Методические указания к выполнению лабораторных работ Санкт-Петербург, 2007 г (стр. 5 из 8)

Рис.7 Вид экрана после построения СФЦ учебного проекта

Сохранить созданную схему, используя подпункт Сохранить как пункта верхнего меню Схема.

1. Задать верхнюю границу размерности модели и загрузить кодовую таблицу СФЦ в файле gb.dat. Для этого необходимо включить кнопку Gb.dat панели инструментов. На экране появится окно (Рис.8). В окне необходимо изменить в таблице значение N2 (N2=100), а затем включить кнопку Записать окна Файл gb.dat и кнопку Сохранить диалогового окна сохранения файла.

Рис.8. Окно Файл gb.dat

1. Ввести значения параметров элементов учебного проекта в файл harel.dat. Действие выполняется нажатием кнопки Harel.dat и внесением в столбцы таблицы значений статических вероятностей безотказной работы элементов и их наименований ( 0.7 – для события А; 0.1 – для события В и 0.2 – для события С). Вид окна Файл Harel.dat приведён на рис.9. После заполнения столбцов следует нажать кнопку СФЦ окна таблицы параметров элементов, а затем кнопку Сохранить диалогового окна «Сохранение файла Harel.dat».

Рис.9. Окно Файл Harel.dat

7. Убедиться, что на панели инструментов включена кнопка Перемещение вершин и выполнить двойной щелчок на любой вершине СФЦ. Открывается доступ к кнопке Сохранить (F2).

8. Включить кнопку Сохранить (F2). При этом сохраняются два файла с расширениями .sfc и .txs c загруженными параметрами. Эта пара файлов вместе представляют СФЦ.

9. Запустить подготовку сеанса моделирования включением пункта верхнего меню Окно моделирования. Запуск ПК . В открывшемся окне (рис.10) «Автоматизированного моделирования и расчётов» открыть и ввести в поле «Ввод ЛФК» критерий отказа, аварии, срыва события: y″4. Здесь – y –прямое значение критерия или y″ - значение критерия с отрицанием, а 4 – номер вершины, к которой применяется критерий. В качестве критерия можно использовать любую конструкцию с применением логических функций.

Рис.10. Вид окна автоматизированного моделирования и расчётов

1. Ввести параметры и режимы моделирования, для чего на странице «Моделирование» (рис.10) установить признаки «Вывод явной ФРС» и «Вывод явной ВФ», а на странице «Расчёты» включить переключатель «Статические расчёты».
2. Запустить автоматическое моделирование и статические расчёты включением кнопки «Моделирование и расчёт», после чего в окне высвечиваются результаты в виде чисел в окнах и диаграммы (рис.11). В учебном примере число конъюнкций ФРС равно 3, число одночленов многочлена ВФ также 3.

Рис.11 Вид окна с результатами

12. Получить отчёт о результатах проведённого моделирования и расчётов включением кнопки «Отчёт» панели инструментов. При этом в окне отчёта выводится содержимое файла rezacm.lst

13. Изменить цель исследования на обратную, изменив соответственно логический критерий.

14. Повторить моделирование и статические расчёты c изменённым критерием.

15. Оформить отчёт по лабораторной работе с использованием распечаток отчётов, автоматически формируемых ПУ АСМ и построенной СФЦ, а также требований п.4 «Общих замечаний к выполнению лабораторных работ».

Лабораторная работа № 2

ЛВ-модель риска катастрофы во взрывопожароопасном помещении

Цель работы: построение ЛВ – модели риска катастрофы сложной системы и её оценка и анализ.

Сложная система (СС) может состоять из оборудования, датчиков, компьютеров, программ, инструкций и действий человека. В качестве действий рассматриваются управление, испытание, ремонт и обслуживание. Рассмотрим построение ЛВ - модели риска СС, в которой элементами риска являются также действия человека. Построение ЛВ – модели риска СС проводится на примере оценки и анализа риска взрыва в аккумуляторном отсеке подводной лодки [2].

Технология работы

1. Постановка задачи анализа системы.

Рассмотрите описанные ниже сценарий взрыва в аккумуляторном отсеке подводной лодки и проведённый анализ возможности его возникновения.

Известно, что для предупреждения взрывов смеси водорода, выделяющегося из аккумулятора, с воздухом, принимается ряд специальных мер. Интенсивность газовыделения аккумуляторной батареи зависит от режима ее использования, срока службы, температуры среды и др. Водород удаляется системой вентиляции или сжигается в специальных приборах. Содержание водорода в атмосфере помещения постоянно контролируется автоматическими и переносными газоанализаторами.

Взрыв обязательно произойдет, если будет достигнута взрывоопасная концентрация водорода из-за отсутствия вентиляции Z₄-Z₇ и контроля за содержанием водорода Z₁-Z₃, а также наличия источника очага воспламенения смеси Z₈-Z₁₀.

Сценарий опасного состояния приведен на рис.12. Составление такого сценария является творческой частью анализа безопасности, наиболее трудной и неформализуемой. В данном случае под опасным состоянием понимается взрыв водорода в помещении, где размещена аккумуляторная батарея. Такой взрыв может привести (и приводил) к гибели персонала и другим разрушениям, т.е. к ущербу большого масштаба.

Философская проблема единственности и полноты при исследовании безопасности ставит два вопроса:

1). Будет ли обеспечено при этом единственное толкование специалистами способов попадания системы в опасное состояние?

2). Будут ли учтены все обстоятельства, способствующие взрыву?

Положительные ответы на эти вопросы могут быть даны за счет организующей роли математики и прагматического установления масштабов исследуемой системы (т.е. учета всех обстоятельств только внутри ограниченного объема и ограниченных ресурсов).

Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10

Рис. 12. Сценарий опасного состояния

Стремясь получить как можно больше конкретных рекомендаций по активной защите системы от ее попадания в опасное состояние, не следует думать, что это достигается только за счет перебора как можно большего числа инициирующих условий (ИУ). Правильнее будет движение от малого к большому. В данном случае, от минимально учитываемых условий («ядра» системы) к учету дополнительных обстоятельств, добавляемых к «ядру». В рассматриваемом примере к «ядру» системы можно было бы сначала отнести только условия Z₄, Z₅, Z₆, Z₇ , а затем вспомнить и об остальных Zi. Есть возможность расширительного толкования и ошибок людей (Z₁) и способов нарушения инструкций (Z₇). Однако, в конкретных задачах необходимо уметь ограничить круг рассмотрения, чтобы не загромоздить задачу массой деталей.

Конечное событие - взрыв водорода Z₁₉ в аккумуляторном отсеке происходит при достижении взрывоопасной концентрации Z₁₈ и одновременного действия источника зажигания Z₁₆. Взрывоопасная концентрация водорода образуется, если отсутствует вентиляции Z₁₇ и контроль Z₁₄ за концентрацией водорода. Контроль отсутствует по причине ошибки личного состава или отказа газоанализатора Z₁₁. Отказ газоанализатора означает отказ переносных Z₂ или стационарных газоанализаторов Z₃. Причинами отсутствия вентиляции являются ее не запуск вручную Z₇ и автоматикой Z₁₅. Последнее происходит из-за отказа вентилятора Z₆ или из-за отключения системы автоматики Z₁₂. Отключение системы автоматики происходит из-за одновременного отказа автоматики дожигания Z₄ и газоанализатора Z₅. Наличие источника зажигания обуславливается возможным курением личного состава Z₁₀ или наличием какого-либо искрения Z₁₃.Искрение происходит из-за искрения на вентиляторе Z₈ или на шинах батареи Z₉.

Графический ввод модели исследуемого свойства сложной системы, в виде СФЦ в окно ПК, позволяет автоматизировать введение правил при проведении исследований.

Причины взрыва на самом нижнем уровне дерева событий Z₁ - Z₁₀ называют инициирующими условиями и считают их независимыми случайными событиями. Заметим, явление исследуют "сверху вниз": сначала формулируют опасное состояние (взрыв), а затем определяют его возможные причины. По каждому опасному состоянию системы анализируют отказы ее элементов или цепочек отказов до тех пор, пока не будет найден самый первичный отказ: выход из строя единственного узла или ошибки человека.