CC BY
11
УДК 004.94
Авдеева М.О., кандидат экономических наук доцент Высшей школы техносферной безопасности Санкт-Петербургский политехнический университет
Россия, Санкт-Петербург Антипова М.А., магистр Высшая школа техносферной безопасности Санкт-Петербургский политехнический университет
Россия, Санкт-Петербург Григорьева Д. С.
магистр Высшей школы техносферной безопасности Санкт-Петербургский политехнический университет
Россия, Санкт-Петербург Левин Б.Г., магистр Высшей школы техносферной безопасности Санкт-Петербургский политехнический университет
Россия, Санкт-Петербург РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ДЕРЕВА ОТКАЗОВ НА БАЗЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ANYLOGIC Аннотация: в связи с высоким ростом аварийных ситуаций природного и техногенного характера и постепенным увеличением количества и масштабов чрезвычайных ситуаций необходимо предвидеть возможные риски и опасности. В данной статье рассматривается применение программного продукта Anylogic для реализации модели дерева отказов. Данная модель позволяет автоматизировано высчитать вероятности событий, используя логические операторы.
Ключевые слова: дерево событий, дерево отказов, Anylogic, риск, авария, событие, вероятность
Avdeeva M.O., Ph. D. assistant professor of the Higher school of technosphere safety
St. Petersburg Polytechnic University Russia, St. Petersburg Antipova M. A.
master of Higher school of technosphere safety St. Petersburg Polytechnic University Russia, St. Petersburg Grigorieva D. S. master of Higher school of technosphere safety St. Petersburg Polytechnic University Russia, St. Petersburg Levin B. G.
master of Higher school of technosphere safety St. Petersburg Polytechnic University Russia, St. Petersburg
IMPLEMENTATION OF THE METHOD OF FAULT TREE ON THE BASIS OF THE USE OF THE SOFTWARE PRODUCT ANYLOGIC
Abstract: due to the high growth of natural and man-made emergencies and the gradual increase in the number and scale of emergencies, it is necessary to foresee possible risks and dangers. This article discusses the application of the Anylogic software product to implement the failure tree model. This model allows automated calculation of event probabilities using logical operators.
Keywords: event tree, failure tree, Anylogic, risk, accident, event, probability
В связи с высоким ростом аварийных ситуаций природного и техногенного характера и постепенным увеличением количества и масштабов чрезвычайных ситуаций необходимо предвидеть возможные риски и опасности, проводить мониторинг для оценки их состояния и предупреждения угрозы.
Методы оценки техногенного риска опасных производственных объектов, используемые сегодня, имеют как достоинства, так и ряд недостатков, которые, главным образом, заключаются в обобщенном представлении процесса, идеализируя и упрощая его элементы.
Абсолютно новый этап методологической и инструментальной поддержки включает в себя различные варианты решений, первоначально апробированные на аналогах реальных объектов и людей, другими словами, моделях. Вследствие этого, осуществление своевременных решений нуждается в предварительных оценках окончательных результатов с помощью имитационного моделирования, цель которого создание имитационных моделей рассматриваемых систем и проведение имитационных экспериментов с этими моделями. Этим объясняется актуальность данного исследования.
Имитационное моделирование позволяет максимально точно приблизить модель к реальной обстановке. Существующие методы оценки вероятности возникновения аварий являются частью направленного эксперимента с моделью. Необходимость их использования не исключается.
Исследования по изучению процесса имитационного моделирования в России выполняли: Абдрахманов Н.Х., Акимов В.А., Боев В.Д., Девятков В.В. [1, 2, 3, 4].
В данной статье оценка риска аварий будет произведена методом построения дерева отказов, представленное на рисунке 1. На рисунке приведено дерево отказов системы перекачки мазута, составленное с незначительными упрощениями. Данные, полученные в результате предложенного метода, послужат исходными при проектировании имитационной модели.
Рис. 1. Дерево отказов системы перекачки мазута на ТЭЦ
На основе построенного дерева отказов (рисунок 1) в нотации AnyLogic была сформирована модель. Для ее реализации были использованы следующие стандартные блоки, представленные в таблице 1 [5].
Таблица 1
Назв ание блока
Описание блока
Fluid Source
Генерирует поток. Как правило, является начальным блоком в Библиотеке Моделирования Потоков. Может работать как источник с неограниченной емкостью или как источник с ограниченным начальным объемом, который можно пополнить, вызвав функцию inject (). Данный блок имеет желаемую выходную скорость, при этом фактическая скорость может быть меньше или равна желаемой скорости_
Tank
Контейнер для жидкости или сыпучих материалов с конечной вместимостью, ввод сверху и вывод снизу. При желании может содержать некоторую начальную жидкость. Резервуар также может служить источником жидкости или контейнером для утилизации с конечной емкостью._
Fluid Split
Разбивает входной поток на два разных потока; сумма скоростей выходных и входного потоков равны. Может работать в трех альтернативных режимах, в нашем случае использовался пропорциональный режим:
Пропорциональный. В Пропорциональном режиме блок применяет дополнительное ограничение: скорость потока на выходе 1 / Доля 1 = скорость потока на выходе 2 / Доля 2, поэтому скорости выходных потоков зависят друг от друга так же, как и от скорости входного потока._
Fluid Convert
Скорость выходного потока данного блока всегда равна скорости входного потока, помноженной на заданный "коэффициент преобразования". Данный коэффициент может быть как больше 1, так и меньше либо равен 1, так что блок Fluid Convert способен как усиливать, так и ослаблять поток. Данный блок может применяться для моделирования, к примеру, упаковки и распаковки потоков жидкости или дискретных элементов. Обычно, это подразумевает собой смену единиц измерения потоков._
Реализованная модель представлена на рисунке 2:
Рис. 2. Реализация дерева отказов в программном продукте AnyLogic Анализируя полученные результаты моделирования, сравнивая их с полученными аналитическим методом, можно сделать вывод о том, что разработка дерева отказов в программном продукте AnyLogic дает хорошие результаты. А так же позволяет создавать автоматизированные имитационные модели, которые в значительной степени упрощают взаимодействие с пользователем.
Использованные источники:
1. Абдрахманов Н.Х., Шайбаков Р.А. Автоматизированная система управления рисками // Актуальные вопросы разработки нефтегазовых месторождений на поздних стадиях. Технологии. Оборудование. Безопасность. Экология: материалы науч.-практ. конф. 26-27 мая 2010 г. УГНТУ. Уфа, 2010. С. 214-218.
2. Акимов В.А., Лесных В.В., Тимофеева Т.Б. Проблема выбора оптимальной структуры национальной системы возмещения ущерба от природных и технологических чрезвычайных ситуаций // Проблемы безопасности чрезвычайных ситуаций. 2006. № 6. С. 15-26.
3. Девятков В.В. Практическое применение имитационного моделирования в России и странах СНГ: обзор, анализ перспектив, методика, 2010.
4. Боев В. Д. Компьютерное моделирование: Пособие для практических занятий, курсового и дипломного проектирования в AnyLogic 7:. — СПб.: ВАС, 2014. — 432 с.
5. Григорьев И. Anylogic за три дня : практическое пособие по имитационному моделированию. - 2017. - 273 с.
