Метод комплексной возможностной оценки свойств сложных систем на примере безопасности газовых коммуникаций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.17, кандидат технических наук Мишенькина, Юлия Станиславовна

• Мишенькина, Юлия Станиславовна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мишенькина, Юлия Станиславовна

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ИЗВЕСТНОГО НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА

ПО ОЦЕНКЕ БЕЗОПАСНОСТИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ.

1.1 Использование логико-вероятностных методов для нахождения риска сложной системы.

1.2Меры определенности возникновения предпосылок происшествий.

1.3 Анализ модели «воздействие - восприимчивость».

1.4Выводы по главе 1. Сравнительный анализ методологий.

2 ПОСТРОЕНИЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОЙ И ФАКТОРНОЙ ПАРАМЕТРИ

ЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЕДПОСЫЛОК ПРОИСШЕСТВИЙ.

2.1 Разработка понятийного аппарата для моделирования безопасности и риска системы.

2.2Построение факторного параметрического базиса системы.

2.3 Введение булевых подмножеств и операций для параметрического и булевого базисов.

2.4 Частные принципы моделирования опасности.

2.5 Создание классификации систем по уровню нарастания опасности .63 2.6Выводы по главе 2.

3 ПОСТРОЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ И КОМПЛЕКСНОГО

КРИТЕРИЕВ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРЕДПОСЫЛОК ПРОИСШЕСТВИЙ В

СИСТЕМЕ.

3.1 Параметрические критерии.

3.2Комплексный критерий.

3.3Установление возможностной меры параметрических предпосылок происшествия.

3.4Выбор изоморфных представителей в булевом и факторном параметрическом базисах.

3.5Нахождение интегрального риска.

З.бВыводы по главе 3.

4 СОЗДАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ВОЗМОЖНОСТНОЙ МЕРЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ПРОИСШЕСТВИЯ В СИСТЕМЕ.

4.1 Описание алгоритмического метода.

4.2 Алгоритм программы расчета возможностной меры происшествия в системе («ВОЗМЕР»).

4.3 Блок-схема программы для определения класса безопасности системы («Klassbez»).

4.4 Программа MART.

4.5 Примеры.

4.6Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод комплексной возможностной оценки свойств сложных систем на примере безопасности газовых коммуникаций»

В государственном масштабе важнейшей задачей Федеральной целевой научно-технической программы (ФЦНТП) «Безопасность», заданной объединенным решением Российской академии наук, Министерства обороны, Министерства образования, Министерства науки, промышленности и технологий и Министерства по чрезвычайным ситуациям на период с 1997 по 2015 годы, является обоснование теории, критериев и уровней риска с учетом потенциальных и реализуемых опасностей и ущербов в природно-техногенной сфере и вероятностей возникновения аварий и катастроф. При решении такой задачи предусматривается, что невозможно получить полную и достоверную исходную информацию, особенно для тяжелых аварийных и катастрофических ситуаций, необходимо принимать решения в условиях неполной и (или) нечеткой информации, активно используя при этом методы анализа некорректных обратных задач. В решениях объединенной рабочей группы по ФЦНТП «Безопасность» (руководителями которой являются академик РАН Фролов К.В. и член-корреспондент РАН Махутов Н.А.) отмечается, что по состоянию на 2001 год развитие теории безопасности (риска) сложных технических систем (СТС) идет главным образом по пути предъявления экстраординарных требований к качеству оборудования систем управления и персоналу и по пути выработки и обоснования самых разнообразных критериев безопасности, ограничивающих возможные негативные воздействия СТС на окружающую среду и население. В пренебрежении остается главная, целевая часть теории, которая должна давать ответ на то, как создать технический объект, предназначенный для выполнения определенной цели и, вместе с тем, удовлетворить всем этим требованиям и критериям. В настоящее время в технологию проектирования СТС введены элементы технологии вероятностной оценки безопасности. Процедура их выполнения приближается к стандартной, но эффект от их применения не однозначен. Разница в расчетных и реальных величинах вероятностей крупных аварий достигает 3 порядков [15, 108].

Произошедшая недавно в России серия аварий и взрывов на газовых коммуникациях жилых домов и обслуживающих предприятий указали на слабую эффективность профилактической и прогностической деятельности, как специалистов, так и рабочего персонала.

Таким образом, задача разработки методов количественного анализа риска и оценки свойства «безопасность - опасность» сложной технической системы в настоящее время не решена и является актуальной.

В связи с этим необходимым представляется дальнейшее развитие и совершенствование факторного параметрического моделирования предпосылок происшествий, в частности, учет комплексного воздействия факторов, а также применение данного метода к оценке безопасности и риска систем вида «газовые коммуникации - негативные факторы - средства и мероприятия защиты - человек - окружающая среда».

В условиях, как правило, малой статистики и сложности связей относительно выявленных предпосылок происшествий в технической системе, такая система может рассматриваться как «уникальная» и для неё показатели безопасности могут быть определены на основе метода факторного параметрического моделирования и возможностной оценки [44, 59]. Известно, что повышение достоверности оценки безопасности связано с изучением комплексного характера условий возникновения происшествий и построением комплексных параметрических критериев выявления предпосылок происшествий [8, 16, 17, 44]. Такой подход позволяет минимизировать ошибку пропуска инициирования происшествия (ошибку второго рода), что важно для систем повышенной опасности.

В этой связи как направления комплексных научных разработок выдвигаются:

1) создание теории безопасности и методов оценки приемлемого риска как научной основы предотвращения техногенных аварий и катастроф при создании и эксплуатации СТС;

2) развитие новых методов прогнозирования и оценки опасности возникновения стихийных бедствий, способов и критериев снижения негативных последствий от природных и природно-техногенных катастроф;

3) обоснование требований, нормативов и создание учебно-методической базы по обеспечению безопасности с учетом роли человеческого фактора.

Жизнедеятельность, т.е. жизненный цикл практически любого промышленного объекта, включая и газовую коммуникационную систему, может быть разбит на ряд этапов: предпроектная проработка, разработка технического проекта, разработка рабочего проекта, строительство, сдача объекта в эксплуатацию (пуско-наладочные работы), плановая эксплуатация. После прекращения эксплуатации - разборка оборудования, демонтаж, утилизация. Объектом данного исследования является этап эксплуатации, который чреват наибольшими опасностями.

Система обеспечения безопасности объекта должна быть комплексной и содержать в своем составе подсистемы: научно-технического, информационного, материально-технического, кадрового, организационного обеспечения.

Рассмотрим систему научно-технического обеспечения безопасности газового объекта, не затрагивая проблемы, связанные с безопасностью района, региона и страны в целом. При этом мы ограничиваемся лишь мероприятиями, направленными на предотвращение аварийных ситуаций на объекте, локализацию очагов аварий и снижение негативных последствий, т.е. речь будет идти о мероприятиях и действиях, нацеленных на прогноз аварийного риска и действий в условиях ЧС.

Научно-технические аспекты, связанные с систематическим риском, порождаемым объектом газового хозяйства при «нормальных» безаварийных условиях эксплуатации, здесь не рассматриваются.

Технологии проектирования, создания и эксплуатации объектов в большинстве своем также сводятся к традиционной схеме: «конструкция -расчет - конструкция». Несмотря на то, что разработка проекта идет от глобальной цели вниз к проектированию отдельных элементов, анализ функционирования всего объекта осуществляется путем согласования функционирования простейших элементов, далее - модулей, подсистем и, наконец, всего объекта в целом. При этом не учитывается, что объект в процессе этого согласования скрыт, но почти неизбежно приобретает ряд дополнительных свойств и возможных опасных состояний, не соответствующих проектным нормам [16, 17].

Дальнейшие доработки и модификации, выполняемые с целью снижения рисков катастроф объекта в соответствии с требованиями безопасности, нередко дают противоположный эффект. Они легко могут породить «лабиринтную» конфигурацию систем, отвечающих за безопасность, — систем защиты, диагностики, мониторинга в различных аварийных ситуациях. Это может в свою очередь привести к их неоднозначной реакции на одни и те же воздействия со стороны окружающей среды, персонала системы, а также террористов, и в конечном итоге - вызвать крупную аварию или катастрофу.

В последнее время в эту технологию стали вводить, как обязательный, новый элемент, а именно вероятностные оценки безопасности и риска. Процедура их выполнения для уникальных потенциально опасных объектов становится стандартной и излагается в различных работах с несущественными модификациями и особенностями. Эффект их проведения пока не всегда однозначен. Так, проведенные разными группами специалистов вероятностные анализы безопасности одних и тех же атомных станций в нашей стране и США различались на 2 - 3 порядка, а рекомендации обычно ограничивались общими требованиями к допустимой вероятности тяжелых аварий и пожеланиями их снижения.

Поэтому только последовательное проведение исследований и внедрение системных детерминированных и вероятностных методов проектирования, создания и эксплуатации СТС, а также общих принципов обеспечения безопасности и снижения рисков, позволят исключить наиболее опасные аварии и катастрофы на высокотехнологичных объектах. Впрочем, останутся цепочки многих событий, ведущие к менее опасным состояниям. Для анализа негативных воздействий этих объектов на среду обитания вероятностные оценки станут еще более необходимы.

Для повышения безопасности и снижения рисков при проектировании и эксплуатации потенциально опасных объектов должны количественно и качественно анализироваться следующие аварийные ситуации [10]:

- режимные (возникают при штатном функционировании потенциально опасных объектов, их последствия предсказуемы, защищенность от них высокая);

- проектные (возникают при выходе за пределы штатных режимов с предсказуемыми и приемлемыми последствиями, защищенность от них достаточная);

- запроектные (возникают при необратимых повреждениях ответственных элементов с высокими ущербами и человеческими жертвами; степень защищенности от них недостаточная с необходимостью проведения в последующем восстановительных работ);

- гипотетические (могут возникать при непредсказанных заранее вариантах и сценариях развития с максимально возможными ущербами и жертвами; защищенность от них низкая и прямому восстановлению объекты не подлежат),

Степень защищенности от указанных аварийных ситуаций существенно различна.

При техногенных авариях и катастрофах на промышленных объектах возникают как отдельные, так и комбинированные поражающие факторы, включающие механическое повреждение, взрывные и ударные волны, тепловое излучение, отравление химически опасными веществами, радиационное излучение, бактериологическое заражение, импульсные ускорения, электромагнитные нагрузки, осколочное поражение. Эти поражающие факторы воздействуют на людей, объекты и окружающую среду. Анализ поражающих факторов должен становиться предметом расчетного и экспериментального обоснования рисков и безопасности, нормирования и государственного надзора.

Анализ аварийного риска представляет собой сложную комплексную процедуру, включающую целый ряд этапов [35]. В зависимости от того, о каком периоде жизненного цикла объекта идет речь, степень глубины и детализации аварийного риска будет разной. В общем случае наиболее полная блок-схема анализа аварийного риска, (рисунок В.1), включающая все основные процедуры анализа риска, представима следующей последовательностью шагов:

I. Анализ и оценка возможных последствий аварий.

II. Выделение самого критичного и самого распространенного исхода аварийной ситуации (АС).

III. Составление ФПБ самого критичного исхода АС.

IV. Расчет возможностной меры самого критичного АС, расчет интегрального риска.

V. Разработка рекомендаций по снижению риска.

Подобная процедура применяется чаще всего на этапе эксплуатации объекта. Затем осуществляется оценка полученных значений прогнозируемого ущерба от наиболее критической АС и сравнение их с допустимыми критическими значениями.

При превышении последних выявляются наиболее значимые аварийные события, которые вносят наибольший вклад в значения ущерба, признанного недопустимым.

В итоге разрабатываются рекомендации, нацеленные на снижение уровня недопустимо больших значений ущерба при тех или иных авариях, и обеспечивается их реализация [5, 102].

Предмет исследования

Факторное параметрическое комплексное моделирование предпосылок происшествий и возможностная оценка техногенной безопасности и риска систем вида «газовые коммуникации - средства и мероприятия защиты - человек - окружающая среда».

Объект исследования

Организационно-технические меры защиты и обеспечения приемлемой безопасности газовой коммуникационной системы, а также разработка и обоснование комплексных критериев предпосылок происшествий.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка, обоснование и применение факторных параметрических моделей комплексных предпосылок происшествий и создание методики количественной оценки безопасности и риска сложной технической системы.

Для достижения поставленных целей в работе решаются следующие задачи:

1. анализ известных логико-вероятностных методов расчета показателей безопасности сложной технической системы;

2. разработка классификации систем по уровню нарастания опасности и создание программного продукта для определения класса безопасности системы;

3. разработка в рамках факторного параметрического моделирования комплексного критерия выявления предпосылок происшествий и его апробация на примере системы «газовые коммуникации - окружающая среда»;

4. разработка общего метода решения поставленной научной задачи;

5. построение лингвистической и факторной параметрической моделей сложной системы и их применение к газораспределительной системе.

Методы исследования. Теоретическая часть работы выполнена с использованием методов интервальной математики, функционального анализа, математических методов редукции измерений, математической статистики, теории вероятностей, теории возможностей. Для экспериментального исследования использовались табличные редакторы и инструментальные средства систем программирования Delphi и Borland Pascal.

Достоверность результатов обоснована корректным применением известных и апробированных моделей и математических методов. В конечном счете, этот способ представляет собой обобщение и синтез уже известных моделей и методов определения параметрических (физических) показателей надежности и стойкости.

Достоверность проведения асимптотической оценки меры определенности возникновения происшествий в виде возможностной меры обоснована строгим и логически полным системным анализом их предпосылок, причин и следствий, что подтверждается исследованиями ведущих системоло-гов (Д. Поспелов, П. Прад, Дж. Клир).

Нахождение функций преобразования воздействий в конструкции и защите объектов и установление их погрешностей основаны на получившей признание теории опорно-проекционных методов приближенного решения линейных и нелинейных операторных уравнений (Ю. Булычев).

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. безопасность техногенной системы может быть полно и достоверно описана на основе лингвистических и факторных параметрических моделей предпосылок выбранного множества происшествий;

2. повышение достоверности оценки безопасности системы достижимо при применении комплексного критерия происшествия, основанного на построении производного факторного параметрического базиса и унификации видов факторов и параметров предпосылок происшествий;

3. по сравнению с известной логико-вероятностной концепцией оценки сложных систем, разработанный метод возможностной оценки безопасности позволяет находить меру определенности возникновения происшест л вий на уровне различимости 10 при неполном наборе исходных данных а об инициирующих событиях, а также в пределах уровней различимости параметров воздействия и восприимчивости компонентов факторного параметрического базиса системы.

Научная новизна заключается в разработке унифицированных критериев классификации потенциально опасных объектов по свойству «безопасность - опасность» в рамках факторного параметрического моделирования. В диссертационной работе также обоснован и применен комплексный критерий выявления предпосылок происшествий.

В частности,

- разработаны критерии классификации потенциально опасных объектов по свойству «безопасность - опасность», которые позволяют определить класс безопасности системы и наглядно показывают пути перевода ее в более безопасный класс;

- обоснован и применен комплексный критерий выявления предпосылок происшествий, который, в отличие от однопараметрических критериев, позволяет повысить достоверность оценки риска, оптимизировать средства и меры защиты и снизить затраты на обеспечение безопасности объекта;

- по сравнению с известной логико-вероятностной концепцией оценки сложных систем, разработанный метод возможностной оценки безопасности позволяет находить меру определенности возникновения происшествий на уровне различимости 10 ~ 4 при неполном наборе исходных данных об инициирующих событиях, а также в пределах уровней 10 -3. 10 ~2 различимости параметров воздействия и восприимчивости компонентов факторного параметрического базиса системы;

- построен базис газовой коммуникационной системы, который, в отличие от известных оценок свойств сложных систем, позволяет более оперативно и достоверно рассчитать оценку безопасности системы, что подтверждается в практике программного и численного моделирования.

Основные научные результаты:

- создана классификация систем по уровню нарастания опасности на основе их производного факторного параметрического базиса (метод и программный продукт);

- разработан комплексный критерий выявления предпосылок происшествий;

- разработан метод расчета возможностной меры возникновения экстремального происшествия по нечетким и (или) неполным данным производного факторного параметрического базиса системы;

- разработаны лингвистическая и факторная параметрическая модели предпосылок происшествий в системе «газовые коммуникации - негативные факторы - средства и мероприятия защиты - человек - окружающая среда», и решена задача оценки интегрального риска данной системы.

Практическая ценность полученных в диссертации теоретических результатов заключается в том, что они предоставляют исследователю основу инструментария для комплексного моделирования угрозы СТС и расчета интегрального риска с минимизацией меры определенности не обнаружения происшествия.

Применение разработанного метода классификации свойства «безопасность-опасность» системы позволяет проводить ранжирование любой сложной технической системы по степени нарастания опасности.

Полученные аналитические зависимости позволяют находить количественную оценку безопасности и риска системы после формализации исходных данных в виде факторного параметрического базиса газовой коммуникационной системы.

На примере конкретной подсистемы вида «газораспределительные сети - негативные факторы - средства защиты» опробован новый способ факторного параметрического моделирования, а на его основе поставлена и решена задача оценки интегрального риска рассматриваемой системы.

Разработан программный продукт для определения класса безопасности системы, а также один из разделов программы для моделирования безопасности и оценки риска возникновения происшествий в сложных системах.

Приведенные в диссертации результаты позволяют классифицировать любую сложную техническую систему по классу безопасности и обосновать возможность перевода системы в менее опасный класс.

Использование результатов работы. Научные результаты, практические рекомендации и программные продукты использованы на предприятии «Аксайрайгаз» ОАО «Ростовоблгаз» при составлении паспортов безопасности и при расчете показателей безопасности и риска потенциально опасных объектов, для оценки существующих средств защиты. Теоретические результаты используются также в учебном процессе РАС

ЮРГУЭС в курсах дисциплин «Экология», «Экологический менеджмент в туризме», «Безопасность жизнедеятельности», в исследовательской работе студентов по проблемам безопасности сложных технических систем, в дипломном проектировании по задачам оценки и обосновании безопасности сложных технических систем. Применение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались на заседаниях Международной научной школы «Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах» МА БР - 2003 (Санкт-Петербург, 2003), МА БР - 2007 (Санкт-Петербург, 2007); на VIII Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем (Ростов-на-Дону, 2007), на 2-й Международной научной конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» (Ростов-на-Дону, 2008), на 4-й ежегодной научной конференции аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (Ростов-на-Дону, 2008).

Результаты работы использованы в грантах РФФИ № 03-07-90084 «Методология частично упорядоченного моделирования и информационная технология нечеткой (возможностной) оценки риска уникальных систем», Ростов-на-Дону, РИС ЮРГУЭС, 2003; а также № 06-08-01259 «Мониторинг ресурса прочности конструкций на основе анализа деформационных образов с помощью наноразмерных сегнетоэлектрических датчиков динамической деформации», ЮНЦ РАН, 2007. Руководитель проектов — Есипов Ю.В.

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 8 научных статьях, в том числе в двух периодических научных изданиях, рекомендуемых для публикации ВАК, общим объемов 35 страниц.

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы информатики», Мишенькина, Юлия Станиславовна

4.6 Выводы по главе 4

Четвертая глава посвящена созданию и апробации методики расчета возможностной меры определенности возникновения экстремального происшествия по нечетким или неполным данным производного факторного параметрического базиса конкретных систем.

Разработан алгоритм расчета возможностной меры и интегрального иска системы (результат 4).

Реализация и апробация разработанного метода факторного параметрического моделирования и возможностной оценки безопасности риска представлены в трех примерах.

В первом примере производится расчет показателей риска подсистемы «газораспределительные сети - негативные факторы - средства и мероприятия защиты» по построенному в работе алгоритму. В примере используется однопараметрический критерий выявление предпосылок опасности.

Во втором примере рассматривается подсистема «газораспределительные коммуникации - негативные факторы», к которой применен созданный метод, рассмотренный с однопараметрическим и комплексным критериями. Получены значения интегрального риска в обоих случаях.

Третий пример приводится для сравнительного анализа предложенного метода факторного параметрического моделирования с известным логико-вероятностным методом. Решение по нахождению возможностной меры отказа критического ПОЭ найдено по однопараметрическому и комплексному критерию, с учетом однородных воздействий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с Федеральным законодательством об опасных производственных объектах, необходимым представляется дальнейшее развитие и совершенствование метода факторного параметрического моделирования предпосылок происшествий, который предоставляет возможность получения возможностная оценка безопасности и риска сложных технических систем наряду с существующими методиками.

В частности, обязательным представляется рассмотрение систем вида «газовые коммуникации - негативные факторы - средства и мероприятия защиты - человек - окружающая среда», т.к. трассы газопроводов проходят по густонаселенный районам с развитой инфраструктурой и линейная часть газопровода является ПОО (ФЗ 116), обладает огромным энергетическим потенциалом.

В силу этого в работе была поставлена научная задача разработать метод оценки показателей безопасности с учетом ФПМ и с учетом комплексных критериев, а также установить класс безопасности и рассчитать количественное значение показателей интегрального риска системы.

Основной целью диссертации является разработка, обоснование и применение факторных параметрических моделей комплексных предпосылок происшествий, и в связи с этим уточнение методики количественной оценки безопасности и риска, а также повышение достоверности оценки показателей безопасности сложных технических систем.

В ходе выполнения диссертационной работы получены следующие новые результаты и выводы:

1. разработана классификация сложных систем по свойству «безопасность - опасность» по степени нарастания опасности и создан программный продукт для определения класса безопасности системы;

2. разработаны, обоснованы и применены факторные параметрические и комплексный критерии выявления предпосылок происшествий;

3. получен метод расчета возможностной меры возникновения экстремального происшествия по нечетким и (или) неполным данным производного факторного параметрического базиса системы;

4. разработан факторный параметрический базис для газовой коммуникационной системы и рассчитан ее интегральный риск;

5. показано, что безопасность системы «газовые коммуникации - средства и мероприятия защиты - человек - окружающая среда» может быть полно и достоверно описана на основе лингвистических и факторных параметрических моделей предпосылок выбранного множества происшествий;

6. повышение оперативности и достоверности оценки безопасности системы достижимо на основе построения и применения комплексного критерия экстремального (самого ущербного) происшествия. При этом формализация и оптимизация процедуры нахождения комплексного критерия основана на построении производного факторного параметрического базиса и унификации видов факторов и параметров предпосылок происшествий.

Несмотря на приближенный характер проводимых оценок риска, предложенный подход допускает формализацию исходных данных и характеризуется более высокой оперативностью по сравнению с ситуационным способом моделирования.

Результаты данной работы могут найти применение при создании паспортов безопасности и расчета показателей безопасности и риска ПОО; при оценке средств защиты потенциально опасных объектов и систем.

Практическая ценность полученных в диссертации теоретических результатов заключается в том, что они предоставляют исследователю основу инструментария для комплексного моделирования угрозы СТС и расчета интегрального риска с минимизацией ошибки второго рода.

ГЛОССАРИЙ

Базис Множество элементов, описывающих все объекты заданного вида с помощью определенных операций.

Безопасность 1. Состояние защищенности окружающей среды, населения, материальных ценностей от последствий ЧС и аварий на ПОО. 2. Свойство системы с определенной вероятностью не допустить или исключить возникновение происшествия.

Булева алгебра п, и, п, с: хих = 1, хГ\х = 0.

Газораспределительная сеть Часть (технологический ком- плекс)газораспределительной системы, включает газопроводы, ГРС и ГРП, средства электрохимической защиты, системы автоматизированного управления технологическим процессом.

Газораспределительная система Имущественный производственный комплекс, состоящий из организационно и экономически взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспортировки и подачи газа непосредственно его потребителям.

Дифференциальный риск Вероятный ущерб в системе, рассматриваемый относительно выбранного нежелательного исхода (компонента) j системы: Rj=pj*Uj.

Интегральный риск Зависимость вида Rjj = ^YjPji '^ZPhji» т,е* сово- j i h купность дифференциальных рисков всех элементов системы с учетом всех видов ущербов за все этапы жизненного цикла системы.

Класс безопасности Состояние безопасности системы, которое полностью определяется исходными значениями параметров и функций ФПБ системы.

Лингвистическая модель Фактически это языковая (знаковая) информационная модель системы.

Мера возможности (возможно-стная мера) Функция /7: X-»[0,1]: 1) 77( 0 ) = 0; П (X) = 1; ( \ 2) VieN, AczX => П UAt =supП(А,). \ieN У ieN

Нечеткая мера Функция g, g:X->[ 0,1]: \)g ( 0 ) = 0; g(X) = 1; 2) (A,BeX)&(AcB)=>g(A)<g(B); 3) {F„} — монотонная последовательность, то lim = g lim Fn . ^-правило: H—>cO \П—>сО J -1 <A<+co

Нижний концентрационный предел распространения пламени Такая концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени. Для метана НКП: 4.7 - 5 %.

Ожидаемый ущерб Мат.ожидание величины ущерба от возможной аварии за определенное время (т.е. сумма ежегодных выплат а загрязнение окружающей среды и стоимости потерянных средств предприятия).

Опасная концентрация газа Превышающая 20% от нижнего концентрационного предела распространения пламени (для метана 5.6-6 %.

Паспорт безопасности ПОО Включает показатели степени риска ЧС для персонала и населения; возможности возникновения ЧС на объекте; оценку возможных последствий ЧС; оценку возможных последствий ЧС, возникших на соседних объектах; оценку состава работ по предупреждению ЧС, и снижению риска.

ПОО Объект, на котором используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические или биологические вещества, создающие реальную угрозу возникновения ЧС.

Приемлемый риск аварии Риск, уровень которого допустим и обоснован, исходя из социально-экономических соображений ,т.е. если ради выгоды, получаемой от эксплуатации объекта, общество готово пойти на этот риск.

Риск Мера ущерба, выражается в форме 1) количества происшествий к числу анализируемых объектов за выбранный период или 2) стоимости ущербов, например, в МРОТ, которые несут происшествия.

Сигнатура Совокупность операций и отношений алгебраической системы с учетом количества элементов, связываемых данным отношением (операцией).

Система Система - это совокупность (множество) элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. При этом нужно учитывать, что 1) каждый элемент, входящий в систему, сам по себе может рассматриваться как система, состоящая из элементов другого типа, т.е. системы обычно представляют собой иерархическую структуру; 2) взаимосвязи между элементами системы могут меняться во времени в соответствии с ходом выполнения возложенных на эти элементы функций.

Сложная система Сложность структуры системы характеризуется следующими параметрами: • количество уровней иерархии управления системой; • многообразие компонентов и связей; • сложность поведения и неаддитивность свойств; • сложность описания и управления системой; • количество параметров модели управления, ее вид; • объем информации, необходимой для управления и т.д.

Стехиометриче-ская смесь Концентрация горючего газа в смеси с окисляющей средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси (дает max t° нагрева продуктов сгорания).

Ущерб U Функция от потенциальных воздействий, которые способна создать система на другие системы.

Функция принадлежности Обобщение индикаторной функции классического множества. В нечёткой логике она представляет степень истины as an extension of valuation. Функция принадлежности Я-i С21) количественно градуирует принадлежность элементов х фундаментального множества Xнечёткому множеству Л. Значение 0 означает, что элемент не включен в нечёткое множество, 1 описывает полностью включенный элемент. Значения между 0 и 1 характеризуют нечётко включенные элементы.

Энергия и длительность зажигания Энергия обычно не превышает ЗОДж. Длительность искры для метана 1502 ООмикросекунд.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мишенькина, Юлия Станиславовна, 2008 год

1. Farrar, С. R., Hemez, F. М., Shunk, D. D., Stinemates, D. W., Nadler, B. R.and Czarnecki, J. J., 2004, «А review of structural health monitoring literature: 1996-2001» Los Alamos National Laboratory Report, LA-13976-MS

2. Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis. Ibidem, 1989,585 p.

3. Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. Second Edition with Worked Examples. Ibidem, 1992, 461 p.

4. Risk Assessment and Management Handbook: For Enviromental, Health and Safety Professionalls. Eds. : R. Kolluru, S. Bartell, P. Pitblade, S. Stri-coff. N.Y. : Mc Graw-Hill, 1995.

5. Risk Assessment and Risk Management for the Chemical Process Industry. Ed. by H.R. Greenberg, J.J. Cramer. N.Y.: Van Nostrand Reinhold Company, 1991,315 р.

6. Zadeh L.A. Fuzzy sets // Information and Control. N-Y. 1965, № 8, p.338 -353.

7. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие в 5-ти книгах. Книга 2. В.А. Котляревский, А.В. Виноградов. М.: Издательство Ассоциации строительных ВУЗов. 1996. 384 с.

8. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие в 5-ти книгах. Книга 5. / Под ред. В.А. Котляревскогои А.В. Забегаева. М.: Издательство Ассоциации строительных ВУЗов. 2001.416 с.

9. Анализ аварийного риска и обеспечение безопасности химически опасных объектов. В.Г. Горский и др. // Химическая промышленность, 2002, №4.

10. Антонов А.В. Об определении индивидуального ресурса изделий атомных станций // Надежность и контроль качества ( НКК), 1996 , № 9, с. 42.

11. Антонов Г.Н., Можаев А.С. О новых подходах к построению логико-вероятностных моделей безопасности структурно-сложных систем. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1999, №9, с. 14.

12. Аронов И.З. Современные проблемы безопасности технических систем и анализа риска // Стандарты и качество, 3, 1998, с. 45-51.

13. Аронов И.З., Адлер Ю.П., Агеев JI.B. Обзор современных подходов к обеспечению качества и безопасности сложных систем на основе анализа видов последствий и критичности отказов // Надежность и контроль качества, №11, 1996, с. 3 16.

14. Ахлюстин В.Н., Новиков Г.А., Щукин Г.А. О возможностном подходе к прогнозированию аварии в сложных технических системах // Безопасность труда в промышленности, № 3 , 1992, с. 28 33.

15. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Анализ риска и проблем безопасности. В 4-х частях.//Ч. 1 .Основы анализа и регулирования безопасности: науч. Руководитель К.В. Фролов. М.: «Знание». 2006. - 640с.

16. Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. М: ГНТП «Безопасность», МИБ СТС.1996. 428 с.

17. Биргер И.А. Техническая диагностика-М.: Машиностроение, 1978. -240 с.

18. Боков В.А., Беляев В.И. Проблема «качества». Уроки нештатных ситуаций // Стандарты и качество, 1996, №11, с. 31 36.

19. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механики М.: Стройиздат, 1965, 290 с.

20. Борисов А.Н., Крумберг O.JI., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Рига.: Зинатне , 1990. 132 с.

21. Бочарников В.П. Fuzzy Technology. Математические основы. Практика моделирования в экономике. С.-П., Наука, 2001, 328 с.

22. Булычев Ю.Г. Общая теория опорно-параметрических методов приближенного решения линейных операторных уравнений // Вычислительная математика и математическая физика, 1996, т.36 №.10 с.236 -243.

23. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем М. : Наука, 1978, 410с.

24. Быков А. А., Мурзин Н. В. Проблемы анализа безопасности человека, общества и природы. СПб.: Наука, 1997. - 247 с.

25. Взрывозащищенное электрооборудование. Авт.: Н.Ф. Шевченко, А.Г. Арнополин, В.А. Семененко и др. М.,Недра, 1972, 264с.

26. Веников В.А. Теория подобия и моделирования М.: Высшая Школа., 1976.-478.

27. Вентцель Е.С. Теория вероятностей, М. : Физ. мат. издательство, 1962,-564 с.

28. Волик Б. Г. О концепциях техногенной безопасности // Автоматика и Телемеханика. 1998. №2.С.23-28.

29. Волков Е.Б., Судаков Р.С., Сырицин Г.А. Основы теории надежности ракетных двигателей М.: Машиностроение, 1974, - 305с.

30. Временные методические рекомендации. Программа проведения экспертизы промышленной безопасности в части идентификации производственных объектов. РД-02-98. М.: Госгортехнадзор России, 1998.

31. Гаенко В.П. Методологические аспекты теории безопасности сложных систем. СПб.: НИЦ БТС, 2004. - 194 с.

32. Горбатов В.А. Основы дискретной математики М. : Высшая Школа, 1986,-310 с.

33. Горский В.Г., Курочкин В.К., Дюмаев К.П., Новосельцев В.Н., Браун Д.Л. Анализ риска методологическая основа обеспечения безопасности химико-технологических объектов. Рос. хим. журнал, 1994, №2, с. 54-61.

34. ГОСТ Р 22.0.05-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. Дата введения 1996-01-01. УДК 001.4.658.382.3:006.354. Группа ТОО. М.: Изд-во стандартов.1995.

35. ГОСТ Р 22.0.07-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров. Введен впервые 01.01.1997. М.: Изд-во стандартов. 1996.

36. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.И. Введение в системный анализ Л. : ЛГУ. 1988. - 240 с.

37. Декабрун И.Е. Теоретические аспекты физики отказов. Физика отказов. М. : Наука. 1981. 162 с.

38. Дубинский Н.М. Надежность систем газоснабжения. Киев, Техника, 1970. 231 с.

39. Дружинин Г.В. О показателях риска при функционировании технологических систем // Надежность и контроль качества. 1997. №3. с. 41 -46.

40. Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. Приложения к представлению знаний в информатике М. : Мир, 1989, - 286 с.

41. Есипов Ю. В. Концепция возможностной оценки риска техногенных систем // Автоматика и телемеханика. 2003. № 7. С. 5-12.

42. Есипов Ю.В. Безопасность жизнедеятельности. Части 1, 2: Учебно-методическое пособие для студентов всех специальностей Ростовского института сервиса Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса. Ростов-на-Дону, 2004. - 168 с;

43. Есипов Ю.В. Возможностная оценка отказов в нечеткой системе «факторы объект» // Автоматика и вычислительная техника. 2002. № I.e. 14-23.

44. Есипов Ю.В. Возможностная оценка риска систем вида «чрезвычайные факторы потенциально опасный объект - средства и мероприятия защиты - человек» // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. М.: ВИНИТИ. № 2. 2004. с.66-73;

45. Есипов Ю.В. Моделирование опасностей и установление меры определенности происшествия в системе // Проблемы машиностроения и надежности машин. Изд. РАН. 2003. № 3. С. 112-117.

46. Есипов Ю.В. Постановка и пути решения проблемы оценки риска сложных технических систем // Управление риском. 2002. № 3. С. 24 — 28.

47. Есипов Ю.В. Постановка и пути решения проблемы оценки риска сложных техногенных систем // Управление риском, № 1, 2003, с. 38 -44.

48. Есипов Ю.В. Техническая диагностика сложных объектов, ч. 1. Методы технического диагностирования Пермь . : МО СССР, 1990, -126 с.

49. Есипов Ю.В., Акопьян В.А., Мухортов В.М., Герасимов B.JI. Воз-можностная оценка риска в ходе мониторинга и анализа динамических деформационных образов конструкций. Проблемы Безопасности и Чрезвычайных Ситуаций. № 3. 2006;

50. Есипов Ю.В., Васильченко Ю.И. Модель отказов «прочность нагрузка» при перекрывающихся в распределениях параметров в условии их одностороннего допуска (статистический подход) // Надежность и контроль качества. №3. 1994. с.7 - 13.

51. Есипов Ю.В., Васильченко Ю.И. Оптимальное распознавание состояний статистически неопределенных объектов на основе вероятностной модели «воздействия несущая способность» (гипотетический подход) // Надежность и контроль качества. №12. 1995. с. 46-53.

52. Есипов Ю.В., Лапсарь А.П. Разработка метода системного анализа потенциальной опасности комплекса «технический объект нерегла-ментированные факторы окружающей среды» // Надежность и контроль качества. 1997. №1 l.c.48-56

53. Есипов Ю.В.,. Мишенькина Ю.С., Толкачев А.П. Разработка проекта информационной технологии возможностной оценки риска сложных систем // Управление риском. 2003. № 3. С. 33-37.

54. Есипов Ю.В., Мишенькина Ю.С., Тикиджьян Р.Г. Метод возможностной (нечеткой) оценки риска сложных технических систем // Наука -производству. № 2. 2004. с.24-31.

55. Есипов Ю.В., Самсонов Ф.А., Рябоконь Д.Н. Методика и программный продукт «Возмер». Р-н-Д.: РВИ РВ. В рамках КНИР «Безопасность -99». 2001. Инв. 31 /33;

56. Золотухин В.Ф. Фундаментальные числовые характеристики возможности, возможностного распределения и меры // Автоматика и Телемеханика. 2002. №3. с. 152-159.

57. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем М.: Мир, 1980.-290 с.

58. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1990, - 422 с.

59. Коваленко И.Н., Кузнецов Н.Ю. Методы расчета высоконадежных систем -М.: Радио и связь , 1998, 186 с.

60. Концепция национальной системы стандартизации. Постановление Коллегии Госстандарта от 11.06.1998 // Стандарты и Качество, №9, 1999, .с.91.

61. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. Пер с фр. В.Б. Кузминова. Под ред. С.И. Травкина М.: Радио и связь , 1982 .432 с.

62. Лисанов М.В., Печеркин А.С., Сидоров В.И., Симакин В.В. Роль исходной информации в практике разработки декларации безопасности опасных производственных объектов нефтехимического комплекса. Хим. пром., 1999, №1, с. 62-68.

63. Лобызов Н.И., Кармазинов Н.М. К расчету времени формирования минимального ядра пламени при зажигании взрывоопасных смесей электрическими зарядами //Физика горения и взрыва. 1984. №6. с.55-58.

64. Махутов Н. А. Развитие и применение методов управления риском в задачах обеспечения техногенной безопасности и технического регулирования // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. М.: ВИНИТИ. 2006. № 1. с. 35-50.

65. Махутов Н.А. Научные проблемы безопасности техногенной сферы. // Проблемы машиностроения и надежности машин (ПМ НМ). № 1. 1999. С. 109-116.

66. Мелихов А.Н., Берштейн JI.C., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой —М.: Наука. 1990. 272 с.

67. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов РД 03-418 01. Выпуск 10. Серия 03. М.: Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгор-технадзора России. 2002. 38 с.

68. Мишенькина Ю.С., Есипов Ю.В. Комплексный многофакторный критерий для оценки информационного и техногенного риска // Материалы 2-й Международной научной конференции «Современные проблемы радиоэлектроники». Р-н-Д: РАС ЮРГУЭС, 2007. стр. 16-19.

69. Можаев А.С. Автоматизированное структурно-логическое моделирование в решении задач вероятностного анализа безопасности. //Теория и информационная технология моделирования безопасности сложных систем. Вып. 4. СПб: ИНМАШ РАН, 1994, с. 16-38.

70. Можаев А.С., Гладкова И.А. Программный комплекс «ПК АСМ СЗМА» для вероятностного анализа надежности и безопасности структурно-сложных систем. Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ № 2003611099; 2003611100; 2003611101.

71. Мурзаков В.В. Горючие газы и их свойства. Изд.2-е, перераб.и доп. Л., Недра, 1978. 152 с.

72. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А.Н. Борисов , А.В, Алексеев и др. М.: Радио и связь , 1989 - 304 с.

73. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. — М. : Наука. 1981 -231 с.

74. Острейковский В.А. Физико-статистические модели надежности элементов ЯЭУ М.: Энергоатомиздат, 1986 - 220 с.

75. Острейковский В.А. Теория систем. М.: Высшая школа, 1994 -250 с.

76. Порецкий П.С. Решение общей задачи теории вероятностей при помощи математической логики. Труды Казанской секции физ. мат. наук. Сер.1, 1987. Т.5, с. 112-118.

77. Поспелов Д. А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука. 1986.-288 с.

78. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М., Энергия, 1964, 508 с.

79. Прикладные нечеткие системы: Пер. с япон./ К. Асаи, Д. Ватада, С. Иван и др.; под редакцией Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугэно. М.: Мир, 1993.-368с.

80. Присняков В.Ф., Приснякова Л.М. Математическое моделирование переработки информации оператором человеко-машинных систем.- М: Машиностроение, 1990.-248 с.

81. Программный продукт «Программа моделирования безопасности и оценки риска возникновения происшествий в сложных и уникальных системах «MART». Свидетельство регистрации программы для ЭВМ №2008611737.

82. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов.-М.: Радио и связь, 1988.

83. Риски: анализ и управление. Сборник научных трудов. Под ред. Быкова А.А., Юлдашева Р.Т.Выпуск 1. - М.: «Анкил», 1999 - 120 с.

84. Рябинин И. А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.: Политехника, 2000. - 248 с.

85. Рябинин И.А., Черкесов Г.М. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно-сложных систем. М., Радио и связь. 1981.263 с.

86. Савельев Л.Я. Комбинаторика и вероятность Новосибирск.: Наука. СО. 1975.-420 с.

87. Самсонов Ф.А. Методика построения имитационного тренажерного комплекса на базе ПЭВМ для подготовки операторов технических систем // Научная мысль Кавказа. № 4. 2005. с. 114-121. Н.,

88. Сафонов В. С., Одишария Г. Э., Швыряев А. А. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М.: «Олита», 1996. - 208 с.

89. Седов Л.Н. Теория подобия и размерностей в механике. М.: Наука. 1987. 432 с.

90. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. СПб.: Издательство ДЕАН, 2004. 80 с.

91. Соложенцев и др. Логико-вероятностные модели риска в банках, бизнесе и качестве. СПб., Наука, 1999. - 122 с.

92. СТП "Методика автоматизированного структурно-логического моделирования и расчета надежности проектируемых объектов". СПб.: СПИК СЗМА, 2002. -15 с.

93. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений М.: Стройиздат, 1967 - 232 с.

94. Теория и информационная технология моделирования безопасности сложных систем. // Под ред. И.А. Рябинина и Е.Д. Соложенцева. С-Пб. ИПМАШ РАН, 1994 95 г., 400 с.

95. Трефилов В.А. Теоретические основы безопасности человека. Пермь.: ПГТУ. 2005. 126 с.

96. Успенский В.А., Семенов А.Л. Теория алгоритмов: основные открытия и приложения. М.: Наука. 1987 - 288 с.

97. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1984.

98. Элементы теории испытаний и контроля механических систем / Под ред. P.M. Юсупова. М.: Энергия, 1978 - 178 с.

99. Яхъяева Г.Э. Основы теории нечетких множеств. Электронный ресурс. http://www.intuit.ru/departament/ds/fuzzysets.