ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Физический факультет
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации
Системный анализ и безопасность в техносфере
Лабораторная работа №4 на тему
«Системный анализ и моделирование процессов возникновения происшествий в техносфере»
Пермь, 2020г.
Оглавление
1. Цель работы.. 3
2. Теоретические сведения, необходимые для выполнения работы.. 3
3. Порядок выполнения работы.. 3
3.1. Выбор и согласование темы для исследования (анализа) 3
3.2. Выполнение работы.. 3
3.3. Порядок сдачи работы.. 4
4. Оформление отчета о работе. 4
5. Содержание работы.. 5
5.1. Дерево происшествий. 5
5.2. Дерево последствий. 7
5.3. Предложения по сокращению риска возникновения и размера потенциального ущерба 8
6. Библиографический список. 9
Цель работы
В результате выполнения данной лабораторной работы студент должен
| знать: | механизмы воздействия опасностей на человека |
| уметь: | - самостоятельно проводить анализ; - учитывать при анализе взаимодействия человека с опасными факторами специфику факторов |
| владеть: | методами системного анализа и моделирования. |
Теоретические сведения, необходимые для выполнения работы
Сущность противоречий, причины и факторы происшествийнапроизводстве. Классификацияобъективносуществующихопасностей.Основныепринципысистемногоанализаимоделированияопасныхпроцессов. Структурасистемногоподходакисследованиюопасныхпроцессоввтехносфере. Способыформализацииимоделированияпроцессавозникновенияпроисшествий. Основные понятияивидыдиаграммпричинно-следственныхсвязей.Символы,применяемыепри графическом изображении процесса возникновения техногенных происшествий.
Системный анализ и моделирование с помощью диаграмм причинно-следственных связейтипа«дерево».Характеристикамоделейтипа«деревопроисшествия»и«дерево событий» - его исходов. Общие принципы и правила построения дерева происшествия и деревасобытий.Качественныйанализдеревапроисшествия.Понятиеиспособы определенияминимальныхсочетанийисходныхпредпосылок,ихзначимостии критичности. Количественный анализ дерева происшествия и дерева событий.
Системный анализ и моделирование с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа «граф» и «сеть». Потоковые графы появления аварийности и травматизма на производствеитранспорте.
Источники теоретических сведений [1; 2]перечислены в библиографическом списке.
Порядок выполнения работы
Выбор и согласование темы для исследования (анализа)
Для работы необходимо использовать ту же систему(ы), которая была рассмотрена в работе «Системный анализ». В случае невозможности анализа системы из работы «Системный анализ», необходимо согласовать выбор новой системы с преподавателем.
Сформулировать цель моделирования и анализа, например, определение необходимых для повышения или обеспечения безопасности изменений в исследуемой системе, соответствующих методов, показателей и критериев.
Выполнение работы
В рамках работы необходимо выполнить моделирование и системный анализ процесса или процессов возникновения происшествий в выбранной в предыдущем пункте системы и подготовить в электронном виде отчёт.
Количество анализируемых источников происшествий и аварий не должно быть малым, чтобы оно не привело к тривиальному отчёту, и не должно быть слишком большим. В случае сложной анализируемой системы можно с обоснованием ограничится конкретными, наиболее опасными или наиболее вероятными типами источников происшествий. В случае затруднений выбор следует предварительно согласовать с преподавателем.
Отчёт должен быть оформлен в соответствии с разделом «Оформление отчёта о работе». Отчёт должен содержать результаты анализа в соответствии с пунктом «Содержание работы».
Порядок сдачи работы
Студент присваивает файлу отчета имя в следующем формате: <ФамилияИО> - <Исследуемая система>.docx и высылает оформленную работу преподавателю по электронной почте. Заголовок письма – название предмета и номер лабораторной работы, например, «САиМП в техносфере-4». В часы консультации при личной встрече студента и преподавателя происходит «сдача» работы. Преподаватель рассматривает работу, задает студенту вопросы, делает замечания и, либо зачитывает ее, либо сообщает студенту о необходимости доработки отчета. Студент отправляет на почту исправленную версию отчёта,и процедура сдачи повторяется.
Оформление отчета о работе
Отчет должен быть оформлен в виде текстового файла формата *.docx. Параметры страницы:
̶ размер бумаги А4;
̶ поля со всех сторон 20 мм;
̶ ориентация листа «портретная», но некоторые листы могут иметь «альбомную» ориентацию;
̶ размер шрифта 12 pt, интервал между строками – одинарный;
̶ форматирование текста осуществляется с помощью стилей;
̶ рисунки готовятся в пакете MSVisio или другом графопостроителе.
Для удобства работы с документом создайте оглавление (команда Ссылки>Оглавление).
Примечание: Способ переноса рисунков из рабочего окна MSVisioв рабочееокно MSWord.
1) Подготовить рисунок средствами MS Visio. Сгруппировать элементы рисунка. Для этого выделить все элементы рисунка и командой главного меню Shape>Grouping «склеить» (т.е. сгруппировать) их между собой.
2) Готовый рисунок целиком выделить и скопировать в буфер обмена (команда главного меню MSVisio: Edit>CopyDrawing).
3) Затем открытьв MSWord файл отчета и подготовить место под рисунок.
̶ В нужное место вставитьтаблицу из двух строк и одного столбца. В первой строке таблицы будет размещен рисунок, а во второй – подпись к рисунку.
̶ Рамку таблицы (точнее границы таблицы в терминах Word) можно сделать невидимой, но можно и оставить видимой.
4) Установить курсор в первую строку созданной таблицы и в главном меню MSWordвыбрать команду Главная>Вставить>Специальная вставка (с помощью которой вызывается диалоговое окно «Специальная вставка»). В этом окневыбрать формат вставки рисунка: Рисунок (метафайл Windows) или Метафайл Windows (EMF). Убедиться, что флажок «В виде значка» не установлен, нажать кнопку ОК. При необходимости изменить размер вставленного рисунка.
5) Во второй строке созданной таблицы разместить подпись к рисунку.
6) Сделать границы таблицы невидимыми (или оставить как есть).
Примечание: Способ нумерации рисунков с автоматически обновляющимися ссылками.
1) Выделить рисунок. Перейти в меню Ссылки>Вставить название. Выбрать тип поля – Рисунок. Нажать ОК.
2) Дополнитьпоявившуюся надпись«Рисунок 1 » наименованием рисунка в формате «Рисунок 1 – Наименование рисунка ». Цифру «1» не удалять – в ней содержится информация о всём поле.
3) При вставке следующего рисунка необходимо скопировать наименование предыдущего и обновить номер нажатием клавиши F9.
4) Вставить ссылку на рисунок командой Ссылки>Перекрёстная ссылка. Выбрать тип поля – Рисунок. Выбрать конкретный рисунок из списка. Выбрать содержимое ссылки: Вставить ссылку на: постоянная часть и номер.
5) На появившейся ссылке «Рисунок 1» нажать правой клавишей, выбрать изменить поле. Выбрать Формат: все строчные, поставить флажок «Сохранять формат при обновлении ». В результате ссылка должна принять вид «рисунок 1».
6) При изменении порядка рисунков их нумерация и ссылки на них будут обновляться автоматически по нажатию клавиши F9.
Содержание работы
Работа должна содержать следующие элементы:
1) Титульный лист со всеми атрибутами (пример - титульный лист данного документа). Не забудьте внести название темы, вашиФ.И.О., специальность/направление/профиль.
2) Оглавление (вторая страница).
3) Введение (раздел 1), в котором поясняется цель,и ставятся задачи работы. В общих чертах описывается анализируемая система. Приводятся необходимые для выполнения работы теоретические сведения.
4) Разделы, в которых приводятся и обосновываются результаты анализа выбранной системы (см. ниже). Каждый раздел начинается с новой страницы.
5) Заключение, в котором подводятся итоги проделанной работы. В заключении должна быть дать оценка степени выполнения по каждому пункту из списка поставленных задач.
6) Библиографический список. Все ссылки на источники необходимо оформлять в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5—2008[3].
Дерево происшествий
Что нужно сделать (это будет проверять преподаватель).
Построить деревопредпосылок, ведущих к одному, наиболее важному/частому/опасному виду происшествий в выбранной выше системе и провести его качественный и количественный анализ.
Алгоритм построения дерева происшествий приведён на рисунке 1.
|
| Рисунок 1 – Блок -схема алгоритма построения дерева происшествий |
Рекомендации по построению дерева:
̶ модель должна состоять из одного, головного события -собственно происшествия (например, нежелательного высвобождения вещества или энергии) и множества предшествующих ему предпосылок - ошибок людей, отказов техники и неблагоприятных для них внешних воздействий;
̶ в структуру этого дерева следует включать все те логически условные и безусловные связи между такими предпосылками, соблюдение которых необходимо и достаточно для возникновения конкретного происшествия;
̶ использовать не прямую, а обратную последовательность прогнозирования предпосылок и условий, в совокупности приводящих к появлению моделируемых происшествий.
При использовании рассматриваемой блок-схемы, полезно руководствоваться следующими основными правилами:
̶ как можно четче определять условия появления головного события;
̶ декомпозировать все сложные события-предпосылки;
̶ уточнять время, место и причины возникновения каждой из них;
̶ выявлять совместно действующие факторы и разделять их;
̶ учитывать возможность обратных связей между отдельными элементами дерева;
̶ увязывать события - инициаторы причинных цепей с внешними факторами;
̶ проверять достоверность всех допущений и исходных данных.
Для обозначения логических правил комбинации предпосылок следует использовать следующий символы:
«&»или «Ù» или «*»или «·» - для обозначения необходимости одновременного выполнения сразу всех дочерних предпосылок для реализации происшествия или родительской предпосылки;
«+» или «Ú» - для обозначения необходимости выполнения хотя бы одной из всех дочерних предпосылок для реализации происшествия или родительской предпосылки.
|
| Рисунок 2 – Пример абстрактного дерева происшествия |
Корректность составления дерева происшествия необходимо качественно оценить с помощью правил, описанных в [2].
В качестве количественного анализа дерева происшествия необходимо оценить вероятность возникновения анализируемого происшествия по известным вероятностям возникновения предпосылок. Вероятности предпосылок, по возможности, взять из открытых источников с указанием ссылок на них, либо дать свою «экспертную» оценку. Примеры численного расчёта приведены в [2].
Все используемые данные, промежуточные расчёты и результаты привести в табличной форме в отчёте.
Дерево последствий
Что нужно сделать (это будет проверять преподаватель).
Построить дерево последствий происшествия из предыдущего раздела, провести его качественный и количественный анализ.
|
| Рисунок 3 – Пример абстрактного дерева последствий |
Корректность составления дерева последствий необходимо качественно оценить с помощью правил, описанных в [2]. В частности, предпосылки каждого уровня дерева в совокупности представляли полную группу несовместных событий, или сумма вероятностей всех событий на одном уровне должна быть равна 1.
По возможности, для всех последствий привести количественные оценки следующих параметров:
̶ условные вероятности или относительные частоты проявления;
̶ высвободившиеся массы вредного вещества или количество энергии;
̶ площади зон их распространения и разрушительного воздействия;
̶ находящиеся в них людские, материальные и природные ресурсы.
В качестве количественного анализа дерева последствий необходимо оценить размер ущерба анализируемого происшествия по известным количественным оценкам. Примеры численного расчёта приведены в [2].
Все используемые данные, промежуточные расчёты и результаты привести в табличной форме в отчёте.