Файл: Zavdan_BZD_metod.doc

Практичне заняття 4

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)

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. 2.2 - Схема маршруту переміщення пішохода

Рис. 2.3 - 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 (2.3).

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.