Фактор неопределенности. Виды неопределенности. Факторы опасности. Факторы риска. Особые ситуации. Модель развития опасности. Взаимосвязь показателей надежности и безопасности функционирования транспортных систем.
Лекция 2. Факторы опасности, особые ситуации
Представления об опасности как угрозы для жизни и здоровья человека сложились давно. Впервые они нашли свое отражение в мировоззренческих обобщениях Буддизма и в дальнейшем не претерпели сколько-нибудь значимого изменения. Множественность проявлений опасности и необходимость противостоять ей стали причиной возникновения самых различных толкований. Они легли в основу создания самостоятельных областей знаний, в которых отразилась специфика использования мер противодействия опасности в различных сферах жизни и деятельности человека.
Тенденция сближения областей знания с целью создания универсальных представлений о закономерностях жизни стала причиной рождения новой области знания, получившей название "Ноксология". Ноксология – это знание об опасности. Ее появление предопределено появившейся возможности представления опасности как феномена, обладающего универсальными свойствами и однозначной природой возникновения. В то время как медицина, безопасность жизнедеятельности, охрана труда, экологическая безопасность и иные области знания занимались изучением особенностей проявления опасности, ноксология стала исследовать ее природу.
Стержнем ноксологии является представление об опасности как о свойстве нашего мира, главной особенностью которого является существование пространственно-временной неопределенности. Неопределенность – данность мира пространственно-временных отношений. Она обусловлена конечностью пространственной и временной протяженности строительного материала жизни. Неопределенность является естественным препятствием для определения истинного пространственно-временного положения жизненных реализаций и по этой причине создает проблему организации между ними взаимодействия. Взаимодействие между жизненными реализациями необходимо для осуществления обменного процесса, без которого нет развития. Неопределенность – единственная причина, по которой взаимодействие между жизненными реализациями сопровождается столкновениями или взаимными посягательствами на чужую пространственно-временную территорию, в результате чего возникает угроза существования их целостности.
В природе источником появления опасности являются столкновения жизненных реализаций. Но ведь далеко не всегда взаимодействия между жизненными реализациями сопровождаются столкновениями. Это означает, что в природе есть возможность управления жизненными реализациями на основе точного знания об их пространственно-временном положении. Его использование позволяет осуществлять обменные процессы без столкновений. Опасность возникает тогда, когда взаимодействие жизненных реализаций происходит в отсутствии знания их пространственно-временного положения. Так происходит в том случае, когда процесс взаимодействия осуществляется самими жизненными реализациями. Созданные из материала, характеризующегося пространственно-временной неопределенностью, они обладают способностью лишь относительного восприятия пространства и времени. Итогом этого является возникновение неопределенности в определении взаимного пространственно-временного положения. Неопределенность и как следствие относительность восприятия времени и пространства становятся причиной пространственно-временной несовместимости жизненных реализаций, а вместе с этим и источником опасности. Из этого следует, что любое самостоятельное проявление жизненных реализаций ведет к возникновению опасности.
Для понимания природы возникновения опасности важным является установление особенностей поведения жизненных реализаций. Все они кроме человека ведомы. И только человек обладает способностью и возможностью самостоятельно участвовать в реализации обменных процессов. Это означает, что неопределенность, скрытая в строительном материале жизни, обнаруживает себя через поведение жизненных реализаций. В отличие от физических систем все биологические системы в той или иной степени обнаруживают способность и потребность к проявлению независимости. Реализуя их, они возбуждают неопределенность, несовместимость и становятся опасными. Однако в отношении их природа соответствующим образом защищена. Она устроена так, что любое проявление в ней несовместимости вызывает ответную реакцию в виде уничтожения ее причины.
Несовместимость – наиболее значимое проявление неопределенности. В отличие от неопределенности она воспринимаема жизненными реализациями. И что особенно важно, воспринимается до того, как опасность начинает свою работу. Происходит это благодаря приобретению жизненными реализациями свойства толерантности. Толерантность – способность жизненной реализации возбудить в себе пространственно-временные отношения оппонента, стать некоторым его подобием. Такая способность является отличительной характеристикой наиболее развитых систем. Это необходимо для того, чтобы "сильный" не навредил "слабому". Толерантность позволяет не только предупредить жизненную реализацию от опасных проявлений, но и использовать ее для устранения сторонних источников возбуждения опасности. Жизнь устроена таким образом, что наиболее развитые системы, возбуждая новые проявления опасности, являются надежными защитниками природы от опасности, исходящей от менее развитых систем. Собственно, в этом и состоит основной принцип сохранения экологического равновесия или экологической совместимости.
В отличие от иных биологических систем человек приобретает полную свободу распорядиться собой. Поэтому он становится ответственным за состояние природы, за установление в ней экологического равновесия, экологической совместимости. Естественно, что для осуществления своей миссии человек должен обладать соответствующими средствами и возможностями. Они у него есть. Прежде всего, человек многое заимствовал от предыдущих поколений жизненных реализаций. В том числе он перенял опыт формирования экологических ниш. Экологическая ниша ограничена пространственно-временной протяженностью. В ней все жизненные реализации и человек обладают взаимной толерантностью. Экологическая ниша безопасна. Кроме того, и это очень важно, человек получил способность приобретения пластичности. Ее источником является деятельность.
Деятельность – это особым образом упорядоченное во времени и пространстве взаимодействие человека с окружающим миром. Итогом такого взаимодействия является результат деятельности. С одной стороны, деятельность – это своего рода насилие, которое совершается по отношению к человеку, ее осуществляющего. С другой стороны, деятельность позволяет человеку получить результат, в котором он заинтересован. Преодоление внутренней несовместимости с процессом деятельности является источником приобретения пластичности.
Любое взаимодействие человека с внешней средой меняет его состояние. Но только деятельность способна вызвать изменения в нем самом. Собственно изменения, происходящие в человеке, и являются результатами деятельности. Изменение состояния человека достигается использованием имеющейся у него толерантности. Результатом деятельности является приобретение человеком пластичности. Деятельность становится средством достижения такой пластичности, при которой человек получает право занять самую верхнюю ступень в иерархии жизненных реализаций. С помощью деятельности человек приобретает способность преодолеть существующие на Земле несовместимости и превратить природу в одну общую экологическую нишу.
Превращение природы в одну общую экологическую нишу – задача, достижимая усилиями всего человечества. Ее осуществление невозможно без преодоления несовместимости между людьми, что обеспечивается созданием многочисленных экологических ниш, постепенно расширяющихся и преодолевающих разделяющие их границы. Потребность в создании экологических ниш становится причиной совместного участия людей в деятельности. Возникает феномен коллективного труда, объединяющий людей общим результатом и возможностью приобретения одинаковой толерантности. Результат совместной деятельности должен быть общим. Чтобы соответствовать этому требованию, он, не являясь жизненной реализацией, получает вид ее подобия и приобретает статус технической системы. Техническая система (техника) – результат коллективной деятельности. Она используются для приобретения дополнительной толерантности. Созданные коллективной деятельностью технические системы становятся полноценными и обязательными участниками (членами) второй природы, которая приобретает образ техносферы.
Техносфера объединяет людей, возбуждая в них взаимную толерантность. Она также обеспечивает создание коллективной толерантности, позволяющей экологической нише расширять свои границы. В то же время техносфера создает условия, позволяющие каждому отдельному человеку воспользоваться ее возможностями в своих личных целях. В этом случае техносфера становится источником разделения людей, возбуждая в них взаимную несовместимость. Толерантность и совместимость не одно и то же. Общая деятельность позволяет приобрести пластичность. Пластичность может стать основой для возбуждения толерантности и совместимости. Толерантность переводит пластичность в состояние, неорганичное естеству человека. Для его возбуждения необходимы дополнительные затраты (усилия) человека. Совместимость обеспечивается тем, что пластичность вызывает необратимые изменения человека. Она превращает толерантность в естество человека. В том случае, когда пластичность приводит к необратимым изменениям в человеке, техносфера приобретает образ экологической ниши, которую можно отождествить с представлением о ноосфере.
Превращаясь в ноосферу, техносфера проявляет способность защищать человека от опасности. Если этого не происходит, техносфера сама становится источником опасности. Как источник опасности техносфера использует ею же созданные пространственно-временные образы, несовместимые с естественной средой. Коллектив, участвующий в их создании, не остается в стороне от возникающих последствий. Потребность создания технических систем, несущих опасность, обусловлена желанием человека расширить свое жизненное пространство, не возбуждая в себе необратимые изменения. Следствием этого становится усиления конфликта несовместимости техносферы человека с естественной средой. Это приводит к необходимости создания средств защиты техносферы от естественной среды, что равнозначно защите техносферы от самой себя. Защитить себя от себя можно, упрощая себя. Это равносильно снижению потребности человека к увеличению пластичности. Участие человека в создании средств защиты от опасности техносферы расширяет жизненную нишу, но не способствует совершенствованию человека. Напротив, происходит упрощение человека вплоть до его полной деградации. Деградирующий человек все в большей степени оказывается в зависимости от техносферы. Оказываясь в условиях взаимодействия с естественной средой, он лишается пластичности и толерантности. Получается, что самым неперспективным ремеслом является создание средств защиты от результатов деятельности человека. Подобные результаты надо исключать из техносферы.
В природе человека содержится свойство, использование которого исключает проявление опасности. Известная и широко используемая аксиома о том, что любая деятельность человека несет в себе опасность, неверна. Проблема состоит в том, что человек должен самостоятельно распорядиться этим даром. Он должен сделать выбор в пользу быть работником или соработником. Выбор в пользу работника означает, что человек берет на себя функцию архитектора мира, ответственного за принятие решений. Тем самым человек–работник лишает себя возможности использовать свой природный дар. Его жизнь наполняется неопределенностью. Человек-работник опасен. При осуществлении своего выбора человек встречается с проблемой определения образа работника. В условиях техносферы эта проблема теряет свою остроту. По мере развития техносферы открываются ресурсы коллективных возможностей людей. Повышается авторитет общности. Появляется соблазн статус работника и присущие ему ответственности придать коллективу (общности), в которой человек исполняет функцию соработника. Техносфера позволяет человеку уклониться от персональной ответственности за проявление опасности, принимая всю полноту ответственности на себя. Как следствие она вместо человека должна сделать свой выбор в пользу быть ей работником или соработником. Сделав свой выбор в пользу соработника, техносфера превращается в ноосферу. В противном случае она становится источником опасности.
Не существует установившегося определения техносферы. Часто техносферу рассматривают как область действительности, для которой характерно применение техники. Неоднозначность трактовки понятия "техносфера" связана с отсутствием точного общепринятого понятия техники. В современной культурологии принята широкая трактовка понятия техносферы. Она существенно расширяет полномочия техносферы за счет отнесения к технике не только материальных орудий, но и идеациональных навыков и технологий. Техносфера не подменяет собой образ второй природы. Вторая природа содержит в себе многообразие техносфер. Неотъемлемой частью техносферы является общность, в которой человек добровольно исполняет функцию соработника. Такой общностью может быть любого вида производственная среда (предприятие, корпорация, государство). Этим обусловлено многообразие техносфер. Обладая индивидуальными особенностями, техносферы не являются закрытыми системами. Часть второй природы является общей для всех техносфер. По мере развития техносфер она расширяется. Соответственно возрастает влияние техносфер на состояние второй природы в целом. Как следствие повышается их ответственность за проявление общей опасности.
Обладая общим признаком Наличие рабочего коллектива, участие его в едином производственном процессе по созданию технических систем не является признаком существования техносферы. Отличительной особенностью техносферы является признание в ней права человека на ошибку.
Оценка уровня безопасности полетов производится с использованием показателей безопасности полетов. Показатели безопасности полетов являются индикаторами состояния авиационной системы и используются для оценки эффективности деятельности авиапредприятий и отрасли в целом, поэтому к ним предъявляются специальные требования. Показатели безопасности полетов должны обладать необходимой чувствительностью, т. е. способностью реагировать на изменения состояния по безопасности полетов, высокой избирательностью, т. е. способностью выявлять те процессы изменения в авиационной системе, которые влияют па безопасность полетов.
Для количественной оценки уровня безопасности полетов используются статистические и аналитические показатели. Выбор показателей определяется целью их применения.
Статистические показатели безопасности полетов представляются физическими величинами или их отношением и вычисляются на основе данных статистических исследований
или данных, полученных при эксплуатации воздушных судов. Количество статистических показателей достаточно велико. Все они могут быть представлены двумя группами показателей: абсолютными и относительными.
Группу абсолютных показателей составляют показатели, характеризующие суммарный моральный ущерб, нанесенный в процессе эксплуатации воздушных судов в течение некоторого установленного периода времени. К ним относятся: количество погибших людей (пассажиров и членов экипажа) в процессе выполнения полетов; суммарное значение опасности от всех происшедших неблагоприятных событии.
Поскольку степень опасности катастрофы значительно превосходит степень опасности любого другого неблагоприятного события и равна единице, то при оценке уровня безопасности полетов в целом по авиакомпании в качестве абсолютного показателя используют число катастроф.
Относительные показатели представляют собой отношение абсолютных показателей к показателям производственной деятельности, полученным за аналогичный период времени. Количество относительных показателей очень велико. Они образуют две группы, отличающиеся видом абсолютного показателя, представляемого в числителе:
В практике гражданской авиации различных стран используются следующие относительные показатели:
количество катастроф на 100 млн. км налета:
где S - общий налет парка воздушных судов, км;
количество катастроф на 100 тыс. ч налета:
где T - общий налет всего парка воздушных судов, ч;
количество катастроф на 100 тыс. полетов:
где N —общее число полетов (взлет-посадок);
количество катастроф на 100 млн. ткм перевозок:
где Q - объем перевозок, ткм;
количество катастроф на 100 тыс. га обработанных площадей:
где В - объем выполненных работ, га;
количество погибших пассажиров на млн перевезенных:
где L - число перевезенных пассажиров;
количество погибших пассажиров на 100 млн. пас.-км перевозок:
где С- объем перевозок, пас.-км; показатель выживаемости.
Наряду с показателями общего вида, получаемыми на основе всей статистики неблагоприятных событий в гражданской авиации, в ряде случаев целесообразно использовать частные показатели. В отличие от общих частные показатели получаются на основе той части статистики неблагоприятных событий и наработки, которая касается конкретного типа воздушного судна, конкретной группы причин (причины), конкретного этапа полета, конкретного авиапредприятия
где i, j, f, t - индексы конкретных типов ВС, групп причин, этапов функционирования, авиапредприятий.
Аналитические показатели вычисляются с использованием методов теории вероятности и поэтому называются вероятностными. По своей сущности они отражают процесс представления катастроф как случайных событий. В качестве вероятностного показателя безопасности полетов принимают значение вероятности возникновения к - катастроф в N полетах. Если условия выполнения полетов одинаковы, то для вычисления вероятности возникновения катастроф используют частную теорему теории вероятности о повторении опытов, в соответствии с которой
В тех случаях, когда условия выполнения полетов неодинаковы, для вычисления Q(N) используют общую теорему теории вероятности о повторении опытов. Современный уровень безопасности полетов таков, что всегда является справедливым условие Q << 1. Это позволяет для упрощения вычисления биноминальное распределение заменить пуассоновским:
Поскольку безопасность выражается через риск, то любое рассмотрение понятия безопасности должно включать концепцию риска. Абсолютной безопасности не существует. Прежде чем станет возможным провести оценку того, является ли та или иная система безопасной, вначале необходимо определить, какой уровень риска может считаться приемлемым для данной системы. Риск часто выражается как степень вероятности, однако концепция риска включает не только параметры вероятности. Чтобы проиллюстрировать это на гипотетическом примере, предположим, что вероятность обрыва опорного троса вагона фуникулера вместимостью 100 пассажиров и падения этого вагона оценивается на том же уровне, что и вероятность отказа и падения кабины лифта вместимостью 12 человек. Хотя вероятность указанных событий может быть одинаковой, потенциальные последствия происшествия с вагоном фуникулера являются гораздо более серьезными. Поэтому риск является двухмерным понятием. При оценке приемлемости конкретного вида риска, связанного с определенной опасностью, необходимо всегда учитывать как вероятность опасного случая, так и степень серьезностипотенциальных последствий.
Представление об уровне риска можно получить из следующих трех широких категорий:
a) риски настолько высокого уровня, что они являются неприемлемыми;
b) риски настолько низкого уровня, что они являются приемлемыми;
c) уровни риска, находящиеся между категориями a) и b), когда необходимо рассмотреть различные компромиссы между степенью риска и выгодами.
Во всех случаях, когда риск не удовлетворяет заранее установленным критериям приемлемости, необходимо предпринять попытку снижения его до приемлемого уровня. Если риск невозможно снизить до приемлемого или еще более низкого уровня, то он может рассматриваться как допустимый при условии, что:
a) этот риск ниже заранее установленной границы неприемлемого уровня;
b) этот риск был снижен до наименьшего практически возможного уровня;
c) выгоды от предлагаемой системы или предлагаемых изменений достаточно значительны, чтобы оправдать принятие этого риска.
Прежде чем тот или иной риск будет классифицирован как допустимый, необходимо, чтобы были выполнены все три вышеупомянутых условия.
Даже в тех случаях, когда риск классифицируется как приемлемый (допустимый), еслисуществуют какие-либо меры, способные обеспечить дальнейшее понижение уровня риска итребующие небольших усилий или средств, то их следует предпринять.
Для описания риска, который был снижен до наименьшего практически возможного уровня, иногда используется сокращение НПВУ. При определении того, что является “практическивозможным” в данном контексте, необходимо учитывать как технические возможности дальнейшегоснижения уровня риска, так и соответствующие затраты; это может потребовать проведения анализа“затраты-выгоды”.
Отнесение уровня риска в той или иной системе к категории наименьшего практическивозможного уровня, означает, что любое дальнейшее уменьшение риска является практическинеосуществимым, либо связанные с этим затраты значительно перевешивают выгоды. Вместе с темследует иметь в виду, что в тех случаях, когда индивидуум или общество “принимают” тот или инойриск, это не означает, что он устранен. Определенная доля риска при этом сохраняется, однакоиндивидуум или общество признали остаточный уровень риска достаточно низким, чтобы выгоды егоперевесили.
Совокупности опасных состояний, характеризующиеся качественно одинаковыми последствиями для системы «экипаж - воздушное судно», получили название особых ситуаций. Особая ситуация - ситуация, возникающая в полёте в результате воздействия неблагоприятных факторов или их сочетаний и приводящая к снижению безопасности полётов.
Существуют четыре вида особых ситуаций:
- усложнение условий (УУ);
- сложная ситуация (СС);
-аварийная ситуация (АС);
-катастрофическая ситуация (КС).
Для усложнения условий в полете характерны состояния системы, представляющие собой незначительную угрозу для жизни и здоровья людей. Для недопущения дальнейшего развития такой ситуации или ее нормализации экипажу достаточно распознать ситуацию, повысить внимание или изменить алгоритм деятельности и, не нарушая плана полета, продолжить его.
В случае сложной ситуации с целью недопущения ее развития от экипажа требуется не только повысить внимание, но и изменить план полета. При этом система за эксплуатационные ограничения не выходит. Примером сложной ситуации может быть уход на второй круг в случае ошибки экипажа или занятости взлетно-посадочной полосы.
Для исключения развития аварийной ситуации необходимо воспользоваться возможностью выхода системы за эксплуатационные ограничения. Примером аварийной ситуации может уход на второй круг ниже высоты принятия решения.
Наиболее опасной является катастрофическая ситуация. Тем не менее, ее негативный исход не является неизбежным. Он зависит от умения экипажа решать задачи в условиях неопределенности. Характерным примером возникновения катастрофической ситуации является выключение всех двигателей на самолете.
Лекция 3. Модель развития опасности, взаимосвязь показателей надежности и безопасности функционирования транспортных систем.
Нормирование элементов авиационной системы по критериям безопасности предполагает решение двух задач. Первая заключается в выборе показателей безопасности полетов и может быть представлена как задача метрологического обеспечения БП. Вторая - касается установления взаимосвязей между показателями безопасности полетов и показателями надежности элементов АС.
Сложившаяся практика традиционного способа оценки уровня БП предусматривает использование показателей, получаемых на базе статистических данных о количестве катастроф (nк), произошедших за установленный промежуток времени (Т-период анализа).
В значительной степени такой подход является достаточно оправданным при выполнении ряда условий. К таким условиям относятся: nк >> 0, l = const (опасности каждой из прошедших катастроф равнозначны). Строго говоря, эти условия не выполняются никогда, но до тех пор, пока nк >> 0, они достаточно приемлемы.
По мере ухудшения качества профилактической работы в ГА число nк уменьшается, что в конце концов приводит к невыполнению указанных условий. Это обстоятельство породило два пути выхода из сложившейся ситуации при оценке уровне безопасности полетов. Первый путь предполагает увеличение статистической значимости показателя за счет увеличения Т. Такой подход имеет существенные негативные стороны, заключающиеся в невозможности оперативного анализа состояния безопасности полетов и ухудшении физической достоверности такой оценки в силу возрастающей по мере увеличения Т неоднородности свойств авиационной системы. Второй путь представляет собой статистический учет наиболее опасных состояний системы.
Для реализации второго подхода оценку уровня опасности предлагается производить, используя выражение:
,
где
l - число погибших людей за установленный промежуток времени;
L - общее число людей, воспользовавшихся АС за период анализа;
t - среднее время одноразового нахождения человека в АС или продолжительность одного полета.
l = nk C;
где
nk - количество катастроф, происшедших за установленный период времени;
C - среднее число погибших в одной катастрофе;
N - количество полетов за установленный период времени;
k - среднее число людей, участвующих в одном полете,
то выражение для R примет следующий вид:
,
где T - общий налет на ВС за установленный период времени.
Строго говоря, эти выражения получены с весьма большими упрощениями. Так, при их выводе не все возможности влияния выживаемости на исход полета были учтены. В частности, из рассмотрения был исключен случай, при котором находящимся на борту ВС несмотря на действие факторов риска удается остаться в живых. Это обстоятельство диктует необходимость использовать в формуле для R данные о ситуациях, предшествующих катастрофическому исходу.
| (7) |
,
| (8) |
Где n1,n2,...,ni - число особых ситуаций разного вида, произошедших за период анализа;
l1, l2, …,l i - тяжесть особых ситуаций разного вида;
g - риск погибнуть в чрезвычайной ситуации;
d - коэффициент выживаемости в чрезвычайной ситуации.
Установление взаимосвязи показателей надежности элементов АС с показателями БП возможно тогда, когда оно осуществляется на точном знании механизма возникновения и развития опасности в полете.
Действующая в практике ГА модель базируется на представлении процесса развития опасности по следующей схеме
ОН (НАТ) ® И ® АП ® К,
где ОН - отклонения, нарушения;
НАТ - неисправности авиационной техники;
И - инциденты;
АП - авиационные происшествия;
К - катастрофы.
Проведенный анализ показывает, что коэффициент корреляции между указанными в схеме событиями не превышает 0,3. Тем самым исключается всякая возможность ее использования в целях сертификации полета. Более перспективной и широко используемой в различных странах для нормирования БП является модель, использующая представления об особых ситуациях в полете:
ОС1 ® ОС2 ®...® ОСn ® К.
При этом, как правило, определение особых ситуаций строится исходя из вероятности их перерастания в катастрофу. Применяемый, например, в ГА России подход опирается на строгое разграничение особых ситуаций по частоте их проявления:
- повторяющиеся (более 10-3);
- умеренно-вероятные (10-3 – 10-5);
- маловероятные (10-5 - 10-7);
- крайне маловероятные (10-7 - 10-9);
- практически невероятные (менее 10-9).
Физические признаки особых ситуаций, применяемых в таких моделях, отходят на второй план. Это означает, что ситуация, имеющая конкретный физический смысл, но разную частоту проявления в различных авиакомпаниях будет классифицироваться по-разному.
Чтобы этого не произошло при определении числа и видов ситуаций, необходимо выполнение следующих условий:
- все состояния системы в рамках одной ОС должны иметь общие физические признаки;
- признаки ОС должны иметь качественное физическое различие, идентифицируемое существующими методами;
- все ОС должны располагаться последовательно по шкале опасности;
- количество ситуаций должно быть достаточно для того, чтобы осуществлять оценку БП на любом эксплуатационном уровне.
На рис. 1.представлена обобщенная модель развития опасности в полете, явившаяся результатом анализа АП, случившихся в последние двадцать лет. Она устанавливает взаимосвязь состояний системы "Экипаж - ВС", которые определены исходя из физических признаков, отражающих специфику средств СОБП, используемых для недопущения развития катастрофического исхода. Таких состояний выделено шесть:
- латентное состояние (ЛС);
- усложнение условий в полете (УУП);
- сложная ситуация (СС);
- аварийная ситуация (АС);
- - катастрофическая ситуация (КС);
- - чрезвычайная ситуация (ЧС).
Рис. 1. Обобщенная модель развития катастрофического исхода
Все они характеризуются принципиально отличающимися средствами СОБП, используемыми для предотвращения их развития. Так, применительно к латентному состоянию для предотвращения его развития достаточно использования резервных возможностей системы. В случае возникновения УУП, СС, АС обязательно использование компенсаторных возможностей АС. Причем, при возникновении УУП их использование не требует изменения плана полета и выхода системы за эксплуатационные ограничения. В отличие от УУП сложная ситуация при сохранении условия невыхода за эксплуатационные ограничения требует обязательного изменения плана полета. Появление АС означает необходимость продолжения полета в условиях выхода системы за эксплуатационные ограничения. В том случае, когда в отсутствии непосредственного проявления факторов риска возникает неопределенность в выборе средств предотвращения развития катастрофического исхода, возникает катастрофическая ситуация. Наконец, все состояния системы, характеризующиеся проявлением факторов риска, относятся к чрезвычайной ситуации.
Приведенная классификация состояний "Экипаж-ВС" имеет существенное отличие от ранее приводимых, так как она жестко закрепляет за каждым состоянием системы "Экипаж-ВС" средства предотвращения их развития.
Другой особенностью модели является использование деления элементов АС на основные и компенсаторные. Под основными элементами (ОЭ) понимаются такие, отказы которых приводят к изменениям состояний ВС вида: НС ® ОС. В свою очередь под компенсаторными элементами (КЭ) понимаются такие элементы, отказы которых приводят к переходам вида ОСi ® ОСj.Тем самым обеспечивается разграничение элементов АС или их отдельных функций по участию в обеспечении безопасности полета, а следовательно, и по сертифицируемым значениям надежности.
Для формализации взаимосвязи показателей надежности и безопасности полетов обобщенную модель развития опасности в полете представим в виде марковского процесса. Основанием для этого служит допущение о зависимости вероятности любого состояния в будущем АС только от состояния системы в настоящий момент и не зависимости от того, каким образом система пришла в это состояние.
Характеристикой марковского процесса служит граф состояний, представленный на рис.2. Он построен с учетом шести возможных состояний системы "Экипаж - ВС", соответствующих различным видам особых ситуаций.
Рис. 2. Граф состояний транспортной системы
Вероятность перехода из любого произвольного состояния системы (i) в любое другое состояние (j) с интенсивностью q равна:
Для марковского процесса с конечным числом состояний переходные вероятности Pос(t) удовлетворяют дифференциальным уравнениям Колмогорова. Соответственно представленный граф состояний может быть расписан в виде следующей системы уравнений:
| (9) |
Решением полученной системы уравнений является установление взаимосвязи между показателями безопасности полетов (S1, S2, …, S7) и характеристиками надежности элементов ТС (n, m). Причем, в зависимости от цели в качестве нормативно-заданных могут быть использованы как показатели безопасности (задача нормирования полета по критериям надежности), так и характеристики надежности элементов ТС (задача нормирования полета по критериям безопасности).
ТЕМА 3.