Муравьева Е.В., Романовский В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

101

века), нужно помнить, что все они могут быть обусловлены: а) внутренними

причинами – отсутствием должных психологических установок, знаний и на-

выков; б) внешними для человека факторами – несовершенством используемых

им оборудования и технологии, высокой напряженностью труда или неблаго-

приятными условиями рабочей среды.

Как свидетельствует опыт, при построении дерева происшествия

целесообразно руководствоваться следующими правилами:

1) как можн

о четче определять условия появления головного со-

бытия;

2) декомпозировать все сложные события-предпосылки;

3) уточнять время, место и причины возникновения каждой из

них;

4) выявлять совместно действующие факторы и разделять их;

5) учитывать возможность обратных связей между элементами

техники;

6) увязывать события-инициаторы причинных цепей с внешни-

ми фа

кторами;

7) проверять достоверность принятых допущений и используе-

мых исходных данных.

Построение дерева происшествия должно заканчиваться проверкой пол-

ноты образующих его событий и связей между ними.

Также необходимо указать на особенности использования дерева исходов

моделируемых выше происшествий и выдадим рекомендации, касающиеся по-

рядка его построения и проверки адекватности реальному процессу. Эта мо

дель

также должна строиться от центрального события к ветвям, олицетворяющим

многообразные формы и способы причинения ущерба различным ресурсам. В

качестве центрального события целесообразно рассматривать головное событие

дерева происшествия.

В отличие от дерева происшествия, основным методом прогноза служит

не дедукция, а индукция, т.е. воспроизведение всех тех последствий, которые

102

могут иметь место, как не противоречащие объективно существующим законам

природы.

Определение всех событий рассматриваемых здесь моделей (каждой

предпосылки дерева происшествия и каждого исхода дерева событий) следует

проводить лишь через наиболее существенные признаки. Прежде всего, для них

указывать:

1) родовую принадлежность, например, «гибель, увечье, временная поте-

ря трудоспособности человека» - для различных исходов несчастного случая

или «отказ, ошибка, нерасчетное внешнее воз

действие» - 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 ошибок типа «круг в определении», т.е. попыток

выразить содержан

ие определяемых понятий через самих себя (например, «по-

требность – это то, в чем нуждаешься, а нужда – то, что требуется»). Наконец

для выявления причинно-следственных связей между событиями диаграмм ти-

па «дерево», следует руководствоваться принятыми в формальной логике мето-

дами: единственного сходства, единственного различия и их комбинацией, а

также мет

одами остатков и сопутствующих изменений.

Проверка правильности и полноты определения событий, учитываемых в

диаграммах типа «дерево», позволяет приступить к их качественному анализу.

Его основные задачи состоят в выявлении закономерностей возникновения и

снижения ущерба от происшествий, т.е. в установлении, например, тех цепочек

событий соответствующего дерева, реализация которых приводит к появлению

либо к не появлению его гол

овного события, а также в количественной оценке

вклада интересующих нас событий-предпосылок.

Количественный анализ дерева происшествия и оценку вероятности дос-

тижения его головного события рекомендуется осуществлять в таком порядке:

103

1) аналитическая модель данного процесса декомпозируется на

отдельные блоки – сомножители и слагаемые функции;

2) в выбранных блоках выделяются те подмножества событий,

которые соединены между собой условиями «и», «или» и имеют извест-

ные вероятности появления;

3) проводится расчет вероятностей наступления вершинных для

таких блоков событий;

4) структурная функция упрощается путем замены каждого

подмножества одним чле

ном, обладающим эквивалентной вероятностью;

5) подобным образом рассчитывается и вероятность появления

головного события.

В процессе оценки числовых характеристик декомпозированного

дерева происшествия, следует руководствоваться рядом правил:

1) объединенные логическим символом «и» n предпосылок заменяют

одним событием с вероятностью появления P

∏

Ρ=Ρ×Ρ×Ρ=Ρ

321

(30)

2) соединенные логическим условием «или» m предпосылок заменяют од-

ним событием с вероятностью P

, равной:

)1(1)1)(1(1

∏

−−=−−−=

imД

PPPP

(31)

которая при m=2 и m=3, рассчитывается по таким зависимостям:

PPPPP

m 1212

−

(32)

3213231213213

PPPPPPPPPPPPP

+−−−++=

(33)

3) при известных структурных схемах безотказности техники, парал-

лельно соединенные элементы соответствуют логическому условию «и» этого

дерева, а последовательно соединенные - «или».

4) в случае объединения логическим условием «и» нескольких собы-

тий, одно из которых имеет близкую к единице вероятность, а другие – мень-

104

шую 0,01, допускается упрощение данной ветви путем отбрасывания события с

большой вероятностью возникновения.

5) при объединении логическим условием «или» нескольких событий,

одно из которых имеет близкую к нулю вероятность, а другие – на два-три по-

рядка больше, также можно упрощать соответствующую ветвь, но отбрасывать

нужно событие с малой вероятностью.

6) количественная оценка вероятности головного события мож

ет быть

проведена также с помощью минимальных сочетаний событий – путем по-

строения нового, эквивалентного исходному дереву, включающего в себя соче-

тания какого-либо одного типа. Однотипные сочетания соединяются в новом

дереве: «или» - для дерева, состоящего из одних МПС, и условием «и» - для де-

рева из МОС.

3.13 АНАЛИЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА «ДРЕВОВИДНЫЕ

СТРУ

КТУРЫ»

Тенденция увеличения числа управляемых человеком объектов приводит

к росту объема информации, которую он должен принять, переработать и вы-

дать соответствующее (как можно ближе к оптимальному) решение. Таким об-

разом, в ходе научно-технического прогресса коренное изменение структуры

процессов привело к существенному изменению в них роли человека и, следо-

вательно, к увеличению психологических нагруз

ок на человека. «Человеческий

фактор» не всегда должным образом учитывается при проектировании различ-

ных систем. Технические характеристики все более и более усложняющихся

систем довольно часто плохо согласуются с возможностями человека. Нередки

случаи, когда человеческий фактор, играющий во многих случаях определяю-

щую роль в функционировании систем, начинают принимать во внимание

только в процессе их эксплу

атации, а на этапе проектирования не выполняются

самые элементарные требования по учету характеристик и свойств человека.

Недооценка этого фактора, существенно снижает надежность функционирова-

105

ния систем. Создалось положение, когда одно из важнейших звеньев систем

остается в стороне от внимания разработчиков.

Система «человек-техника-среда» характеризуется чрезвычайной слож-

ностью внутренних и внешних взаимосвязей и их зависимостью от очень

большого числа факторов, причем количественные характеристики для новых

систем, как правило, не поддаются точному прогнозу. С другой стороны, заме-

на человека машиной не всегда возможна и целесообразна. Человек ост

ается

наиболее универсальным, пластичным и активным звеном системы управле-

ния. Переработка информации человеком зависит от его индивидуальных осо-

бенностей, степени его обучения, функционального и эмоционального состоя-

ния, типа его нервной деятельности, мотивации действий, длительности и вида

работы и т.д. Все эти свойст

ва человека должны учитываться при анализе ко-

нечных характеристик прогнозируемой системы.

Наиболее универсальным методом анализа не только негативных, но и

позитивных состояний и целей является метод «Древовидные структуры»,

включающий в себя как частный случай рассмотренные методы. Этот метод

обладает рядом достоинств:

- способствует четкой формализации рассматриваемого материала;

- ориентирован на анализ различных ситуаций;

- дает во

зможность анализа различных, но взаимосвязанных ситуаций и

событий в рамках одного «дерева»;

- дает возможность эффективной количественной оценки вероятности

достижения анализируемого события;

- равноправен ко всем элементам системы «человек-техника-среда».

3.14 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СИМВОЛЫ МЕТОДА

«ДРЕВОВИДНЫЕ СТРУКТУРЫ»

Древовидная структура - графическое представление взаимосвязи раз-

личных событий конкретной сист

емы «человек-техника-среда».

106

Событие - состояние, происшествие, явление, действие, которое могло

произойти, произошло или может произойти в системе или элементе.

Событие, являющееся целью анализа, называется головным или резуль-

тирующим. Головное событие наступает в результате комбинации различных

событий. В древовидной структуре может быть несколько головных событий.

Кроме жестко детерминированных причинно-следственных связей, в древовид-

ной структуре возможны и обратные связи, когда головное событие (или про-

межуточн

ое) влияет на предыдущее.

События, являющиеся первопричинами анализируемой системы и в

конечном итоге, приводящие к возникновению головного события, назы-

ваются первичными или исходными.

События, расположенные на древовидной структуре между головным и

первичным событиями называются промежуточными.

Любое из событий обозначается символом с пояснениями внутри не-

го.

Отношения между событиями обозначаются логическими связями или

операциями:

I. Операция «И»:

Выходное событие в данном случае происходит только при реализа-

ции всех входных событий. Количество входных событий – более одного.

Понятия «входное событие», «выходное событие» здесь и далее служат

лишь для объяснения качества связи между ними с помощью той или

иной операции и не являются понятиями самой древовидной структуры.

107

2. Операция «ИЛИ»:

Выходное событие происходит при реализации хотя бы одного из вход-

ных

событий. Количество входных событий более одного.

3. Операция «Σ» (совокупность событий):

Операция «Σ» применяется тогда, когда влияние входных событий на вы-

ходное не удается четко отнести к одной из двух предыдущих («И» или

«ИЛИ»). Выходное событие происходит тогда, когда совокупное влияние вход-

ных событий на выходное превышает определенный порог. Количество вход-

ных событий более одного.

4. Операция « —► » (причина - следствие):

Операция «—► » применяется для упрощения взаимосвязи событий в

конкретной системе «человек- техника -среда» в случае, когда наблюдается

четкая взаимосвязь между входными и выходными событиями.

Операция «—► » в ряде случаев может быть заменена одной из опера-

ций

«И - причина», «ИЛИ - причина», «Σ - причина» в зависимости от кон-

108

кретной ситуации.

Такая замена может быть полезна для анализа причин появления «обяза-

тельного» события в конкретной системе.

В случае, когда входное событие инициирует реализацию нескольких

выходных событий, графическое представление операции « —►» представля-

ется следующим образом:

5. Операция «Определяющее событие»:

В случае реализации входного события дальнейший ход событий будет

происходить по ветке «Да» (реализация «Выходного события 1») или по ветке

«Нет» (реализация «Выходного события 2») в зависимости от того, реализуется

в конкретном случае определяющее событие или нет. При необходимости про-

109

водится анализ причин возможной реализации определяющего события в рам-

ках древовидной структуры.

Для введения пояснений о сопутствующих событиях и других событиях,

напрямую не влияющих на ход развития событий, можно использовать символ:

Древовидную структуру можно делить на отдельные фрагменты. Для

соединения фрагментов в единую логическую структуру используется символ

перехода с порядковым номером перехода внутри него:

3.15 ПРОЦЕДУРА ПОСТРОЕНИЯ ДРЕВОВИДНОЙ СТРУКТУРЫ

Построение древовидной структуры начинается с процессов синтеза и

анализа, включающих несколько процедур.

Процесс синтеза включает в себя определение цели анализа, выбор кон-

кретной системы «человек-техника-среда» для возможности проведения анали-

за достижения цели.

Процесс анализа производится методами индукции и дедукции и вклю-

чает след

ующие этапы:

1. Выбираются какие-то взаимосвязанные события рассматриваемой сис-

темы, определяется конкретная схема взаимосвязи между ними, графически

110

оформляется данный фрагмент взаимосвязи событий.

2. Графический фрагмент расширяется далее при ответе на один из во-

просов:

- что может последовать далее?

- что предпринять?

- почему это произошло?

При этом выявляются дополнительные события и взаимосвязи между

ними.

3. Продолжаются этапы 1 и 2 до тех пор, пока древовидная структура

не будет соответствовать цели анализа.

В к

ачестве примера проведем анализ возможных ситуаций при ра-

боте абсорбционной установки для очистки газовых потоков от вредных при-

месей по ее принципиальной схеме [Мухутдинов А.А. и др. Основы и менедж-

мент промышленной экологии: Учебное пособие. Казань: Магариф, 1998]:

Суть работы установки в следующем: НГ поступает в абсорбер, прохо-

дит через слой на

садки, где примеси поглощаются движущимся навстречу аб-

сорбентом, а ОГ выводится из абсорбера; восстановление абсорбента (выделе-

ОГ (очищенный газ) Примесь

Пар

Десорбер

Испаритель

Теплообменник

Вода ох-

лажде-

ния

Холодильник

НГ (не-

очищен-

ный газ)

Абсорбер

Слой на-

садки