-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Глава 2. Модели и методы прогнозирования происшествий
Рассмотрим общую последовательность моделирования опасных процессов в техносфере с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа "дерево происшествия" и "дерево событий" - возможных разрушительных исходов конкретных происшествий. При этом будем исходить из изложенных выше объективных представлений о природе опасности и принципах ее системного исследования. В качестве цели такого моделирования будем считать выявление закономерностей возникновения и предупреждения конкретных происшествий, а главных задач - априорную оценку размеров обусловленного ими техногенного ущерба и выработку оптимальных (по критерию минимума отношения "затраты/эффект") рекомендаций по его снижению.
2.1. Общие принципы прогнозирования техногенного риска
Как уже упоминалось выше, самое широкое распространение в моделировании опасных процессов получили ныне диаграммы причинно-следственных связей, имеющие ветвящуюся структуру и называемые “деревом происшествия” и “деревом событий” – исходов интересующих нас происшествий. Под такими семантическими моделями подразумеваются не ориентированные, конечные и связные графы, не имеющие циклов. Из последнего следует, что каждая пара их вершин должна быть соединена таким образом, чтобы они одновременно не являлись началом одних и концом других замкнутых маршрутов (цепочек событий со связями между ними).
Дерево происшествия. Семантическая модель в форме дерева происшествия (см. рис. 2.1а) обычно включает одно головное событие, которое соединяется с помощью конкретных логических условий с промежуточными и исходными предпосылками, обусловившими в совокупности его появление.
Головное событие такого “дерева” представляет собой исследуемую аварию, несчастный случай или катастрофу, а его “ветвями” служат наборы соответствующих предпосылок - их причинные цепи. “Листья” же дерева происшествия - исходные события-предпосылки (ошибки, отказы и неблагоприятные внешние воздействия), дальнейшая детализация которых нецелесообразна.
а) дерево происшествия б) дерево событий - его исходов
Рис. 2.1. Модели диаграмм типа “дерево”
Процесс появления конкретного происшествия интерпретируется данной моделью как прохождение некоторого сигнала от каких-либо исходных предпосылок, инициирующих причинную цепь (служащих истоками такого сигнала), к головному событию, являющемуся его стоком. В качестве промежуточных состояний рассматриваемого дерева применяются предпосылки верхнего и последующих уровней, а узлов-регуляторов потока - логические условия сложения -"или" и перемножения -"и", используемые в булевой алгебре.
Дерево событий. Подобно дереву происшествия, дерево событий - его исходов (см. рис. 2.1б) также имеет одно событие, называемое центральным, и несколько исходящих из него ветвей. В качестве центрального события всегда рассматривается какое-либо происшествие (чаще всего - головное событие соответствующего дерева), а ветвей - сценарии причинения ущерба различным ресурсам, отличающиеся по условиям нежелательного высвобождения, распространения, трансформации и воздействия на них потоков энергии и вещества, высвободившихся в результате происшествия.
В отличие от дерева происшествия, дерево событий - его возможных разрушительных исходов не имеет логических узлов "и" и "или". В сущности, данная семантическая модель представляет собой вероятностный граф (многоярусное дерево решений), построенное таким образом, что сумма вероятностей каждого разветвления должна составлять единицу. Иначе говоря, все события каждого уровня должны образовывать полную группу независимых событий.
Символика. Как видно из рис. 2.1, при моделировании возможных происшествий и их разрушительных последствий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа “дерево”, обычно используется специальная символика. В ней исследуемые события изображаются в виде прямоугольника или окружности с надписями или цифровыми кодами, логические узлы – кругами с внутренними знаками: “+” (для логического условия “или”) и “·” (для условия “и”), а связи между ними – линиями, иногда со стрелками.
Методика прогнозирования техногенного риска. Общая процедура моделирования и априорной количественной оценки среднего ущерба от техногенных происшествий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа "дерево" обычно включает совокупность итераций, каждая из которых состоит из следующих этапов:
1)выбор опасного процесса и уточнение цели его моделирования;
2)построение моделей типа "дерево происшествия" и "дерево событий - его исходов";
3)проведение качественного анализа моделируемого процесса;
4)количественная оценка техногенного риска (величины среднего ущерба), ожидаемого при осуществлении исследуемого процесса;
5)обоснование мероприятий по снижению техногенного риска.
Рассмотрим подробнее особенности реализации второго и последующих этапов прогнозирования техногенного риска, полагая, что под выбором опасного процесса подразумевается определение состава и структуры человекомашинной системы, используемой на производстве и транспорте, а также уточнение характера взаимодействия ее компонентов между собой и окружающей их средой.