Основы факторного моделирования безопасности систем вида защита – объект –

среда»
Факторное моделирование безопасности систем
Принципы системного анализа предпосылок опасности
Лингвистический

уровень описания системы

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СЛОЖНОГО ОБЪЕКТА

г) модульности;
д) иерархии;
е) функциональности;
ж) развития; з) неопределённости.

защиты и безопасности объекта (если они существуют);
изменение стойкости элементов, ухудшение

конструктивно – технических и физико – химических свойств материалов;
несанкционированное срабатывание потенциально опасных элементов (ПОЭ) в штатном и нештатном режимах функционирования объекта

СМ = { V, F, R }
V = (

vmtl ), где v – зависящее от времени нечеткое значение параметра m вида, m  M, характеризуемого функцией принадлежности  v (  ), и описывающего фактор t вида, t = 1,2,…, tТ, действующего от l = 0,1,2,…, kK источника, причем l = 0 означает внешний источник (окружающую среду), а остальными источниками являются потенциально опасные элементы объекта.

СМ = { V, F, R }
F = (

f mtlk ), где f – зависящее от времени нечеткое значение коэффициента ослабления, f  [0,1], описанного функцией принадлежности  f ( v ) [0,1], параметра m вида, представляющего t вид материального фактора, действующего от l источника на вход k ПОЭ

СМ = { V, F, R }
R = (r

mtk ), где r – в общем случае зависящий от времени нечеткий параметр m вида, описываемый функцией принадлежности r (), представляющий t вид фактора, который воспринимает k ПОЭ.

в системе, описывающие возможность образования элементарных отказов, причинами или предпосылкам

опасности.
Назовем взаимосвязи предпосылок относительно выбранного исхода (аварии или отказа критического ПОЭ) функциями опасности.

К предпосылкам отнесём:
1) все элементы объекта – источники потенциальной

опасности, называемые далее потенциально опасными элементами (ПОЭ). Учитывается, что ПОЭ обладают способностью образовывать при несанкционированном энерговыделении вторичные факторы, способные нанести ущерб как собственно объекту, так и окружающим его системам (среде);
2) внешние факторы, действие которых на ПОО способно инициировать его элементы к активному отказу;
каналы передачи нерегламентированных факторов, характеризуемые как паразитные и неустранимые.

К функциям опасности отнесём:
1) все возможные связи между предпосылками опасности,

приводящие (способные привести) к активному отказу хотя бы одного ПОЭ (учитывается дифференциальный аспект связей);
структуру (дерево) связей между предпосылками относительно одного (самого опасного или критического) исхода происшествия (учитывается интегральный аспект связей).

параметрического базиса
Построение критериев безопасности системы
Факторная параметрическая классификация безопасности

сложной системы

последовательность процессов: "воздействие - каналирование - восприимчивость - инициирование"
физические

факторы могут проникать к потенциально опасным элементам через конструкцию объекта (паразитно каналировать) и изоляция от них или невозможна, или требует чрезмерных затрат

условии превышения входных по отношению к элементам объекта параметров s

процессов воздействующих факторов над значениями параметров r процессов их восприимчивости:
s  r  v i  v cr .

где v i и v cr - соответственно параметр (процесс) вторичного фактора и его значение, критичное для окружающей среды (соседних ПОЭ).

факторы объединяются по видам факторов и по видам параметров факторов.

При этом в пределах совпадающих их видов значения параметров алгебраически суммируются.

F, R }

Виды материальных факторов:
1 – механический (гравитационный);
2 – тепловой (термодинамический);
3 – электрический (электромагнитный);
4 – радиоактивный (ионизационно-корпускулярный);
5 – фононовый (рентгеновское и гамма-излучения);
6 – оптический (волны инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения);
7 – химический (реакции горения, восстановления и др.);
8 – биологический (бактериологические, физиологические реакции и др.);
9 – факторы других видов

о – логическая переменная, o = 0  1,

t – номер вида фактора, t  T, T = (1,2,..,tT) - множество номеров факторов,
tT = 9 – установленное здесь количество видов факторов.

измерения физических величин (система СИ), с помощью которой выражают основные

и производные виды параметров.
Так, в частности, механический фактор (t = 1) описывается следующими основными видами параметров (единицами СИ): длина, которую обозначим номером n = 1 ; масса, обозначим номером n = 2 ; время, номер n = 3.
Использование системы СИ позволяет выражать любые (производные) параметры любого фактора через основные виды физических величин.

плотность мощности, являющие собой параметры любого фактора, представляются следующими размерностями:

Дж = м2 ∙ кг ∙ с-2; Вт = м2 ∙ кг ∙ с-3 ; Вт/ м2 = кг ∙ с-3
Условно говоря, в описании энергии и мощности любого фактора участвуют виды базовых параметров с номерами 1, 2 и 3. Значит, по сочетанию и количественному выражению (размерности) номеров параметров можно формально судить о содержательности любого фактора.
Аналогично можно формализовать любой другой производный параметр любого фактора.

t ) ,
где о =    -

логическая переменная n номера основного параметра t вида фактора, n = 1,2,3...9; t = 1,2,3…9.
Назовем опорные множества ОТ и ОN полными, если все их логические элементы равны единице: оt = 1, оn t = 1, при  t, n.
Причем   N – условие вложенности

нечетких параметров факторов, непосредственно действующих на входы (на конструкцию) ПОЭ

объекта,
S = ( s m t l k ) , где s m t l k = v m t k * f m t l k
для  m M, t T, l (0,1,…,kK), kK.
Введем множество В нечетких пересечений параметров воздействия и восприимчивости
B = (bmtlk), где bmtlk = smtlk  rmtk
для  m M, tT, l(0,1,…,kK), kK

Если на ДСМ задать операции, которые с позиции происшествия описывают

связи источников и их предпосылок между собой, и назвать это объединение базисом множеств, то на основе такого базиса достижимо выражение всех возможных причин и предпосылок опасности.

булевого базисов
OV={ovmtl}, ov = 01; OVV, при vmtl >0,

ovmtl=1;
OF={ofmtlk}, of = 01; OFF,при fmtlk >0, ofmtlk=1;
OS={osmtlk}, os =01; OSS, при smtlk >0, osmtlk=1;
OR={ormtk}, or = 01;ORR, при rmtk >0, ormtk=1;
OB={obmtlk}, ob=01;OBB, при bmtlk >0, obmtlk=1.

происшествий в системе по следующим признакам:
1) по совпадению видов факторов

воздействия и восприимчивости;
2) по совпадению видов параметров этих факторов;
3) по пересечению значений этих параметров.

= OS  OR  obmtlk = osmtlk  ormtk

B= S  R bmtlk = smtlk  rmtk при s > r: b =1; при s  r: bmtlk = 0, для m, t, l, k;
Операция алгебраического умножения элементов множества S
S = F  V fmtlk  vmtl = smtlk .

собой выраженные в универсальной форме факторный параметрический базис системы “

ПОО – СМЗ – ОВФ”:
ФПБ = V, F, R, M, T, L, K, SM  ,
где SM – совокупность операций алгебры множеств и операций

система Объект не содержит ПОЭ, V i = 
2 Потенциально

безопасная система ПОЭ объекта не восприимчивы к действию НФ T =
3 Относительно безопасная система ПОЭ восприимчивы к НФ, но конструкция и защита исключает их действие
4 Потенциально опасная система Альтернатива классу 3: условия для отказа ПОЭ существуют, но отказ критического ПОЭ невозможен

система Подкласс класса 4, условия для отказа критического ПОЭ существуют 
5а

Собственно повышенно опасная система Подкласс класса 5, существуют условия отказа критического ПОЭ от действия вторичных НФ 
6 Чрезвычайно опасная система Подкласс класса 5, в котором риск R U нанесения ущерба U превышает допустимое значение R U Д
7 Состояние системы после происшествия Альтернатива классам 4…6. Возникли и действуют вторичные факторы ,ущерб U от действия которых превысил допустимое значение