Тема: Моделювання і прогнозування небезпечних ситуацій

Мета: Освоїти метод побудови логіко-імітаційних моделей небезпечних подій шляхом побудови дерев причин і подій.

Завдання: На прикладі моделі дорожньо-транспортної пригоди, описаної нижче (див. рис. 2.2 – 2.3):

1. Розрахувати ймовірність дорожньо-транспортної пригоди на заданому маршруті за відомими імовірностями настання умов, за яких виникають небезпечні події. Варіанти завдань наведені в таблиці 2.1.

2. Знайти залежність ймовірності дорожньо-транспортної пригоди від психофізіологічного стану пішохода і водія, рівня контролю за технічним станом автомобіля та рівня стану тротуару, тобто:

Таблиця 2.1 - Варіанти завдань для розрахунку ймовірності дорожньо-транспортної пригоди (небезпечної події 18)

№ вар.	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7	Р8	Р18
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-4	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-3	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-3	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-4	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-3	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-6	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-6
	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-5	10^-3	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-3	10^-4	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-4	10^-3	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-3	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-4	10^-6	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-6	10^-6
	10^-4	10^-5	10^-3	10^-5	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-3	10^-4	10^-3	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-3	10^-4	10^-6	10^-6
	10^-4	10^-5	10^-3	10^-4	10^-4	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-3	10^-3	10^-4	10^-3	10^-5	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-3	10^-4	10^-3	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-3	10^-4	10^-^3	10^-4	10^-6	10^-7
	10^-5	10^-4	10^-4	10^-4	10^-3	10^-4	10^-6	10^-6
	10^-4	10^-3	10^-3	10^-4	10^-3	10^-4	10^-6	10^-6
	10^-5	10^-5	10^-4	10^-5	10^-4	10^-6	10^-8	10^-8
	10^-6	10^-4	10^-5	10^-4	10^-3	10^-5	10^-8	10^-7
	10^-5	10^-5	10^-4	10^-5	10^-5	10^-6	10^-7	10^-6
	10^-6	10^-4	10^-5	10^-4	10^-5	10^-6	10^-8	10^-7
	10^-5	10^-6	10^-4	10^-5	10^-4	10^-6	10^-8	10^-8
	10^-4	10^-5	10^-4	10^-4	10^-4	10^-4	10^-6	10^-6
	10^-4	10^-5	10^-4	10^-4	10^-5	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-4	10^-4	10^-4	10^-4	10^-3	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-4	10^-5	10^-4	10^-3	10^-4	10^-4	10^-7	10^-7
	10^-4	10^-5	10^-6	10^-4	10^-4	10^-4	10^-7	10^-6
	10^-4	10^-5	10^-5	10^-4	10^-4	10^-3	10^-6	10^-6
	10^-5	10^-5	10^-^6	10^-4	10^-3	10^-4	10^-6	10^-6
	10^-4	10^-4	10^-6	10^-4	10^-5	10^-4	10^-8	10^-8
	10^-5	10^-5	10^-6	10^-4	10^-4	10^-^4	10^-7	10^-^8

Будь-яка потенційна небезпека має свій логічний процес розвитку і реалізується за певних умов. Сукупність умов, за яких виникає можливість впливу на людину й довкілля шкідливих та небезпечних чинників, зумовлюють небезпечну подію. Ці умови часто називають причинами небезпечних ситуацій. Небезпечна подія може мати як сприятливі, так і несприятливі (небажані) наслідки.

Небезпечні події з несприятливими наслідками мають свої історичні назви, а саме: аварія, стихійне лихо, катастрофа. Аварія - це небезпечна подія техногенного характеру, що створює загрозу життю і здоров'ю людини, призводить до руйнування будівель, споруд, об­ладнання і транспортних засобів, порушення виробничого чи транс­портного процесу, або завдає шкоди довкіллю. Стихійне лихо - це не­безпечна подія природного походження, яка за своєю інтенсивністю, масштабом поширення і тривалістю вражає людей, об'єкти еко­номіки та довкілля. Катастрофа - це великомасштабна аварія, стихійне лихо чи інша подія, що призводить до тяжких, трагічних наслідків. Стан, який виникає після аварії, стихійного лиха чи ката­строфи, називаються надзвичайною ситуацією. Надзвичайна ситу­ація характеризується порушенням нормальних умов життєдіяль­ності людей, що спричинене аварією, катастрофою, стихійним лихом чи іншою небезпечною подією, яка призвела чи може призвести до загибелі людей та/або значних матеріальних втрат.

Імовірність несприятливих наслідків різко зростає, якщо кількість небезпечних подій збільшується. Небезпечні події, як і причини їх виникнення, мають випадковий характер, і для визна­чення імовірного настання небажаних наслідків використовують теорію ймовірності.

Моделювання і прогнозування небезпек на практиці прохо­дить три стадії. На першій стадії визначають матеріальні носії небезпек, тобто небезпечні та шкідливі чинники і умови, за яких во­ни можуть призвести до небажаних наслідків. На другій стадії визначається головна небезпечна подія і послідовність інших не­безпечних подій та умов, які їй передують. На цій стадії будується логічна схема розвитку небезпеки у вигляді дерева небезпечних подій та причин. Для побудови таких схем використовують певні позначення, показані на рис. 2.1 Небезпечні події можуть відбу­ватися послідовно одна за одною, паралельно (одночасно) одна одній, а найчастіше - за змішаною послідовно-паралельною схе­мою. Для відображення схем реалізації небезпечних подій вико­ристовують логічні оператори "Г та "АБО". Логічний оператор "Г показує, що подія А відбудеться, якщо одночасно відбудуться всі події, які їй передують, тобто і Б і В. Імовірність настання такої події встановлюють згідно з теорією ймовірності за формулою: , (2.1)

де - імовірності настання подій А, Б і В відповідно. Логічний оператор "АБО" показує, що подія А відбудеться, якщо відбудеться одна із подій, яка їй передує, тобто або Б, або В. Імовірність настання згідно з теорієюймовірності за формулою:

, (2.2)

Рис.2.1 - Типові схеми розвитку небезпечних подій та умовні позна­чення, які використовують під час їхньої побудови.

Шляхом послідовного визначення імовірностей небезпеч­них подій за логічною схемою визначають імовірність виникнен­ня головної небезпечної події.

Як приклад моделювання і прогнозування небезпечних си­туацій наводимо побудову моделі дорожньо-транспортної приго­ди при рухові пішохода за заданим маршрутом, який подано на рис. 2.2. Подібним маршрутом, при якому необхідно пройти два перехрестя (нерегульоване НП і регульоване РП), більшість з нас проходить щодня. Модель побудована для випадку, коли спостерігається неперервний потік автомобілів чи пішоходів, і відповідає умовам години пік у великих містах, тобто проектує найнебезпечнішу ситуацію.

Побудова моделі починається із визначення головної події - дорожньо-транспортної пригоди (зіткнення пішохода з транс­портним засобом) і продовжується пошуком всіх комбінацій подій, які можуть призвести до настання головної події. Можлива схема моделі дорожньо-транспортної пригоди на заданому марш­руті показана на рис. 2.3.

Виникнення небезпечних подій у цій моделі визначають вісім умов, а саме:

1 — рівень знань пішохода (РЗП);

2 — психофізіологічний стан пішохода (ПФСП);

3 — професійний рівень водія (ПРВ);

4 — психофізіологічний стан водія (ПФСВ);

5 — рівень контролю за технічним станом автомобіля (РКТСА);

6 — рівень контролю за технічним станом світлофора (РКТСС);

7 — рівень стану тротуару (РСТ);

8 — рівень стану проїзної частини (РСПЧ).

Настання наведених умов може спричинити виникнення однієї із десяти небезпечних подій (їх пронумеровано згідно з по­значеннями на рис. 2.3):

9 — вихід пішохода на нерегульоване перехрестя без впевне-

ності у відсутності небезпеки для себе та інших учас­ників руху (ВПНП);

10 — виїзд автомобіля на нерегульоване перехрестя без

зменшення швидкості (ВАНП);

11 — вихід пішохода на проїзну частину вулиці між перехре-

стями (ВППЧ);

12 — виїзд автомобіля на тротуар між перехрестями (ВАТ);

13 — вихід пішохода на регульоване перехрестя (ВПРП);

14 — виїзд автомобіля на регульоване перехрестя (ВАРП);

15 — дорожньо-транспортна пригода на нерегульованому

перехресті (ДТП на НП);

16 — дорожньо-транспортна пригода між перехрестями

(ДТП між перехрестями);

17 — дорожньо-транспортна пригода на регульованому пе-

рехресті (ДТП на РП);

18 — дорожньо-транспортна пригода (ДТП) - головна не-

безпечна подія.

Puc. 4.2 - Схема маршруту переміщення пішохода

Рис. 4.3 - Логіко-імітаційна модель дорожньо-транспортної пригоди

(дерево подій і причин)

Оскільки всі події та умови їх виникнення є випадковими, то для розрахунку імовірності реалізації дорожньо-транспортної пригоди використовують знання з теорії ймовірності та булевої алгебри. Імовірності настання умов 1 - 8, за яких виникають не­безпечні події, визначають емпірично або оцінюють статистични­ми методами. Імовірності небезпечних подій 9-18 розраховують за формулами (2.1) і (2.2) відповідно до схеми реалізації подій та настання умов, а саме:

Р₉ = Р₁ + Р₂ – Р₁ × Р₂

Р₁₀ = Р₃ + Р₄ + Р₅ ×- (Р₃ × Р₄ + Р₃× Р₅ + Р₄ × Р₅)+ Р₃×Р₄× Р₅,

Р₁₁ = Р₂ + Р₇ – Р₂ × Р₇,

Р₁₂ = Р₄ + Р₈ + Р₅ ×- (Р₄ × Р₈ + Р₅× Р₄ + Р₅ × Р₈)+ Р₄×Р₅× Р₈,

Р₁₃ = Р₁ + Р₂ + Р₆ ×- (Р₁ × Р₂ + Р₁× Р₆ + Р₂ × Р₆)+ Р₁×Р₂× Р₆,

Р₁₄ = Р₃ + Р₄ + Р₅ +Р₆ - (Р₃ × Р₄ + Р₃× Р₅ + Р₃ × Р₆ + Р₄×Р₅ + Р₄×Р₆+Р₅×Р₆)+ Р₃×Р₄×Р₅+ Р₃×Р₅ Р₆ + Р₄×Р₅× Р₆ + Р₃×Р₄× Р₆ + Р₃×Р₄× Р₅× Р_6,

Р₁₅ = Р₉ × Р₁₀,

Р₁₆ = Р₁₁ + Р₇₂ – Р₁₁ × Р₁₂,

Р₁₇ = Р₁₃ × Р₁₄,

Р₁₈ = Р₁₅ + Р₁₆ + Р₁₇ ×- (Р₁₅ × Р₁₆ + Р₁₅× Р₁₇ + Р₁₆ × Р₁₇)+ Р₁₅×Р₁₆× Р₁₇,

Для виконання п.2 завдання на практичну роботу потрібно визначити як змінюється ймовірність Р₁₈ від Р₁, Р₄, Р₅, Р₇.

Найпростіший спосіб – це підстановка різних значень Р₁, Р₄, Р₅, Р₇ у відповідні вирази залежностей (4.3).

Наприклад, при незмінних інших значеннях ймовірностей, підставляти Р₁ = 10^-6,

Р₁= 10^-5, Р₁= 10^-4 і проаналізувати, як буде відповідно змінюватись ймовірність кінцевої події Р₁₈. Аналогічно визначається залежність Р₁₈ від інших подій.

Запитання для самоконтролю

1. Опишіть модель життєдіяльності людини.

2. О пишіть соціально-економічну систему безпеки.

3. Наведіть визначення коефіцієнта індивідуального ризику.

4. Обґрунтуйте розподіл коштів між соціально-еко­номічною та технічною системами безпеки.

5. Наведіть визначення небезпеки та описати кількісні
оцінки небезпек.

6. Опишіть технічну систему безпеки.

7. Сформулюйте головні умови безпечної життєдіяль­ності.

8. Сформулюйте головне завдання безпеки життєдіяльності.

9. Опишіть порядок вивчення небезпек та визначення рівня
ризику.

10.Сформулюйте головні принципи забезпечення безпеч­ної життєдіяльності.

11.Наведіть визначення небезпечних та шкідливих чин­ників і проведіть їх класифікацію.

12.У якій залежності перебувають коефіцієнт індивідуаль­ного ризику та середній вік життя людини як кількісні
оцінки небезпечності середовища перебування людини?

а) не мають взаємозв'язку;

б) перебувають у прямій залежності;

в) перебувають в оберненій залежності;

г) перебувають у логарифмічній залежності.

13. Який з методичних підходів до оцінки коефіцієнта
індивідуального ризику використовує результати опиту­вання населення

а) експертний;

б) інженерний;

в) соціологічний;

г) модельний.

14. У якому рядку чинники, які призводять до нещасних ви­падків, знаходяться у послідовності зменшення їх ре­алізації?

а) техніка -> людський -> чинник -> середовище перебування;

б) людський -» чинник -> техніка -> середовище перебування;
в) середовище -> перебування -> людський чинник -> техніка;

г)людський чинник -» середовище перебування -> техніка.

15.У населеному пункті А в результаті дорожньо-транс­портних пригод загинуло 100 осіб за рік. Визначити
рівень ризику для цього чинника та категорію діяль­ності за рівнем ризику, якщо в пункті А проживає
500 тис. осіб.

16.Яку концепцію використовує сучасна наука про безпеку
життєдіяльності людини?

а) концепцію допустимого ризику;

б) концепцію абсолютної безпеки середовища;

в) концепцію невизначеного ризику;

г) концепцію мінімального ризику.

17.За рахунок чиєї енергії виявляється дія механічних не­ безпечних чинників?

а) їх енергії;

б) енергії людини;
в) опосередковано;

г) їх енергії та енергії людини.

18. Коефіцієнт індивідуального ризику на об'єкті господа­рювання - це:

а) відношення кількості працівників на об'єкті господарю­вання до кількості потерпілих за рік;

б) відношення кількості нещасних випадків за рік до кількості працівників на об'єкті господарювання;

в) відношення кількості нещасних випадків з летальним наслідком за рік до кількості працівників на об'єкті господарю­вання;

г) відношення кількості нещасних випадків з летальним наслідком за рік до загальної кількості нещасних випадків.

Практичне заняття 5

Дата добавления: 2014-11-18