Количественный анализ опасностей

Количественные методы анализа эффективны при сравнении сопоставимых опасностей системы в конкретном интервале времени. Количественные методы эффективны по следующим причинам:

- оценки будущих характеристик системы могут выполняться по характеристикам компонентов системы. Оценки на этом уровне более точны, а их погрешности меньше влияют на результат;

- оценки могут выполняться различными лицами, так что для каждого вида оценок может быть привлечен наиболее квалифицированный специалист;

- оценки могут осуществляться методом последовательного приближения, причем при каждом пересчете можно изучать влияние изменения исходных данных.

Применение количественных методов анализа требует в первую очередь выбора группы критериев или отдельного критерия, определенного как мера для сравнения количественных показателей исследуемой операции в отношении затрачиваемых усилий и получаемых результатов. Критерий должен отвечать следующим основным требованиям:

- иметь ясный физический смысл;

- быть определяющим и соответствовать основной цели функционирования системы, подсистемы или элемента;

- учитывать основные детерминированные и стохастические факторы, определяющие уровень безопасности системы;

- быть критичным к анализируемым параметрам и достаточно чувствительным к ним.

Классификация критериев включает:

А. Общие (интегральные) критерии, дающие наиболее полную оценку совершенствования системы (общее число возможных аварий и случаев травматизма, сумма затрат на создание системы безопасности).

Б. Условные (косвенные) критерии, отражающие одно из свойств системы путем отнесения его к некоторому показателю (стоимость получения единицы конечной продукции, вероятность безотказной работы определенного комплекса защитных мер, вероятность возникновения аварийной ситуации в определенном промежутке времени).

В. Относительные (нормированные) критерии, характеризующие безопасность системы в отношении оснащенности и эффективности средств защиты (отношение времени воздействия опасного фактора к общему времени работы, сопоставление экономической эффективности внедрения различных средств защиты, изменение уровня безопасности по сравнению с внедрением).

При выборе окончательных решений необходимо проводить оценку гарантий, обеспечиваемых количественным анализом, а также рассматривать возможное повышение этих гарантий, применяя технические критерии, нормы и правила, позволяющие в совокупности обеспечить требуемую высокую надежность и безаварийность техники.

По результатам количественного анализа может быть проведено корректирование перечня возможных отказов и ранжирование причин отказов систем. В перечень вводятся критические виды отказов, которые имеют наибольшую вероятность появления, а также отказы, анализ которых затруднен.

Методы анализа, основанные на качественном и количественном подходах и применяемые на различных стадиях проектирования и эксплуатации технологического оборудования, существенно зависят от целей анализа. При этом элементы одних методов могут быть использованы для усиленной реализации других методов. Так, например, метод «дерева отказов» может быть использован на этапах проектирования и эксплуатации как для качественного, так и для количественного анализа безопасности системы.

Так как трудно выделить строго качественные и количественные методы анализа опасностей. В числе последних будут рассмотрены: метод дерева отказов, метод дерева событий, и метод дерева решений.

При построении дерева событий используются следующие закономерности:

- все отказы независимы;

- все состояния системы можно выразить через две разновидности – сработала или отказала – да или нет, промежуточных состояний нет (булевая логика);

- при построении используется индуктивная логика (прямая) – что случится, если откажет какой-то элемент.

При построении дерева отказов используется:

- дедуктивная (обратная) логика;

- булевая логика;

- независимость отказов;

- специальные символы – символы событий и логические символы.

Дерево решений – это разновидность дерева событий, в котором все рабочие состояния системы выражаются через состояния элементов. Поэтому сумма вероятностей всех событий равна единице. Таким образом, все состояния системы взаимно увязаны. Они используются, если отказы всех элементов независимы или имеются элементы с несколькими возможными состояниями, а также есть односторонние зависимости. Они не могут использоваться при наличии двухсторонних зависимостей и не обеспечивают логического анализа при выборе начальных событий.

В основе построения диаграмм типа «дерево отказов», «дерево решений», «дерево событий» лежит теория графов.