МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Ижевский государственный технический университет
имени М.Т.Калашникова"
(ФБГОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова»)
М.В. Телегина, И.М.Янников
Методические указания к выполнению практической работы
«Построение дерева событий для количественного анализа различных сценариев аварий»
Рекомендованы учебно-методическим советом
ФГБОУ ВПО «ИжГТУ им. М.Т. Калашникова» в качестве элемента УМКД
для студентов, обучающихся по направлению "Сети связи и телекоммуникационные системы", "Конструирование радиоэлектронной аппаратуры", "Информатика и вычислительная техника» при изучении курса «Экология»
и магистрантов направления 280700.62 «Техносферная безопасность»
магистерской программы «Управление техносферной безопасностью»
при изучении дисциплины «Управление рисками, системный анализ и моделирование»
Ижевск, 2013
УДК 331.461
Рецензент: профессор кафедры, д.т.н. Исаков В.Г.
Телегина М.В., Янников И.М. Методические указания к выполнению практической работы «Построение дерева событий для количественного анализа различных сценариев аварий» по дисциплине «Управлением рисками системный анализ и моделирование» для магистрантов направления 280700.68 "Техносферная безопасность" и по дисциплине «Экология» для бакалавров направлений: "Сети связи и телекоммуникационные системы", "Конструирование радиоэлектронной аппаратуры", "Информатика и вычислительная техника» - Ижевск, Издательство ИжГТУ, 2013, - С. 20.
Методические указания содержат основные сведения о деревьях событий и отказов и сведения о программном продукте TreeCreator, предназначенном для построения деревьев событий сценариев развития различных аварийных ситуаций и отказов, а также отображения в виде их таблицы, схемы и дерева.
Описан порядок выполнения работы, начиная от выбора инициирующего события, его ветвей, определения вероятности событий, до создания печатного отчета.
Для организации самостоятельной работы показан пример выполнения работы, приведены варианты работы, даны контрольные вопросы.
Методические указания предназначены направления для магистрантов направления 280700.68 "Техносферная безопасность", по дисциплине «Экология» для бакалавров направлений: "Сети связи и телекоммуникационные системы", "Конструирование радиоэлектронной аппаратуры", "Информатика и вычислительная техника».
Рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Инженерная экология» ИжГТУ (протокол № _______ от ________________2013 г.)
Содержание
| 1. Цель лабораторной работы | |
| 2. Задание для выполнения лабораторной работы | |
| 3. Порядок выполнения | |
| 3.1 Понятие дерева событий и отказов | |
| 3.1.1. Дерево событий | |
| 3.1.2. Дерево причин и опасностей (дерево отказов) | |
| 3.2. Программа TreeCreator | |
| 3.3. Порядок выполнения работы | |
| 3.3.1. Создание дерева событий | |
| 3.3.2. Создание дерева отказов | |
| 4. Требования к содержанию отчета по лабораторной работе | |
| 5. Контрольные вопросы | |
| 6. Литература | |
| Приложение 1. Варианты заданий | |
| Приложение 2. Пример выполнения работы |
Цель лабораторной работы
Закрепление теоретических знаний и получение практических навыков в области оценки и управления рисками объектов и процессов техносферы, а также системного анализа и моделирования процессов для повышения безопасности их эксплуатации.
Задание для выполнения лабораторной работы
2.1. Получить задание (вариант) у преподавателя.
2.2. Ввести данные в программу
2.3. Построить дерево событий
2.4. Построить дерево отказов
2.5. Проверить правильность вероятности событий
2.6. Документировать результаты
Порядок выполнения
Понятие деревьев событий и отказов
3.1.1. Дерево событий
Анализ при помощи построения «дерева событий» предполагает неисправность компонента или части системы и направлен на определение происходящих событий. Начиная с первого события или первой неисправности анализ при помощи построения «дерева событий» позволяет оценить изменения в системе путем систематического наблюдения за ее работой или неисправностями приборов обнаружения, сигнализации, предупреждения, защиты или противодействия. Эти приборы могут иметь как автоматическое, так и ручное управление (вмешательство операторов) или организационное. Анализ при помощи «дерева событий» обычно включает в себя:
· определение первого события;
· определение функций обеспечения безопасности;
· построение «дерева событий»;
· описание и анализ последствий указанных событий.
Анализ при помощи «дерева событий» – это метод изучения цепи событий, начиная с первого из них, которые могут привести или не привести к аварии. Таким образом, метод особенно полезен при изучении архитектуры безопасности (предупреждение, защита, противодействие) существующей или той, которая планируется на объекте. В этом качестве он может быть применим для апостериорного анализа аварии. Этот метод может оказаться довольно трудоемким. Поэтому нужно правильно определить первое событие, которой будет объектом этого анализа (рис.1).
Рис. 1. «Дерево событий» в случае выброса нефти
Метод построения дерева событий не ограничивается качественным анализом, состоящий из набора разветвлений. Ствол дерева располагается в левой части рисунка. Стволом дерева является инцидент, т.е. само неблагоприятное событие, имеющее вероятность. Как и положено, из ствола разветвляются ветви. Ветвями дерева являются возможные пути развития последствий инцидента.
3.1.2. Дерево причин и опасностей (дерево отказов)
Любая опасность реализуется благодаря какой-то причине или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знание причин. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В строящихся деревьях, как правило, имеются ветви причин и ветви опасностей, что полностью отражает диалектический характер причинно-следственных связей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и просто невозможно. Поэтому полученные в процессе анализа безопасности объектов графические изображения называют “деревьями причин и опасностей”. Построение “деревьев” является исключительно эффективной процедурой выявления причин различных нежелательных событий (аварий, катастроф и т.д.). Многоэтапный процесс ветвления “дерева” требует введения ограничений с целью определения его пределов. Эти ограничения целиком зависят от целей исследования. В общем, границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей.
Рис. 2. Дерево отказов для события Пролив через гребень плотины
Выходное событие логического знака «И » наступает в том случае, если все входные события появляются одновременно. С другой стороны, выходное событие у логического знака «ИЛИ » происходит, если имеет место любое из входных событий. Вероятности события, связанные условием «и», перемножаются. Вероятности событий, связанных условием «или», складываются.
Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа
А. Синтез: в три этапа.
1 – Определяем наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.
2 – Разделяем события на несовместные группы, причём группы формируются по некоторым общим признакам, например, по одинаковым причинам возникновения.
3 – Используя общие признаки, выделяем одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Это событие является головным и будет рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов.