево от графа?
Чем отличается головное событие от центрального события диаг- типа дерево?
Назовите типы сетей детерминистской и стохастической струк- ры.
Какие виды узлов используются в стохастических сетях типа GERT?
В каких сетях и зачем применяется окраска, т.е. разноцветность пов?
На что указывает и где применяется число степеней свободы узла?
Чем отличаются между собой типы узлов и дуг, используемых в цной и той же сети Петри?
Какие из рассмотренных в этой главе диаграмм влияния являются аиболее совершенными и почему?
Глава 5
Моделирование и системный анализ
Происшествий с помощью диаграмм
Типа дерево
В данной главе рассматривается общая последовательность мо-&елиров!ния опасных процессов в техносфере с помощью диаг-1мм причинно-следственных связей типа дерево происшествия [ дерево событий — его возможных разрушительных исходов. Этот «атериал необходим для уяснения правил построения таких моделей, а также их системного анализа и синтеза, с целью априор-юй оценки параметров техногенных происшествий и выработки оптимальных (по выбранному критерию) мероприятий по их пре-треждению или снижению возможного ущерба.
5.1. Правила построения дерева происшествия и дерева событий
Как уже упоминалось выше (см. разд. 4.3), самое широкое распространение в моделировании опасных техносферных процессов Юлучили диаграммы причинно-следственных связей, имеющие
115
ветвящуюся
структуру и называемые деревом
происшествия и деревом
событий — исходов интересующих нас
техногенных происшествий.
Общая процедура
моделирования
и системного анализа процесса
их появления, для априорной количественной
оценки соответствующего
ущерба обычно включает совокупность
итераций,
каждая из которых состоит из следующих
этапов:
1) выбор опасного процесса и уточнение цели его исследования;
построение моделей типа дерево происшествия и дерево событий — его исходов;
проведение качественного анализа моделируемого процесса;
количественная оценка техногенного риска (величины сред него ущерба), ожидаемого от анализируемого происшествия;
обоснование мероприятий по снижению величины техно генного риска.
Рассмотрим подробнее особенности реализации второго и последующих этапов системного исследования и прогнозирования техногенного риска, полагая, что под выбором опасного процесса подразумевается определение состава и структуры человекома-шинной системы, используемой на производстве и транспорте, а также уточнение характера взаимодействия ее компонентов между собой и окружающей их средой.
Наиболее ответственным и сложным этапом системного анализа и моделирования техногенных происшествий, по свидетельству специалистов, является построение древовидных семантических моделей процесса возникновения происшествий и причинения ими ущерба людским, материальным и природным ресурсам. Это объясняется тем, что лишь адекватные реальности (деревья) позволят при последующем их анализе выявить все наиболее существенные предпосылки, количественно оценить как возможность появления происшествий, так и ожидаемый от них ущерб. Естественно, что без соблюдения этого условия немыслим ни сколько-нибудь точный прогноз соответствующего риска, ни выработка оптимальных мероприятий по снижению сопутствующего ему техногенного ущерба.
Сложность данного этапа обусловлена отсутствием в настоящее время строгих формальных процедур его реализации, что иногда позволяет относить этот этап скорее к искусству (эвристике), чем к науке. По этой причине не удается обеспечить абсолютной идентичности моделей одного и того же происшествия, построенных различными исследователями. А без этого трудно ожидать требуемой в научных исследованиях воспроизводимости тех результатов, которые получены с помощью диаграмм этого типа. Для преодоления указанных препятствий предлагается способ формализации данной процедуры, основанный на использовании принятой выше энергоэнтропийной концепции. Данный способ базируется на двух ее утверждениях:
116
I техногенные происшествия всегда связаны с нежелательным эбождением, трансформацией, распространением и губитель-воздействием потоков энергии или вещества на различные гы, оказавшиеся под их влиянием;
j. любое такое происшествие является одновременно и резуль-|м разрушительного выброса накопленного в техносфере энер-jaca, и следствием цепи соответствующих предпосылок, аждое из этих утверждений может быть использовано при ании диаграмм влияния. В частности, для дерева происше-— второе, а для дерева его исходов — первое. Сформулиру-|наиболее общие рекомендации, пригодные вначале для моде-эвания обстоятельств возникновения техногенного происше-[ в человекомашинных системах, а затем и причинения ущерба jero в случае появления.
1з второго утверждения следует, что при определении струк-|ы (элементов и связей) дерева происшествия нужно руковод-эваться следующими соображениями. Во-первых, данная мо-»должна состоять из одного, головного события — собственно Нисшествия (нежелательного высвобождения вещества или энер-$) и множества предшествующих ему предпосылок — ошибок дей, отказов техники и неблагоприятных для них внешних воз-|ствий. Во-вторых, в состав этого дерева следует включать все |яогически условные и безусловные связи между такими пред-рылками, соблюдение которых необходимо и достаточно для щикновения неконтролируемого выброса энергозапаса, рекомендуется также использовать не прямую, а обратную пос-довательность прогнозирования предпосылок и условий, в со-тности приводящих к появлению моделируемых происшествий, даче говоря, построение дерева происшествия следует начинать i-снизу вверх (от исходных ошибок, отказов и опасных внешних действий — к головному событию), а наоборот. При этом само №овное событие, соответствующие ему предпосылки верхнего и гседующих уровней, а также образованные ими причинные цепи эходимо выявлять дедуктивно — на основе знания общих зако-«ерностей возникновения техногенных происшествий и осо-*остей их проявления в конкретных обстоятельствах. При выявлении факторов, способствующих появлению проис-ствий в техносфере, нужно помнить, что основными носители опасности в ней служат токсичные и взрывоопасные веще-1, источники электромагнитных полей и ионизирующих излу-■Шй, движущиеся предметы и сосуды, работающие под высо-Ы давлением. Следовательно, выявление возможных происше-вий необходимо увязывать с логикой нежелательного высвобож-*ия накопленной там энергии и вещества. А вот старение, заг-знение, увлажнение, перегрев и переохлаждение соответству-: элементов технологического оборудования по естественным
117
причинам
или в результате неблагоприятных
воздействий нужно считать
техническими предпосылками к возможным
техногенным авариям
и катастрофам.
Другой важной группой предпосылок к происшествиям в че-ловекомашинных системах следует считать ошибочные действия, непроизвольно или умышленно допущенные людьми при конструировании, изготовлении, монтаже, техническом обслуживании и ремонте техники. При прогнозировании подобных предпосылок (в том числе трудно предсказуемых несанкционированных действий человека) нужно помнить, что все они могут быть обусловлены:
а) внутренними причинами — отсутствием должных психоло гических установок, знаний и навыков;
б) внешними для человека факторами — несовершенством используемых им оборудования и технологии, высокой напря женностью труда или неблагоприятными условиями рабочей среды.
Наиболее целесообразная последовательность построения дерева происшествия показана на рис. 5.1 в виде соответствующей блок-схемы. Она базируется на рекомендованном выше — дедуктивном — способе выявления условий возникновения исследуемого опасного события (неконтролируемого выброса энергии или вещества). При этом построение данного дерева рекомендуется осуществлять сверху вниз — от головного события к причинным цепям предпосылок (ветвям этого дерева, состоящим из ошибок персонала, отказов техники и нерасчетных для них внешних воздействий), тогда как листьями такой модели — считать перечисленные выше и другие факторы.
При использовании рассматриваемой блок-схемы, полезно руководствоваться следующими основными правилами:
как можно четче определять условия появления головного события;
декомпозировать все сложные события-предпосылки;
уточнять время, место и причины возникновения каждой из них;
выявлять совместно действующие факторы и разделять их;
учитывать возможность обратных связей между отдельными элементами дерева;
увязывать события—инициаторы причинных цепей с вне шними факторами;
проверять достоверность всех допущений и исходных данных.
Построение дерева происшествия должно заканчиваться проверкой полноты образующих его событий и связей между ними. В ряде случаев на этом этапе моделирования проводят также дальнейшую формализацию полученной семантической модели — вводят буквенное или цифровое кодирование всех ее элементов, необходимое для их увязки по правилам алгебры событий (см. фор-
118
Начало:
выбор вершины (головного события)
,
Можно
ли свести
появление головного события к появлению одной предпосылки —■—
В
ключение
данного события в дерево происшествия
I Присоединение условий возникновения события
П роверка необходимости -—_^__ Нет| "Дальнейшего рассмотрения условий появления подобных предпосылок
В ыявление полного набора событий, которые
поодиночке или в сочетании могут вызвать
конкретную предпосылку следующего уровня
В ыявление и анализ условий возникновения каждого события
Да
Нет
П роверка ветвей дерева
на предмет дополнительного анализа
составляющих их листьев
Рис. Ь.\. Последовательность построения дерева происшествия
чу (4.3). Использование таких кодов в качестве индексов собы-\, а символов «•», «+» — для обозначения их логического пере-ожения и сложения облегчает качественный и количественный низ диаграммы типа дерево происшествия. В завершение этого раздела укажем на особенности построения ева событий (исходов моделируемых выше происшествий) и дадим рекомендации, касающиеся проверки адекватности такой аграммы интерпретируемому ей процессу. Прежде всего отме-что данная модель также должна строиться сверху вниз, от ■прального события к ветвям, олицетворяющим возможные фор-Ы и способы причинения ущерба различным ресурсам. В качестве i Центрального события целесообразно рассматривать головное со-ия конкретного дерева происшествия, что обеспечивает сис-ность анализа всего рассматриваемого здесь процесса, начина-
119
ющегося
с возникновения отдельных предпосылок
и завершающегося
причинением техногенного ущерба
конкретным ресурсам*.
При этом следует учитывать все наиболее вероятные сценарии и варианты аварийного истечения, распространения, трансформации и разрушительного воздействия того энергозапаса, который накоплен в соответствующей человекомашинной системе. Желательно, чтобы в последующем каждый такой сценарий мог быть обеспечен информацией о следующих его параметрах: а) условные вероятности или относительные частоты проявления; б) высвободившиеся массы вредного вещества или количество энергии; в) площади зон их распространения и разрушительного воздействия; г) находящиеся в них людские, материальные и природные ресурсы.
В отличие от дерева происшествия основным методом прогноза таких вариантов служит не дедукция, а индукция, т. е. воспроизведение всех тех последствий, которые могут иметь место как не противоречащие объективно существующим законам природы. Каждый подобный исход может рассматриваться не менее чем на трех этапах:
истечение потоков энергии или вещества, высвободивших ся в результате происшествия;
их распространение от источника выброса до близлежащих ресурсов, иногда — с учетом возможной трансформации некото рых веществ в новой для них среде;
разрушительное воздействие соответствующих факторов на не защищенные от них людские, материальные и природные ре сурсы.
Из вышеизложенного следует, что дерево событий (исходов техногенного происшествия) в общем случае должно состоять из трех уровней. На первом уровне рассматривается количество высвободившегося вредного вещества или энергии, каждое — со своей вероятностью. Основными учитываемыми здесь параметрами следует считать: накопленные их запасы, включая кинетическую и потенциальную энергию тела человека; возможность ограничения утечки вещества или снижения потенциала энергии предусмотренными для этого приборами безопасности; гидравлическое и электрическое сопротивление каналов утечки и наполняемой потоками среды...
Второй уровень дерева исходов интерпретирует особенности неконтролируемого распространения и трансформации высвободившихся потоков энергии и вредного вещества. При этом учитывается как возможное их преобразование в новой среде (например, мгновенный взрыв, интенсивный пожар или постепенное
* Более подробно особенности системного анализа и моделирования этого процесса рассматриваются в следующей части учебного пособия.
120
зение пролитого сжиженного газа), так и появление новых ■шков опасности, сопутствующих такой трансформации — шых веществ, теплового импульса, избыточного давления : поражающих факторов. Естественно, что существенными гристиками здесь являются взрывоопасность, токсичность инертность высвободившихся потоков энергии и вещества, а плотность, метеоусловия, рельеф местности и иные пара-среды их вероятного распространения.
1аконец, на третьем уровне прогнозируется разрушительная . высвободившихся потоков и сопутствующих им факторов, эшаемая с объектами, оказавшимися в зоне их воздействия. , рассматривается не только непосредственный ущерб людям, гимуществу и природной среде, но и косвенный, обусловлен-нарушением производственных и естественно-природных гй между ними. Размеры совокупного ущерба определяются с эм уровней поражающих факторов в соответствующих зонах, гности и стойкости подвергнутых их вредному воздействию зурсов, поглощенных ими доз энергии и вредного вещества, гвременности проведения аварийно-спасательных и ремонт--восстановительных работ.
Построение дерева событий — исходов техногенного проис-вия — завершается последовательной проверкой полноты рас-гнных вариантов истечения, распространения, трансфорта и поглощения высвободившихся потоков. При этом следу-►. руководствоваться правилами определения и деления понятий классы, рекомендуемыми формальной логикой и теорией ве-■юстей для независимых и зависимых событий. Соблюдение правил обеспечит адекватность полученной семантической цели реальным условиям причинения ущерба, а стало быть, и (.пригодность для последующего анализа исследуемого опасного эцесса в техносфере.
5.2. Качественный анализ моделей типа дерево
\ Важным достоинством моделирования происшествий с помо-> диаграмм типа дерево является, как указывалось выше, воз--юсть обстоятельного и системного анализа интерпретируе-им процессов в техносфере. Вот почему после построения гвьев происшествия и его исходов обычно приступают к про-эке их адекватности исследуемым опасным процессам, в том те и путем качественного и количественного анализа получен-: семантических моделей. Начинают такой анализ с оценки правильности определения |х событий рассматриваемых здесь моделей (каждой предпосыл-Iдерева происшествия и каждого исхода дерева событий). Прежде &го проверяют наличие таких наиболее существенные признаков:
121
1)
родовая принадлежность, например
«гибель, увечье, временная
потеря трудоспособности человека» —
для различных исходов несчастного
случая — или «отказ, ошибка, нерасчетное
внешнее воздействие» — для предпосылок
к нему; 2) межвидовые отличия внутри
рода — соответственно «по причине удара
или захвата человека
движущими частями, ингаляции или
адсорбции вредного вещества»
и «вследствие износа, усталости,
стихийного бедствия».
В наименовании всех предпосылок и исходов каждой рассматриваемой здесь модели нужно избегать использования неясных слов и так называемых ошибок типа «крут в определении», т. е. попыток выразить содержание определяемых понятий через самих себя (например, «потребность — это то, в чем нуждаешься, а нужда — то, что требуется»). Наконец, для выявления причинно-следственных связей между событиями диаграмм типа дерево, следует руководствоваться принятыми в формальной логике методами: единственного сходства, единственного различия и их комбинацией, а также методами остатков и сопутствующих изменений.
После завершения проверки любой диаграммы типа дерево на правильность и полноту определения учитываемых событий, приступают к ее качественному анализу. Его основные задачи состоят обычно в выявлении закономерностей возникновения и снижения ущерба от техногенного происшествия, т. е. в выявлении в соответствующем дереве, например, тех предпосылок и их цепочек, реализация которых приводит к появлению либо к непоявлению его головного события, а также в количественной оценке вклада интересующих исследователя событий-предпосылок.
Рассмотрим последовательно особенности процедуры качественного анализа каждой рассматриваемой здесь диаграммы типа дерево.
Вначале займемся анализом дерева происшествия с помощью так называемых минимальных сочетаний его исходных событий-предпосылок. Наиболее удобны для качественного анализа дерева происшествия минимальные сочетания предпосылок, под которыми подразумевается минимально необходимое и достаточное для достижения конкретного результата их множество. Естественно, что чаще всего интересуются двумя результатами: возникновением и предупреждением конкретного происшествия.
Поэтому при системном анализе процесса возникновения техногенных происшествий целесообразно иметь дело с двумя типами минимальных сочетаний — пропускным (аварийным) и отсечным (секущим)*. Минимальное пропускное сочетание (МПС)
* В англоязычной литературе они именуются accident sets и cut sets либо minpaths и mincuts, а ряд отечественных авторов называет их соответственно минимальные пути к аварийному и безопасному состояниям» или «функционирование».
122
ггючает в себя наименьшее число тех исходных предпосылок вгрева происшествия, одновременное появление которых доста-|0чно для прохождения сигнала от них до головного события. Напротив, минимальное отсечное сочетание (МОС) формирует повия непоявления головного события. Это сочетание состоит исходных событий рассматриваемого дерева, гарантирующих ;утствие происшествия, при условии невозникновения одно-еменно всех входящих в него событий-предпосылок. Особенно-ью же обоих типов минимальных сочетаний служит то обстоя-тьство, что они теряют присущие им свойства при удалении из ждого такого сочетания хотя бы одного события. Выявление же подобных сочетаний удобно проводить сверху хиз, последовательно рассматривая условия, необходимые для рохождения (в МПС) или пересечения (в МОС) сигнала к го-эвному событию от каждой предпосылки промежуточного уровня. Для иллюстрации качественного анализа моделируемых здесь Опасных процессов в техносфере с помощью минимальных про-ускных и отсечных сочетаний воспользуемся деревом происше-вия, изображенным на рис. 5.2 и интерпретирующим те усло-которые необходимы и достаточны для возникновения нечастного случая, допустим, на электроустановке. . На данном рисунке показаны условия возможного поражения йеловека электрическим током. Предполагается, что головное для .. эй модели событие X явилось результатом одновременного наложения трех предпосылок верхнего уровня — появления потен-диала высокого напряжения на корпусе электроустановки (/), нахождения человека на токопроводящем основании (Я) и его прикосновения к этому корпусу (К).
В свою очередь, предпосылка / явилась следствием возникно-ения любого из двух других исходных событий An В, например ,лижения сопротивления изоляции или касания токоведущими частями электроустановки ее корпуса по причине их раскрепле-1Я. Другая предпосылка промежуточного уровня Н также могла »пъ обусловлена двумя исходными событиями: С — нахождени-; человека на металлическом полу или D — его касанием зазем-
П
роисшествие
X
Предпосылка К
Предпосылка Н
Предпосылка
Событие С |
|
Событие D |
Событие
Событие А |
Событие В |
Событие
Рис. 5.2. Дерево происшествия на электроустановке
Событие
1
23
ленных
элементов здания; а предпосылка К—
следствием одного из трех событий Е,
F
и
G,
например,
необходимостью ремонта, технического
обслуживания или использования
электроустановки
по прямому назначению.
Заметим, что данная модель может имитировать условия появления и другого техногенного происшествия, в частности воспламенения паров водорода, выделяющихся из свинцовых аккумуляторов. Предпосылками промежуточного уровня в этом случае будут: / — накопление этого газа в аккумуляторной станции, Н — отсутствие в ней вентиляции и К — появление там источника воспламенения. В свою очередь, первая предпосылка — следствие длительного заряда неисправных аккумуляторных батарей (А) или отказа зарядных устройств (В); вторая — поломки вентиляторов (С) или закрытия воздуховодов (D); третья — искрения электрооборудования (Е), появления людей с открытым огнем (F) или их курения (G).
В действительности (что подтверждается и в данной модели) одно дерево происшествия может иметь несколько минимальных сочетаний предпосылок, необходимых и достаточных для реализации или недопущения его головного события. Среди них могут быть МПС и МОС, состоящие только из одного исходного события — синглеты, из двух — дуплеты, из трех (триплеты) и более событий-предпосылок. Так, в дереве происшествия, приведенном на рис. 5.2, имеется 12 минимальных пропускных сочетаний исходных событий-предпосылок: триплеты — АСЕ, ACF, ACG, ADE, ADF, ADG, ВСЕ, BCF, BCG, BDE, BDF, BDG — и три минимальных отсечных сочетания таких событий: дуплеты — АВ, CD и триплет EFG.
Другим способом качественного анализа дерева происшествия, позволяющим уточнить вклад его конкретных предпосылок в появление и предупреждение головного события, является анализ значимости и критичности исходных событий-предпосылок. Соответствующие параметры могут использоваться: а) для установления приоритетности осмотра, технического обслуживания и профилактики того технологического оборудования, в котором могут возникнуть более опасные отказы; б) обоснования необходимости тщательного контроля ответственных алгоритмов деятельности персонала; в) контроля за важными параметрами рабочей среды; г) прогноза показателей безотказности и живучести создаваемой техники.
Оценка значимости любого события дерева происшествия основана на учете логики его объединения с другими предпосылками этой модели: чем ближе к ее вершине ощущается реализация события, тем больше его вклад в условия возникновения конкретного происшествия. А вот критичность уже свидетельствует о вкладе конкретной предпосылки в условия непоявления головного события соответствующего дерева.
124
^Например, в модели рис. 4.5, а более значима исходная предпо-иса 1, так как ее появление, как бы доводит сигнал по левой 15гви выше, чем событие 7. Напротив, предпосылка 7 более важ-l для предупреждения моделируемого происшествия, поскольку [ этого достаточно непоявление ее одной. Заметим, что в отли-: от данной модели, все исходные предпосылки рис. 5.2 одина-ио значимы на качественном уровне. - В настоящее время также используются количественные крите-оценки значимости и критичности, обычно характеризую-вероятность или ожидаемое число наступлений головного оытия за некоторое время. Как правило, одни из них указывают i изменение этих параметров вследствие появления либо непоения конкретных предпосылок и образуемых ими минималь-рс сочетаний. Другие — на ожидаемое среднее число происше-вий, обусловленных такими событиями и их совокупностями за юнкретный период.
(5.1)
лГ =
=i
р Pj(t), Q(x) — соответственно вероятности наступления предпосылок и возникновения головного события дерева происше-*й за некоторое^время т; Plb) — вероятности событий, прилежащих конкретному минимальному пропускному сочетанию; — число таких событий в этом сочетании. Известны и другие показатели, используемые для оценки зна-лости исходных событий и образуемых ими причинных цепей цпосылок к происшествию. В частности: а) показатель Бирнба-ла Af, рассчитываемый либо взятием частной производной от (т) по Pj(%), либо как разность между вероятностями головного оытия до и после появления интересующих нас событий или их ^множеств; б) Барлоу—Прошана — Л$р, равный среднему числу эисшествий, ожидаемому из-за возникновения оцениваемых ис-дных предпосылок. ■ Говоря об особенностях оценки значимости и критичности йементов дерева происшествия, следует обратить внимание на рректность использования двух последних количественных кри-
125
териев, иногда дающих неправдоподобные рекомендации. Дело в том, что их значения зависят не только от вероятности предпосылок, но и от способа их соединения логическими условиями данного дерева. Поэтому могут быть ситуации (например, при непродолжительной работе многократно резервированных технических систем), когда большую значимость вначале имеют наиболее надежные их элементы, а затем — самые ненадежные.
Особый интерес критерии значимости и критичности исходных предпосылок представляют для выбора первоочередных мер по снижению техногенного риска. При прочих равных условиях наибольшую эффективность или экономию средств обеспечивают те из них, которые воздействуют на самые значимые или критичные события. В частности, из рис. 4.5, а нетрудно видеть, что снижение вероятности появления исходных предпосылок 1 и 7 на одну и ту же относительную величину окажется менее значимым для второй из них — за счет перемножения ее (меньшей единицы) вероятности на такие же значения параметров других (соседних с событием 7) предпосылок.
Дополнительную информацию об особенностях практического применения известных критериев оценки значимости и критичности можно получить в работе [36]. Примеры же качественного анализа дерева происшествия с помощью минимальных сочетаний каждого типа и рассмотренных выше показателей значимости приведены в конце этой главы.
В завершение данного параграфа укажем ряд особенностей, касающихся качественного анализа дерева событий (возможных исходов конкретного техногенного происшествия. Прежде заметим, что до сих пор не разработаны исчерпывающие рекомендации, пригодные для обстоятельного проведения такого анализа. По крайней мере, пока не опубликованы процедуры, подобные только что рассмотренным.
С учетом данного обстоятельства и того, что процессу причинения техногенного ущерба посвящена часть III книги, здесь ограничимся лишь изложением правил проверки полноты событий этого дерева, а также приведем самые общие рекомендации по уточнению некоторых их признаков. Во-первых, обратим внимание на то, чтобы предпосылки каждого уровня дерева исходов происшествия в совокупности представляли полную группу несовместных событий.
Из этого следует, что в данном дереве должны быть учтены все возможные варианты: 1) истечения — {1, ..., /, ..., /}, 2) распространения и трансформации — {1, ...,j, ..., т), 3) разрушительного воздействия {1, ..., к, ..., п} потоков энергии и вещества, высвободившихся в результате происшествия. Иначе говоря, сумма безусловных вероятностей (Р) появления всех событий на каждом из трех уровней этого дерева должна составлять единицу:
126
=1-
(5.2)
7=1
Во-вторых, все события данного дерева и входящие в него вет-воспроизводящие условия причинения ущерба людским, ма-яальным и природным ресурсам, должны быть разделены между эй по правилам деления понятий, принятым в формальной е. Это означает, что возможные исходы должны делиться >тощим образом:
, всегда по одному основанию, т.е. с соблюдением лишь од-' признака деления на /, j и к-и уровнях дерева; > непрерывно — переход к новому признаку может осуществ-ся лишь после рассмотрения всех возможных вариантов дан-
уровня;
.) соразмерно — суммарное число событий-исходов, выделен-ыл на каждом уровне, должно быть точно равно их возможному оличеству (в противном случае деление будет либо неполным, *бо избыточным);
>■ г) с соблюдением требования непересекаемости различных ис-рдов на всех уровнях (исключается возможность повторного ис-шьзования события на одном и том же уровне). Как показывает опыт моделирования, использование вышепе-ечисленных правил построения и качественного анализа иссле-емых здесь деревьев может гарантировать адекватность реальности моделируемых ими опасных процессов, а также истинность |скрытых при этом закономерностей появления и предупрежде-[ техногенных происшествий. В свою очередь, соблюдение та-пХ условий позволяет обеспечить в последующем не только тре-уемую достоверность прогноза техногенного риска, но и прием-емую точность количественной оценки эффективности мер по уменьшению*