Деревья событий и принципы их построения (стр. 1 из 4)

ДЕРЕВЬЯ СОБЫТИЙ И ПРИНЦИПЫ ИХ ПОСТРОЕНИЯ

План

1.Деревья событий. Понятия и определения.

2. Общие принципы построения деревьев событий.

2.1 Цели и задачи построения дерева событий.

2.2 Построение функциональных деревьев событий (ФДС).

2.3 Построение системных деревьев событий.

2.4 Определение критериев успешной работы систем станции.

1. Деревья событий. Понятия и определения

Разработка вероятностных моделей безопасности АС является следующей после анализа, группировки, классификации и составления перечня исходных событий (ИС) стадией вероятностного анализа безопасности. Такие модели должны быть разработаны для каждой группы ИС, включенной в перечень. В качестве вероятностных моделей безопасности наиболее широко применяются деревья событий (ДС) и деревья отказов.

Деревья событий (EventTree) являются графическими моделями, которые упорядочивают и отображают события протекания аварии (выполнение функций безопасности или работу систем) согласно требованиям по ослаблению исходных событий. Они показывают, как среагируют системы АС на рассматриваемое исходное событие, будут ли выполнены при этом функции безопасности, условия безопасной эксплуатации и что произойдет в итоге, как отразится исходное событие на ядерно-опасном объекте.

Каждое дерево событий включает диаграмму состояний (граф) и таблицу, поставленные в однозначное соответствие друг к другу. Диаграмма состояний (граф) представляет собой систему горизонтальных и вертикальных линий, развивающуюся слева направо вдоль последовательно составленных ячеек таблицы (рис 1 — 2). В левой крайней ячейке таблицы указывается исходное событие или его условное обозначение, в последующих — промежуточные события или их условные обозначения. Разветвление горизонтальной линии в пределах какой-либо ячейки таблицы означает либо осуществление (верхняя ветвь), либо неосуществление (нижняя ветвь) события, указанного в ячейке. В правой части диаграммы у соответствующих ветвей указываются возможные конечные состояния (endstate).

Иначе говоря, ДС условно можно разделить на две части: графическую и табличную, которая, в свою очередь, также состоит из двух частей:

заголовков (или событий верхнего уровня — TopEvent) и их условных обозначений — собственно верхней части ДС — и таблицы конечных состояний — правой части ДС.

"Заголовками" или событиями верхнего уровня могут быть:

- состояния функций безопасности;

- состояния систем;

- базисные события;

- действия оператора по восстановлению систем.

Деревья событий могут быть функциональными или системными — в зависимости от стадии (глубины) моделирования.

Функциональные деревья событий (ФДС) — это такие ДС, промежуточными событиями — "заголовками" в которых является успешное или неуспешное выполнение функций безопасности, требуемых для обеспечения проектного протекания аварий или снижения аварийных последствий. В заголовках таблицы промежуточных состояний записываются названия и условные обозначения функций безопасности.

Пример функционального дерева событий (ФДС) представлен на рис. 1.

В этом упрощенном примере рассмотрено выполнение только двух функций безопасности: аварийный отвод запасенной теплоты и долговременный отвод остаточной теплоты при исходном событии — потере внешнего питания.

И.С.	Ф.Б.	Ф.Б.
Потеря	Отвод	Отвод
внешнего	запасенной	остаточной
питания	теплоты (авар)	теплоты
LOSP	ECS	CCS	SEQ // ENDSTATE

Рис.1. Пример ФДС.

Дерево событий имеет два верхних события (TopEvent), т. е. два заголовка: "аварийный отвод запасенной теплоты" — условное обозначение "ECS" и "долговременный отвод остаточной теплоты" — условное обозначение "CCS".

Дерево событий имеет три конечных состояния

1)ОК;

2)SMALL-RELEASE (небольшой выброс);

3)LARGE-RELEASE (большой выброс).

Очевидно, что выполнение обеих функций безопасности приводит к успешному исходу (ОК) (верхняя ветка ДС), а невыполнение обеих функций — к аварийному исходу — большому выбросу радиоактивных веществ (нижняя ветка ДС). Эта ветвь ДС и является аварийной последовательностью. Вторая последовательность также аварийная, она образуется при невыполнении одной функции безопасности и отличается от третьей размерами повреждений.

Системные деревья событий — это такие ДС, промежуточными событиями в которых являются успешное функционирование либо отказы систем, их отдельных каналов, структурных частей, компонентов и/или ошибочные действия персонала, которые могут повлиять на выполнение рассматриваемых функций безопасности. В качестве промежуточных событий в таблице системного ДС записываются названия или обозначения систем, их отдельных каналов, структурных частей, компонентов или действий персонала.

На рис. 2 показан пример системного ДС для аварии с обесточиванием АС (исходное событие — LOSP— LossofSitePower) с реактором ВВЭР-1000.

Рис. 2. Пример системного ДС для аварии с обесточиванием АС.

Промежуточные события здесь определяются срабатыванием систем, участвующих в работе при аварии с обесточиванием АС:

А — аварийный останов РУ — A3;

W— подача аварийного электроснабжения от ДГ насекции ВХ, BV, BW;

С1 — ввод бора в первый контур (САОЗ ВД);

Е1 — компенсация роста давления после закрытия СКТГ(открытие БРУ-А при поступлении требования);

Е2 — закрытие БРУ-А;

F1 — компенсация роста давления после закрытия СКТГпри несрабатывании БРУ-А (открытие ПКПГ);

F2 — закрытие ПКПГ;

V— подпитка 1-го контура при расхолаживании РУ (САОЗ ВД);

СЗ — расхолаживание РУ через 2-й контур, при успешной работе БРУ-А;

С4 — расхолаживание РУ через 2-й контур, при успешной работе ПК ПГ.

В рассматриваемом примере в 11 случаях из 14 протекание аварии приводит к неуспешному исходу — повреждению активной зоны — CD. Существенными для безопасности являются почти все определенные для данного ИС функции системы. При невыполнении условий обеспечения подкритичности, т. е. при неуспешной работе систем A3 (А) и САОЗ ВД (C1), a также при отсутствии аварийного электроснабжения (W) следует неуспешный исход.

Подводя итог сказанному, можно сформулировать определение и свойства ДС.

Дерево событий (ДС) представляет собой логическую диаграмму, которая определяет множество возможных конечных состояний АС, каждое из которых, является реализацией определенных сочетаний промежуточных событий, могущих повлиять на процессы развития аварии при заданном ИС.

Графически ДС (рис. 1 - 2) изображается в виде таблицы состояний и собственно логической диаграммы состояний в форме разомкнутого бинарного графа или дерева. В заголовках колонок таблицы слева направо размещаются названия и условные обозначения промежуточных событий — событий верхнего уровня(TopEvent). Характеристики конечных состояний — результаты аварийных последовательностей — отображаются в крайнем правом столбце (endstate).

События верхнего уровня (TopEvent) — это вершины деревьев отказов.

Основными свойствами ДС являются следующие:

1.Каждая последовательность приводит или к безопасным условиям, или к аварийным условиям, например, внутренним повреждениям.

2.Деревья событий устанавливают связь между системами ифункциями безопасности одной из последовательностей событий.

3. Деревья событий обеспечивают полное прослеживание(просмотр) аварийных последовательностей.

4. Деревья событий, отображая путь развития аварии, выполняют такие функции: определяют аварийные последовательности;определяют существенные функции безопасности системы; определяют количество учитываемых последовательностей.

2. Общие принципы построения деревьев событий

2.1 Цели и задачи построения дерева событий

Мы получили уже некоторое представление о ДС, и прежде чем учиться их строить, попытаемся еще раз повторить и понять, зачем это надо делать. Итак, что дают деревья событий.

1. Деревья событий моделируют:

• связь функций безопасности и систем безопасности;

• развитие аварийных последовательностей.

2. Деревья событий используются:

• для определения аварийных последовательностей,приводящих к плавлению активной зоны (CD);

• для количественного определения аварийных последовательностей — вычисления вероятности их реализации.

3. При построении ДС определяются границы ДС (начальныеи конечные условия), а именно:

• время (машинное время) обеспечения функций безопасности;

• важные конечные состояния (OK, CD, ...);

степень моделирования действий оператора по восстановлению систем;

• использования альтернативных систем (и других возможных по реакции станции).

4. При построении ДС определяются критерии успеха (неуспеха):

• посредством построения функционального дерева событий;

• учета основных функций безопасности.

2.2 Построение функциональных деревьев событий (ФДС)

Разработка ФДС начинается составлением перечня функций безопасности, выполнение которых обеспечивает проектное протекание рассматриваемой аварии (для проектных ИС) или уменьшение ее последствий (для запроектных ИС). В итоге должен быть получен перечень требуемых функций безопасности, определены наборы выполняющих их систем безопасности и функций персонала, определены критерии их успешного выполнения и выявлены функциональные зависимости между ними. Для составления такого перечня могут быть использованы те же источники информации, что и для этапа классификации исходных событий. Кроме того, могут быть проведены дополнительные расчетные анализы процессов для уточнения критериев выполнения функций безопасности в случае непроектного протекания аварии.