Структурно сложные технические объекты (системы) — технические объекты (системы), состоящие из
огромного числа составных элементов, соединённых между собой нетривиальными связями.
Примеры:
самолёты;
корабли;
ракеты;
ГЭС;
АЭС.
ВАБ — вероятностный анализ безопасности.
Надёжность — способность системы сохранять свойства, необходимые для выполнения заданного
назначения, при нормальной эксплуатации.
Живучесть — способность системы сохранять свойства, необходимые для выполнения заданного
назначения, при форс-мажорных поражающих воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации.
Теория надёжности — одно из направлений прикладной математики, в рамках которого разрабатываются
методы обеспечения эффективной работы систем.
Отказ — потеря работоспособности системы. Основное понятие в теории надёжности.
Цель ВАБ:
идентификация последовательности событий, ведущей к авариям (сценариев аварии);
оценка
возможной вероятной частоты соответствующих цепочек развития событий, ведущих к авариям;
вероятностей отказов различных элементов и систем, в том числе предотвращающих аварии и ослабляющих
(ограничивающих) их последствия;
оценка последствий отдельных аварий и интегрального риска, связанного с ними.
Вероятностный подход к анализу безопасности позволяет:
оценить целесообразность модернизации существующих конструкций и технологических процессов с точки зрения
повышения уровня безопасности сложных технических систем.
обеспечить помощь специалистам в выборе эффективной стратегии управления техпроцессом и контроля за его ходом;
обучить персонал действиям в аварийных ситуациях, адекватным складывающейся обстановке;
разработать требования к оборудованию и выполняемым процедурам, обеспечивающие систематическое снижение уровня
риска;
установить приоритеты будущих исследований в сфере обеспечения безопасности системы;
оценить уровень риска персонала и населения;
определить оптимальную стратегию страхования ответственности организации, эксплуатирующей систему, за приченение
ущерба третьим лицам;
выявить направления вложения средств, предназначенных для снижения уровня риска.
Система представлений и понятий в области безопасности опирается на следующие основные принципы.
Отправным, базовым понятием является понятие опасности.
Представление об опасности является универсальным, всепроникающим. Нет ни одного объекта в мире, к которому
нельзя было бы приложить представление об опасности (в том или ином смысле).
Понятие опасности является первичным, фундаментальным. Ему невозможно дать строгое определение через более
простые понятия; опасность как понятие может быть лишь разъяснено через цепь близких по смыслу слов.
Опасность — угроза, возможность, вероятность ущерба, бедствия, несчастья, катастрофы; представление
о потенциальной реализуемости ущерба в определённых условиях и ситуациях.
Свойства понятия опасности:
опасность можно характеризовать упорядоченным множеством определений, то есть говорить о большей или меньшей
опасности, что в соответствии с общей теорией измерений свидетельствует об измеримости этого понятия
в количественных характеристиках, которые могут быть как вещественными числами (или группами чисел), так
и натуральными числами (ранговыми характеристиками или классами опасности);
понятие опасности имеет вероятностную природу, то есть среди характеристик опасности обязательно
должны содержаться параметры, определяющие вероятность или частоту реализации ущерба.
Смысловая структура понятия опасности включает в себя три составляющие.
Представление об источнике (носитете, субъекте) опасности.
По отношению к субъекту опасность выступает как его свойство, проявляющееся в определённых состояниях и состоящее
в способности нанесения ущерба в этих состояниях.
Представление об объекте опасности, на который направлено вредоносное воздействие
субъекта опасности.
Объект в результате такого воздействия может претерпевать ущерб, реализация которого зависит от неблагоприятных
обстоятельств, условий или ситуаций. По отношению к объекту опасность выступает как
угроза ущерба (его ожидание, возможность, вероятность).
Понятие опасности всегда используется в таком контексте, из которого можно выделить целостную группу явлений,
воздействий, процессов, ситуаций, благоприятствующих реализации ожидаемого ущерба объекту опасности со стороны
её субъекта. Эта группа формирует представление о взаимосвязи, взаимодействии, особом отношении, в котором
находятся между собой субъект и объект опасности. Это отношение называют
отношением опасности.
"Допустимая" не в математическом смысле, а в философском.
Понятие безопасности является производным от понятия опасности. Для определения безопасности требуется представление
о допустимом уровне опасности, который признаётся премлемым.
Субъекты опасности, уровень опасности которых ниже допустимого, признаются безопасными по отношению
к тем объектам опасности, которые подлежат защите в рамках поставленной задачи обеспечения безопасности.
Допустимый уровень опасности выступает в качестве составной части критерия безопасности,
использование которого позволяет производить оценки опасности и выносить суждения о безопасности субъекта
опасности для объектов опасности.
Введём основные производные понятия области безопасности.
Показатель безопасности — количественная (ранговая) величина, характеризующая уровень опасности.
В частности, показателем безопасности могут быть:
масштаб ущерба объектам опасности;
вероятность реализации ущерба;
риск как произведение ущерба на вероятность, отнесённый к определённому промежутку времени.
Параметр безопасности — вспомогательная численная величина, расчёт или оценка которой необходимы
для определения показателей безопасности.
Критерий безопасности — правило, алгоритм, способ оценкик на вопрос, обеспечена ли безопасность или
нет.
В частности, критерием безопасности является совокупность следующих операций:
оценка показателей безопасности;
назначение нормативных значений показателей безопасности, указывающих на предельно допустимый уровень
опасности;
сравнение оцененных показателей с нормативными.
Обеспечение безопасности — деятельность по снижению опасности до приемлемого уровня.
По своей сути опасность и безопасность являются зависящими друг от друга вероятностными показателями, в сумме
дающими единицу:
\[
\mathrm{опасность} + \mathrm{безопасность} = 1.
\]
В связи с этим под безопасностью будем понимать именно оценку опасности системы и дальнейшее определение:
\[
\mathrm{безопасность} = 1 - \mathrm{опасность}.
\]
Аналогично тому, как понятие отказа является отправным в теории надёжности, в теории безопасности таковым является
понятие аварийной ситуации.
Аварийная ситуация (опасное состояние) — неприемлемое опасное состояние рассматриваемой системы.
Такое опасное состояние в физических и математических моделях называется негативным событием.
Несмотря на сходство понятий надёжности, живучести и безопасности, при решении задач оценки безопасности
недопустима замена понятий живучести и безопасности понятием надёжности. Надёжная система может оказаться
неживучей и опасной.
Также необходим отказ от концепции абсолютной безопасности, так как добиться полной безопасности невозможно.
Возможно только снижение уровня реальной опасности до приемлемого
Постановка задачи анализа безопасности
При анализе безопасности (опасности) какой-либо технической системы необходимо чётко представлять, на кого
направлено её вредоносное воздействие и какой характер оно имеет, то есть кто является объектом опасности и каково
отношение опасности.
При этом можно рассматривать как отдельные объекты, так и группы объектов; как конкретное взаимодействие, так и
сочетание различных негативных факторов.
Суть анализа безопасности любой сложной технической системы состоит в ответе на следующий вопрос.
Безопасна ли рассматриваемая система (КТО) как источник конкретной опасности (КАК) по отношению
к заданному объекту опасности (КОМУ) или нет?
Для ответа на поставленный вопрос необходимо сравнить полученный количественный показатель уровня безопасности
с допустимым (приемлемым обществом, специалистами и т.п.) уровнем.
Понятие риска и ущерба
$1/год$ --- вероятность гибели или тяжкого заболевания (смертельного, увечного).
По таблице 1.1: на примере коронавируса придумать меры (шкалы) риска, приведённые в таблице. Как может выглядеть
таблица применительно к коронавирусу.
На зачёт: выбрать техническую систему (не сложную, но и не очень простую) и проанализировать её по всем пунктам,
пройденным в рамках курса.