Реферат по БЖД. Прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций. Исследования, экспертные оценки, моделирование
 Скачать 20.24 Kb.
|
|
Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский институт бизнеса и информационных технологий» РЕФЕРАТ По дисциплине: Безопасность жизнедеятельности На тему: Прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций. Исследования, экспертные оценки, моделирование
Омск 2022 Содержание Введение…………………………………………………………………........................…….3 1. Сущность прогнозирования и моделирования возникновения опасных ситуаций……………………………………………...4 2. Методы оценки опасных ситуаций…………………………………….....…..5 3. Прогнозирование возникновения опасных ситуаций……………7 4. Математическое моделирование ЧС…………………………………...…...9 Заключение………………………………………………………….....................………...12 Список использованных источников………………………………....……….13 Введение Прогнозирование опасных ситуаций – это опережающее отражение вероятности возникновения и развития неблагоприятной ситуации на основе анализа возможных причин возникновения ее источника в прошлом и настоящем. Цели прогнозирования – это заблаговременное получение качественной и количественной информации о возможном времени и месте природных и техногенных ситуациях, характере и степени связанных с ними опасностей для населения и территории и оценка возможных социально-экономических последствиях от них. Моделирование опасных ситуаций – это условное физическое или математическое представление процесса возникновения и развития вероятной чрезвычайной ситуации путем построения и изучения её модели. Актуальность темы исследования заключается в том, что прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций, является важным направлением повышения эффективности защитных мероприятий при их наступлении. Цель данной работы – изучение особенностей прогнозирования и моделирования условий возникновения опасных ситуаций. Задачи: - раскрыть сущность прогнозирования и моделирования возникновения опасных ситуаций; - определить методы оценки опасных ситуаций; - раскрыть методы прогнозирование возникновения опасных ситуаций; - рассмотреть особенности прогнозирования условий возникновения опасных ситуаций. 1. Сущность прогнозирования и моделирования возникновения опасных ситуаций Возможности электронно-вычислительной техники позволяют развивать метод моделирования опасных ситуаций. Моделирование оперирует формализованными понятиями. Формализация – это упорядоченное и специальным образом организованное представление исследуемых объектов с помощью различных физических и геометрических знаков. Формализации подвергаются статистические данные о происшествиях, структура и закономерности функционирования технических систем. Для построения моделей используется ряд графических символов. Практический интерес представляет построение дерева причин несчастного случая с подобным проведением анализа предшествующих событий, которые привели к нему. При этом выделяются случайные предшествующие события, устанавливаются связи между ними, анализируются факторы, носящие постоянный характер. Логическая структура дерева такова, что при отсутствии хотя бы одного из предшествующих событий, несчастный случай произойти не может. При составлении дерева причин могут быть выявлены потенциально опасные факторы, не проявившие себя. Таким образом, можно предотвратить повторение аналогичного несчастного случая. Для сложных систем анализ может производиться методом дерева отказов, в котором диаграмма показывает события и условия как логические следствия других событий и условий. Достоинством такого моделирования опасностей являются простота, наглядность и легкость математической алгоритмизации исследуемых производственных процессов и технических систем. На практике разрабатываются и применяются различные методы моделирования опасных ситуаций [2, с. 120]. 2. Методы оценки опасных ситуаций Существуют следующие методы оценки опасных ситуаций: 1. Накопление статистических данных об аварийности и травматизме, различные способы преобразования и обработки статистических данных, повышающие их информативность. Недостаток: ограниченность, невозможность экспериментирования и неприменимость к оценке опасности новых технических средств и технологий. 2. Теория надежности. Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, позволяющих выполнять требуемые функции. Для количественной оценки надежности применяют вероятностные величины. Отказ - это нарушение работоспособного состояния технического устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров. В теории надежности оценивается вероятность отказа, то есть вероятность того, что техническое средство откажет в течение заданного времени работы. Теория надежности позволяет оценить срок службы, по окончании которого техническое средство вырабатывает свой ресурс и должно подвергнуться капитальному ремонту, модернизации или замене. Техническим ресурсом называется продолжительность непрерывной или суммарной периодической работы от начала эксплуатации до наступления предельного состояния. Количественная информация о надежности накапливается в процессе эксплуатации технических систем и используется в расчетах надежности. При этом выявляются ненадежные элементы и факторы, ускоряющие или вызывающие отказы, слабые места в конструкции; вырабатываются рекомендации по улучшению устройств и оптимальным режимам их работы. 3. Метод моделирования опасных ситуаций. Моделирование оперирует формализованными понятиями. Широкое распространение получила диаграмма ветвящейся структуры называемая «дерево событий». Диаграмма включает одно нежелательное событие-происшествие, которое размещается вверху и соединяется с другими событиями-предпосылками с помощью соответствующих связей и логических условий. Узлами дерева служат как события, так и условия. Для реализации происшествия необходимо одновременное выполнение трех условий: наличие источника опасности, присутствие человека в зоне действия источника опасности, отсутствие у человека защитных средств. Практический интерес представляет построение дерева причин несчастного случая с подробным проведением анализа предшествующих событий, которые привели к нему. При этом выделяются случайные предшествующие события, устанавливаются связи между ними, анализируются факторы, носящие постоянный характер. Логическая структура дерева такова, что при отсутствии хотя бы одного из предшествующих событий, несчастный случай произойти не может. При составлении дерева причин могут быть выявлены потенциально опасные факторы, не проявившие себя. Таким образом, можно предотвратить повторение аналогичного несчастного случая. Для сложных систем анализ может производиться методом дерева отказов, в котором диаграмма показывает события и условия как логические следствия других событий и условий. Достоинство: простота, наглядность и легкость математической алгоритмизации исследуемых производственных процессов и технических систем [8]. Оценка вероятности опасных ситуаций в системе «человек - техническая система» на стадии проектирования производства, технологий и технических систем позволяет повысить их безопасность. В случае невозможности надежного теоретического анализа применяется следующий метод. 4. Экспертные оценки. Используется при исследовании достаточно сложных объектов, когда имеются трудности в создании достоверных моделей функционирования больших систем. Эти трудности могут возникнуть из-за сложности и трудоемкости решения задач оптимизации, а также из-за совмещения в технических решениях принципов различных областей науки. Эксперты являются специалистами в конкретных областях знания и могут указать более предпочтительные варианты решений. Для обеспечения объективности оценки разработаны способы получения экспертной информации: парные и множественные сравнения, ранжирование, классификации. Экспертам предъявляются пары или множество объектов, и предлагается указать более предпочтительные из них, при ранжировании предлагается упорядочить по предпочтениям множество объектов. Эксперт может дать количественную оценку предпочтения; анализ и обработка экспертной информации проводится с помощью математических методов. Применяя различные методы, можно проводить систематические исследования на стадии проектирования и в ходе эксплуатации, как целого предприятия, так и отдельной технической единицы. Проверка качества проектируемых технических средств проводится путем испытания опытных образцов, а затем, в процессе эксплуатации, периодическими испытаниями серийных образцов в условиях, приближенных к реальным условиям максимальных негативных воздействий. Выявление, анализ и устранение дефектов повышает надежность технологий и технических систем. Классификации отказов на этапе проектирования и производства позволяют определить факторы, имеющие преобладающее значение в формировании причин опасных ситуаций [4, с. 152]. 3. Прогнозирование возникновения опасных ситуаций Из всех разделов БЖД прогнозирование наиболее важно для ЧС. Достоверный прогноз – необходимое условие успешного обеспечения БЖД. Вероятность, время и место возникновения ЧС, масштабы их воздействия на экономику, природу и население, варианты развития - основные задач прогнозирования ЧС. Опыт взаимодействия человека с техническими системами позволяет идентифицировать травмирующие и вредные факторы, а также выработать методы оценки вероятности появления опасных ситуаций. Это накопление статистических данных об аварийности и травматизме, различные способы преобразования и обработки статических данных, повышающие их информативность. Возможности электронно-вычислительной техники позволяют развивать метод моделирования опасных ситуаций, который оперирует формализованными понятиями: упорядоченное и специальным образом организованное представление исследуемых объектов с помощью различных физических и геометрических знаков. Формализации подвергаются статистические данные о происшествиях, структура и закономерности функционирования технических систем. Для реализации происшествия необходимо одновременное выполнение трех условий: - наличия источника опасности; - присутствия человека в зоне действия источника опасности; - отсутствия у человека защитных средств. Может быть рассчитана вероятность несчастного случая или аварии на производстве. При построении дерева причин несчастного случая с проведением анализа предшествующих событий следует выделить случайные предшествующие события, установить связь между ними, проанализировать факторы, носящие постоянный характер. При этом могут быть выявлены потенциально опасные факторы, не проявившие себя. Для сложных систем анализ можно произвести методом дерева отказов, в котором диаграмма показывает события и условия как логические следствия других событий и условий [10, с. 93]. 4. Математическое моделирование ЧС Характерные особенности чрезвычайных ситуаций, такие как внезапность возникновения, быстрот развития, неполнота и неопределенность исходной информации, разнообразие и цепной характер последствий затрудняют использование для их изучения традиционных эмпирических методов. В связи с этим, для анализа и прогнозирования чрезвычайных ситуаций все шире применяется математическое моделирование, которое является во многих случаях единственно допустимым, как например, при экспертизе особо опасных природных или техногенных явлений. Математической моделью чрезвычайной ситуации (ЧС) называется система соотношений, уравнений, неравенств, геометрических понятий и т.д., которые в математической форме отображают, воспроизводят или имитируют наиболее важные особенности и свойства реальных опасных явлений с целью анализа и прогнозирования их возникновения, развития и последствий. Особенности математической модели во многом определяются типом моделируемой ЧС [7]. Все ЧС можно разделить на природные, техногенные и социально-политические. К природным ЧС относятся такие стихийные бедствия, как землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, ураганы, лавины, оползни, засухи, лесные пожары и др. Техногенные (технологические) ЧС связаны с авариями на энергетических и промышленных объектах, а также транспортные катастрофы, которые сопровождаются взрывами, пожарами, химическим и радиоактивным заражением территорий. К социально-политическим ЧС относятся войны, пограничные конфликты, терроризм, диверсии, саботаж. К комбинированным природно-техногенным и природно-социальным ЧС относятся просадки грунтов, эпидемии, эпизоотии (инфекционные заболевания животных), эпифитотии (инфекционные болезни сельскохозяйственных культур) и др. Все перечисленные выше ЧС могут быть исследованы методами математического моделирования. Замена реальной ЧС ее воображаемым виртуальным образом – математической моделью дает возможность безболезненно, сравнительно быстро и с минимальными затратами исследовать все мыслимые сценарии возникновения и развития ЧС, а также прогнозировать ее последствия [11]. Создание математической модели ЧС включает в себя несколько этапов. Начальным этапом является содержательное описание ЧС, которое составляется на основе всех имеющихся о ней знаний, результатов натурных обследований сходных ситуаций, консультаций с экспертами, изучения справочной и специальной литературы. На втором этапе выполняется формализация содержательного описания модели, математическая постановка задачи с указанием всех необходимых исходных данных и искомых величин. На третьем этапе формализованная схема ЧС должна быть преобразована в ее математическую модель. Для этого всю имеющуюся информацию необходимо выразить с помощью соотношений, неравенств, уравнений, алгоритмов. Уравнения, входящие в модель, дополняются начальными и граничными условиями, а также неравенствами, определяющими область допустимых значений вычисляемых величин. На четвертом этапе, исследуется сама модель. Путем проведения многовариантных расчетов изучаются свойства модели и ее поведение при различных условиях. На следующем этапе модель применяется к описанию реальных ЧС. Путем сопоставления результатов вычислительных экспериментов с имеющимися опытными данными выполняется идентификация или уточнение параметров модели, ее тестирование, отладка и проверка адекватности. После того, как адекватность модели, т.е. ее достаточное соответствие реальности, установлена, начинается использование модели для анализа и прогнозирования ЧС, происходящих в реальных условиях. Необходимым условием получения достаточно точной и надежной математической модели ЧС является проверка ее адекватности [5, с. 180]. Заключение Существуют следующие методы оценки опасных ситуаций. 1. Накопление статистических данных об аварийности и травматизме. 2. Теория надежности. 3. Метод моделирования опасных ситуаций. 4. Экспертные оценки. Прогнозирование – это получение научно обоснованных суждений о возможных состояния объекта в будущем, альтернативных путях его развития и времени проявления прогнозируемых состояний. Методы прогнозирования: - метод прогнозной экстраполяции; - метод экспертных оценок; - метод дерева отказов состоит в построении логической и хронологической последовательности событий, ведущих к ЧС, с последующим определением вероятности. Возможности электронно-вычислительной техники позволяют развивать метод моделирования опасных ситуаций, который оперирует формализованными понятиями: упорядоченное и специальным образом организованное представление исследуемых объектов с помощью различных физических и геометрических знаков. Формализации подвергаются статистические данные о происшествиях, структура и закономерности функционирования технических систем. Математической моделью чрезвычайной ситуации (ЧС) называется система соотношений, уравнений, неравенств, геометрических понятий и т.д., которые в математической форме отображают, воспроизводят или имитируют наиболее важные особенности и свойства реальных опасных явлений с целью анализа и прогнозирования их возникновения, развития и последствий. Список использованных источников Федеральный закон от 21.12.1994 N 68-ФЗ (ред. от 04.11.2022) «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» [Электронный ресурс] // Режим доступа: СПС Консультант Плюс (дата обращения: 27.11.2022). Акимов В.А., Новиков В.Д., Радаев Н.Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. - М.: ФИД «Деловой экспресс», 2020. - 408 с. Арустамов Э.А., Безопасность жизнедеятельности / Э.А. Арустамов. - М.: Изд.центр Акад., 2021. – 284 с. Белов С.В., Безопасность жизнедеятельности: учеб. для вузов / Под общ. ред. Белова С.В. 2-е изд., испр. и доп./ С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, Л.Л. Морозова, А.В. Ильницкая. – М.: Академия, 2020. – 240 с. Кукин П.П., Лапин В.Л. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств: Учебное пособие для вузов / П.П.Кукин В.Л. Лапин Н.Л. Пономарев. - М.: Высш. шк., 2020. – 507 с. Микрюков В.Ю. Обеспечение безопасности жизнедеятельности, В 2 кн. Кн. 1 Личная безопасность: учебное пособие / В.Ю. Микрюков. - М.: Высш. шк., 2022. – 310 с. Михайлов Л. А. Безопасность жизнедеятельности / Л.А. Михайлов, В.П. Соломин. – Питер, 2019. – 220 с. Радоуцкий В.Ю., Шаптала В.В., Ветрова Ю.В., Шаптала В.Г. Оценка рисков чрезвычайных ситуаций и пожаров: уч. пос. Белгород: Изд-во. БГТУ, 2019. 126 с. Радоуцкий В.Ю., Шаптала В.Г. Методологические основы моделирования систем обеспечения комплексной безопасности ВУЗов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2020. №1. С. 141-142. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие. / О.Н. Русак, К.Р. Малаян. – СПБ.: Издательство «Лань», 2020. – 450 с. Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для студентов вузов / Т.А. Хван. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2021. – 360 с. Шаптала В.Г., Радоуцкий В.Ю. Моделирование систем комплексной безопасности ВУЗов. Белгород, 2019. – 277 с. |