CC BY
12
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ющей, созидательной силой. Именно реализация этих проектов может инициировать творческий порыв миллионов соотечественников, особенно людей молодых, у которых, наконец-то, появится вдохновляющая цель в жизни. Эти проекты могут вдохновить всю страну, дать импульс развития во все регионы, воздействовать на ключевые отрасли промышленности и кардинально изменить мнение о России в мире.
Транспортно-промышленные проекты являются судьбоносными для России. От них
зависит, останется ли Россия Великой, сохранит ли контроль за своими сырьевыми и промышленными ресурсами, а также свою территорию в неприкосновенности.
Таким образом, транспорт России на современном историческом этапе становится не просто отраслью экономики, а инициатором прорывного развития нашей страны в XXI веке.
Каштанов Ю.Б., Узунов В.Г., Резник И.Ю. УДК007; 681.3
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В РАЗРАБОТКЕ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Опережающее развитие транспортной тивности деятельности предприятий железно-
системы по сравнению с другими отраслями дорожной отрасли и их выживаемости в усло-
стало закономерным отражением перемен, виях конкуренции, носят научный и практи-
происходящих в последнее десятилетие в Рос- ческий характер. В результате структурных
сии. Вместе с тем на внутреннем рынке наблю- реформ произошло разделение функций хозя-
дается недостаточное качество предоставляе- йственного управления и государственного
мых услуг, высокий уровень издержек, сохра- регулирования, что повлекло за собой суже-
нение высоких показателей транспортной ава- ние функций структурных составляющих сис-
рийности и негативного экологического возде- темы управления и необходимость разработки
йствия транспорта. На международном рынке многих нормативно-правовых документов,
транспортных услуг в условиях постоянного регламентирующих процедуры исполнения
ужесточения требований к транспортным сис- ряда функций системы управления. Это, в пер-
темам конкурентоспособность отечественных вую очередь, относится к стандартам отрасли в
транспортных технологий становится серьез- области безопасности перевозок, которые
ной проблемой. Это требует разработки орга- устанавливают формы показателей безопас-
низационных и научно-методических основ ности перевозок пассажиров и грузов, функ-
стандартизации, сертификации и управления ционирования технических средств и персо-
качеством продукции в рыночных условиях нала, процедуры нормирования показателей
[1],[2]. безопасности перевозок и функционирования
В связи с этим скорейшее решение сущес- технических средств, технологии определения
твующих проблем качества транспортных нормативных параметров состояния техни-
услуг, включая безопасность, приобретает ческих средств по нормативным значениям
определяющее значение в повышении эффек- показателей безопасности их функциониро-
вания. Актуальность исследований в этом направлении обусловлена также необходимостью обеспечения безопасности транспортных систем на основе реализации системных улучшений качества технологических процессов и повышения надежности технических средств, что требует дальнейшего развития теории и практики управления транспортными системами (ТС) и корректировки существующей классификации задач безопасности, надежности, качества, рисков в транспортной сфере [3].
I. Организационная структура российской системы управления безопасностью перевозок имеет три иерархических уровня (федеральный, отраслевой, уровень предприятий) и опирается на автоматизированную систему управления безопасностью движения АСУ-БД. Наиболее полно системный подход в разработке управления безопасностью на железной дороге нашел свое отражение в проекте «Концепции информационной подсистемы многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС)». Эта система третьего уровня совместно с новой системой централизованного управления движением поездов определяется как совокупность технических и организационных мероприятий по управлению и осуществлению перевозок, позволяющая обеспечить безопасность движения поездов и в каждом элементе каждого контура управления, и в системе управления в целом. Под контуром управления понимается совокупность организационно-технических средств, обеспечивающих управление движением поездов и обеспечением безопасности. Безопасность в таком подходе, в значительной степени, определяется надежностью технических средств: пути (верхнее строение пути, рельсы, стыки и др.), искусственных сооружений — ИССО (мосты, путепроводы, тоннели и др.), подвижного состава (вагонов, локомотивов и др.), энергоснабжения, автоматики, связи. В каждом из хозяйств, отвечающих за эксплуатацию технических средств, должна быть обеспечена система мероприятий, не допускающих появления опасных отказов технических средств, приводящих к нежелательным последствиям. Вопросы повышения безопасности движения, рассматриваемые в рамках организационно-эксплуатационного аспекта, решаются комплексно и сводятся к разработке и уточнению отраслевых стандартов, инструкций и
требований по безопасности движения поездов. Новым направлением в обеспечении безопасности становится ориентация на развитие технологий прогнозирования, упреждения появления нежелательных эффектов. Отметим, что многие вопросы, актуальные для транспортных систем, получили развитие в других отраслях промышленной деятельности, что позволяет создать бузу для построения иерархии моделей для систем управления.
В настоящей статье рассмотрены общие положения по организации и описанию глобальной модели взаимодействия различных уровней транспортной системы, с использованием обобщенных параметров, называемых состояниями 1М..5п } . Для нижних уровней иерархии объекта управления, отражающих состояние технологического оборудования и систем автоматики определены задачи диагностики, что, в целом, позволяет сформулировать требования к АСУ ТП объектов и к уровню процессов управления на железной дороге, обеспечивающего поддержку решений на основе обработки необходимой информации
[4].
Одним из направлений при реформировании системы менеджмента в железнодорожной отрасли становится управление рисками, в состав которого должна войти система мониторинга и обеспечения безопасности, что связано с решением задач:
- создания научно обоснованной методической базы получения предельных состояний технологических систем с учетом риска возникновения катастрофических ситуаций;
- создания нормативно-правовой основы для легитимизации представлений о возможности существования (как нормы) некоторых приемлемых или допустимых состояний технологических систем с обеспечением риска безопасных отклонений от этого уровня с последующим регулируемым возвращением системы в штатное состояние.
С учетом таких обстоятельств понятие «снижение рисков» должно, по существу, отражать вероятностную трактовку возникновения чрезвычайных ситуаций, её связь с анализом запроектных и гипотетических сценариев развития происшествий. При этом рациональной представляется ориентация не на абсолютный, а на относительный уровень сопоставляемых рисков. Как первый шаг, целесообразным становится создание системы обобщенных моделей для анализа риска Я, сцена-
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
риев и катастроф, ущербов и, деструкции и базовых повреждений, что требует создания определенных постоянно действующих организационно-технических структур (например, в виде региональных центров мониторинга, прогнозирования и обеспечения безопасности сложных технических систем)[5].
Что касается вероятностных характеристик Р, условий возникновения и развития аварий и катастроф, то они определяют степень опасности природных и технологических процессов в технических системах, и вовлеченных во взаимодействие материалов и веществ. В этом случае можно полагать, что
Р = Р(0,Ы,хХ Б), (1)
где О - экстремальные или близкие к ним внешние и внутренние воздействия и нагрузки; N, х - цикличность и длительность воздействий; í - уровни температуры; Б - параметры прочности материалов. Система обеспечения безопасности технических систем в зависимости обобщенного риска от основных факторов влияния имеет вид:
Я = Р(и,Р)< г,к), (2)
где и - экономические факторы; г - затраты на снижение рисков; к - коэффициент эффективности затрат (желательно обеспечить к >>1).
Создаваемые транспортные системы (ТС) обладают определенной спецификой, сопровождаемой соответствующей расстановкой акцентов на соотношениях понятий безопасность, надежность и живучесть, что требует определения некоторых границ в понятийных полях. Предметом надежности можно считать существенные системные связи и причинно-следственные взаимодействия, не выходящие за рамки ТС. Предметом живучести и безопасности являются существенные причинно-следственные взаимодействия среды с системой, причем, в случае живучести причина генерируется окружающей средой (ОС), а следствия проявляются в ТС; в случае безопасности — причина генерируется самой ТС, следствия не проявляются в ОС. Таким образом, свойство надежности можно характеризовать, в основном, как внутреннее свойство ТС, характеризующее устойчивость функционирования системы по отношению к внутренним системообразующим факторам. Живучесть характеризует стойкость ТС, в основном, к внешним (а не внутренним) воздействиям со стороны ОС при возникновении и развитии допустимых повреждений в ТС. Важ-
ное значение в повышении безопасности ТС имеет структурная и функциональная избыточность.
II. В развиваемом подходе выделяются три основных организационных принципа обеспечения безопасности ТС: культура безопасности, ответственность эксплуатирующей организации, обеспечение нормативного регулирования и проверки деятельности, связанной с безопасностью. При рассмотрении технологии повышения надежности и безопасности сложных объектов целесообразным представляется комплексное восприятие проблемы, предполагающее упреждение событий и прогнозирование ситуаций, что связано с задачами идентификации и формированием системы ключевых показателей и может решаться на основе метода FMEA (Potential Failure Mode and Effects Analysis), позволяющего вести анализ видов и последствий потенциальных отказов [6].
Сравнительный обзор работ по формированию российской и зарубежной нормативных баз по безопасности показывает, что в железнодорожной отрасли развитие событий идет в двух направлениях: совершенствование в техническом плане и детализация отношения к качеству продукции или услуг. Такой подход позволяет ставить вопрос не только о качестве транспортных услуг, но и качестве управления, о менеджменте качества, как наиболее общей категории, определяющей уровень качества всей системы. В этом плане заслуживает внимания опыт накопленный в электроэнергетике, атомной энергетике, трубопроводном транспорте углеводородного сырья [7].
Управление безопасностью в железнодорожной отрасли реализуется на основе системы управления безопасностью перевозок, которая состоит из совокупности функционально взаимодействующих технических средств и персонала, обеспечивающих безопасность заданного уровня при минимальных ресурсах, предполагает изучение специфики. Основные усилия при создании системы ориентированы на два направления. Во-первых — это массовое внедрение современных технически средств (обновление подвижного состава, автоматика, информационные технологии); второе — работа с кадрами, всемерное повышение требовательности и персональной ответственности всех уровней управления за обеспечение каждым исполнителем требований
безопасности, строгий отбор кадров, их подготовка и обучение, повышение уровня контроля [8].
Хотя по абсолютному числу чрезвычайных происшествий и количеству погибших в них людей железнодорожный транспорт является одним из наиболее безопасных, отклонений все же бывает достаточно много. В целом по отрасли с 1992 по 2002 год количество крушений сократилось в 4 раза, аварий — в 6 раз, травмирования пассажиров редки. В настоящее время острой проблемой стали сходы вагонов в грузовых поездах. Для ликвидации такого явления ужесточается контроль качества ремонта ходовых частей подвижного состава, осуществляется модернизация грузовых вагонов, совершенствуются режимы ведения поездов, проводится активная работа по повышению безопасности на пересечении автомобильных и железнодорожных путей и др. В целом взаимодействие и увязка вопросов качества и безопасности становится реальной основой действий.
В связи с междисциплинарным характером понятий безопасности и качества обеспечение «стыкуемости» разработок, проводимых в различных отраслях, являются достаточно сложной проблемой. Качество и безопасность выступают неразрывными понятиями на транспорте. Качество, как оно определено в стандарте, это степень соответствия присущих характеристик требованиям потребителей. Управление качеством транспортных услуг формирует важные предпосылки обеспечения безопасности. К примеру, концепция корпоративной системы менеджмента качества на железной дороге определяет в качестве приоритетов: обеспечение высокого качества технологий во всех сферах деятельности компании и приоритетность требований безопасности движения и персоналами перед эксплуатационными показателями работы компании [6].
В формализации представлений о состоянии транспортной системы (ТС) большое значение имеет мониторинг, который определяется автором как специально организованное систематическое наблюдение за состоянием объектов. Целью мониторинга объектов является сбор, накопление и обработка информации, а также оценка на её основе класса состояния объекта. Безопасность объекта трактуется как состояние его защищенности от внешних и внутренних угроз, поэтому с помощью
мониторинга можно определить класс этого состояния и выбрать необходимый набор организационно-технических мероприятий.
Транспортная система характеризуется следующими особенностями: определенной структурой; зависимостью от внешней среды и влиянием системы на внешнюю среду; наличием количественных характеристик, определяющих состояние системы в каждый момент времени; участием некоторых случайных факторов на функционирование системы. Представим ТС в виде упорядоченной пары 5 = (А, Я), где А- множество подсистем и элементов; Я - множество отношений. Это позволит представить ТС в виде иерархической структуры, содержащей подсистемы, компоненты и базовые элементы. С точки зрения безопасности перевозок базовые элементы описываются совокупностью параметров состояния. Часть из этих параметров может быть отнесена к исходным, другие являются интегрированными (на основе предварительной обработки исходных данных). Рассмотрим многоуровневую ТС: на верхнем уровне находится сама ТС, следующий уровень — её основные подсистемы (обозначим через / - номер подсистемы, п - число подсистем). Обозначим через р некоторый показатель безопасности ТС. Этот показатель можно представить в виде аддитивной (3) или мультипликативной (4) модели
пп
(3)
Р = 1 ^,
1=1 1=1 пп
р =ПЯ, =1
(4)
где ^ - значения -го показателя ТС для /-ой подсистемы; хг. - значение весового коэффициента для /-ой подсистемы; п- число подсистем; ] =1, у; у - число показателей безопасности
для ТС. Наиболее существенное отличие мультипликативного показателя (4) от аддитивного (1) заключается в том, что аддитивный показатель базируется на принципе справедливой абсолютной уступки, а мультипликативный — на принципе относительной уступки. Суть уступок заключается в том, что снижение оценок одних факторов не превышает повышения остальных. Весовые коэффициенты можно определить экспертно, значения параметров безопасности находятся расчетными или экспертным методом. Аналогично можно представить и показатели безопасности через значения показателей нижестоящего уровня и так
1 =1
1=1
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
дойти до базовых элементов ТС. В работе авторов [9] показано как эти показатели используются в системе мониторинга ТС, если определить для каждого параметра границы классов состояния безопасности. Зная класс состояния можно определиться с набором организационно-технических средств обеспечения безопасности и оценить как долго ТС будет находиться в этом состоянии. В работе [11] представлен вероятностный подход, где вводится понятие х - времени нахождения ТС в некотором состоянии, как некоторой случайной величины с функцией распределения Р(х) - вероятности того, что до времени х произойдет изменение состояния. Тогда
Р( х) = |-Р (х )| (5)
представляет вероятность того, что до времени х не произойдет изменения состояния. Аналогично может быть введено:
1.среднее время нахождения в состоянии
= | Р( х ^х;
(6)
У(
Р ( У )$У .
(10)
указывает интервал, содержащий оценку. В рассматриваемых случаях распределением на интервале (а,Ь) является бета-распределение с параметрами а и р (а,р > 1)
Ч а-1А чр-1
f (У)_-
Г(а+Р)
У-а
Ь - У Ь - а
(11)
(Ь - а)Г(а )Г (рд Ь - а
где Г(х)гамма-функция. Математическое ожидание и дисперсия для бета-распределения равны
т _ а
(Ь - а)а ; ^ _ (Ь - а)2 ар ; У _(а+Р)2(а-
(12)
2. остаточное время при условии, что до времени í ТС не изменит своего состояния
У, _ х -,; (7)
3. закон распределения для остаточного времени (5)
^ Р (У)_[Р(, + У)-Р(,)]/Р(,), (8)
где Р(,) определяется из (3); тогда вероятность того, что до времени не произойдет изменения состояния для остаточного времени имеем
Р (У) _|-Р, (У) _ Р(, + У )Р(,). (9)
Зная (6) и (7), можно найти среднее остаточное время
а+р У (а+Р)2 (а+Р+1)
При интервальном оценивании возможны три варианта организации работы:
1. эксперт задает только интервал (а,Ь). В этом случае бета-распределение является равномерным законом (а _р_1);
2. эксперт задает интервал и не различает наиболее вероятное значение (МУ) от математического ожидания (тУ), а отмечает лишь их равенство, МУ _ тУ, (а _Р>1). (в этом варианте для определения параметров бета-распределения использовано дополнительное условие — «правило трех сигм», при котором среднеквадратичное значение при интервале (0,1) а _1/6;с учетом (10) и этого условия,а _Р_4);
3. эксперт задает интервал, а также наиболее вероятное значение и математическое ожидание (МУ Ф тУ) (в этом случае
т;(2М;-1) 1 - т* а _—^^—р_-— а, (13)
Му -ту
т
где М*, т*
Проблема вычисления (10) заключается в обосновании функции распределения Р(х) и определении её параметров, для чего предложен метод приближенных вычислений. В развитие предложенного подхода разработана методика формирования показателей экспертным методом. Авторами работы [10] рассматривается три метода обработки экспертной информации: простое ранжирование, алгоритм агрегирования, метод анализа иерархий; проведено сравнение экспертных методов для оценки значений показателей безопасности подсистем.
Экспертные оценки показателей безопасности ТС, входящие в модели (1), (2), могут быть точечными (одно число из некоторого диапазона) или интервальными, когда эксперт
наиболее вероятное значение и
математическое ожидание на интервале (0,1)).
Во всех трех вариантах значения экспертной оценки получается моделированием по одному из алгоритмов для бета-распределения. Для повышения качества информации она дополнительно проверяется статистическими методами, в частности предлагаются непараметрические методы статистики. Дополнительно используя критерий Уилкоксо-на-Манна-Уитни (и-критерий), можно проверить, отличаются ли статистически ранжировки показателей между разными группами экспертов. Кроме того предлагается использование рангового коэффициента корреляции по Спирмену. Необходимость использования этого коэффициента связана с тем, что он позволяет сравнивать выборки, уже представленные в виде рангов, в то время как для и-критерия выборки представлены в виде вещественных чисел.
0
0
Рис. 1. Цикл Деминга для процесса перевозок
III. Система менеджмента качества (СМК) должна быть частью системы, ориентированной на достижение результатов, основанных на обеспечении потребности клиентов, и опираться на принципы TQM, соответствующих ГОСТ ИСО-9001-2001. В соответствии с этими принципами любой процесс жизненного цикла, в том числе и перевозочный процесс, может быть построен в соответствии с циклом Деминга (рис. 1). Поскольку качество первично по отношению к безопасности рассматриваются подробности определения категории качества и её взаимосопря-гаемости с безопасностью.
Среди технических свойств, надежность занимает особое положение и отличается от прочих свойств, входящих в определение понятия качества, что позволяет расширить представления о свойствах системы, опирающихся на восприятия комплексного характера свойств надежности путем введения для транспортных систем таких понятий как отказов работоспособности, отказов функционирования, устойчивой способности, режимной управляемости.
Создание единого нормативного пространства в транспортной сфере и, прежде всего, на железнодорожном транспорте в условиях либерализации транспортных услуг требует разработки единой методики анализа и прогноза обеспечения безопасности процессов, кроме того разработки и принятия нормативных актов, обеспечивающих гармонизацию российского технического законодательства с международными стандартами. Для потребителей транспортных услуг важна мера надежности, знание которой дает возможность принятия соответствующих решений. Такой мерой является риск, однако такой подход требует учета междисциплинарной природы этого понятия, соотнесения его с проблематикой менеджмента качества транспортных услуг. Положительным моментом в таком подходе является вероятностная природа рисков. В предыдущих работах авторов рассматриваются методические аспекты технических и правовых процедур, которые могли бы быть предложены для создания единой теории безопасности транспортных систем, включающих в свой состав: цепи, события в рисковых ситуациях, рисковые события, назначение, выбор
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Рис. 2. Диаграмма Исикавы для идентификации объекта
приемлемого риска, оценивание значений целевого уровня риска при управлении движением на транспорте, «взвешивание» рисков. Предлагается обоснование схемы измерения управляемых рисков на транспорте на основе использования некоторых идей из гражданской авиации для разработки процедур вычисления меры рисков на транспорте с учетом идей формализованного анализа безопасности. Теоретическую основу подхода составляет метод прогнозирования аварийных ситуаций с помощью цепи случайных событий. Понятие управляемый риск или просто риск обозначает в широком смысле некоторую потенциальную опасность с возможными последствиями в виде определенного ущерба или вреда. Управляемость обозначает возможности некоторого влияния или воздействия на степень опасности [4]. На рис. 2 приведен пример построения диаграммы Исикавы для одного из ключевых параметров на железной дороге — снижения коэффициента готовности подвижного состава.
Подходы, основанные на использовании сетей, выступают инструментом для моделирования и решения задач в области парал-
лельных систем и асинхронных процессов, каковыми являются аварийные процессы в транспортной сфере. В частности, большой интерес представляют сеть Петри И - (Б, Е, р,ю), в которой Б = {Б 1,Б2,...,Бп | - конечное множество позиций, п > 0, Е -|е1 ,е2 ,...,ет } - конечное множество переходов, т > 0, S Е = ф ,р:Е ^ Б -является входной функцией — отображением из переходов в позиции, ю: Е ^ Б - выходная функция — отображение из переходов в позиции. Функционирование сети Петри формально описывается с помощью множества последовательностей срабатываний и множества допустимых в сети разметок. Разметки в сети И - это функция М: Б ^ N. Если позиции сети упорядочены Б -(Б1,...,Бп ), то разметки сети, в том числе и начальные задаются как вектор чи-селМ -(т1,...,тп ) такой, что V/, 1 < / < п, тг - М(Б,).
Отождествление переходов с выполнением информационных, организационно-технических или технологических процессов в объекте делает представимыми указанные процессы в классе сетей Петри со свободным выбором. Рассматривает пример моделирования
53-горячий резерв, 54- работа под нагрузкой, 56- аварийный режим нагруженный, S7 -аварийный режим ненагруженный, 511 - предаварийный №1, 513- включение нагрузки, 514- неисправность силовой уствновки, 515- аварийное отключение нагрузки, 520- неисправность в нагрузке, 521 - нагрузка в норме, 523 - утечка в кабеле, S 24 - замена кабеля.
Рис. 3. Пример моделирования работы автономной энергетической системы
функционирования автономной энергетической установки рис. 3.
Предлагаемый подход позволяет развитие в направлении, связанном с раскрытием неопределенностей, возникающих при анализе и управлении рисками. Определение дополнительных требований к сетям можно сделать из рассмотрения задачи диагностики на сетях Петри (СП), которая формализуется следующим образом: "По значениям контролируемых параметров (ключевых индикаторов) V в каждый момент времени т _ 0,, необходимо распознать ситуацию q или локальные ситуации щ < q, соответствующие данному набору значений параметров V". Авторами работы [7] предлагается алгоритм поиска искомых цепочек последовательности ситуаций рисков.
IV. Прогнозирование времени нахождения ТС в текущем состоянии с использованием временных рядов, которые можно назвать предысторией, обладает хорошими прогностическими свойствами при двух основных условиях:
а) прогнозная модель является адекватной по некоторому критерию относительно исходных экспериментальных данных;
б) тенденции в будущем соответствуют тенденциям в предыстории.
Если эти условия выполняются, то, как правило, используются экстраполяционные модели на основе регрессивных функций
У(,) _^,а,р,...)+е(0, (14)
где у(,,а,р,...) - выбранная функция с неизвестными параметрами а,р , ...; ) - нормальный стационарный процесс с нулевым средним, описывающий помеху; )^ ^(0,а2), то есть
она нормально и имеет однородную дисперсию во времени. Имея временные ряды ,У1 Л _1,...,М , где М- число измерений), по методу наименьших квадратов можно оценить коэффициенты регрессии
~(,) _у(,,а,Ь,...). (15)
В работах [9],[10] рассматривается полиномиальная функция вида
у(,) _а0 + а, + а2г2 +...■+акгк, (16)
где Я - степень полинома, а0,а1,...,ап- параметры функции.
Выбор модели (16) определяется несколькими причинами:
1. анализ программных средств, содержащих прогнозирование реальных показателей,
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
показывает, что на практике используются самые простые модели, часто уравнения прямой или параболы;
2. мониторинг безопасности ТС находится еще в начальной стадии и не имеется опыта накопления длинных временных рядов;
3. модель, высокие апроксимационные свойства которой получены за счет увеличения её сложности, зачастую имеет неудовлетворительные экстраполяционные свойства.
Ожидаемое остаточное время определяется по формуле
,0 _ ,к - ,М , (17)
где ,М - время последнего контроля, ,к - корень уравнения, у(,) _хп, в котором хп- предельное значение текущего параметра состояния ТС.
Гарантированное остаточное время может быть найдено из:
г2 _гпр — гМ, (18)
где, определяется из уравнения
У(,) +,(т5,У)• 5-VТ,Т(ТТТ)—1 Т; _Хп. (19) Здесь у(,) - расчетное значение показателя в момент времени г; г(т5, у) — - квантиль г-распре-деления при степенях свободы и доверительной вероятности у; 5- оценка среднеквадратичного значения ошибки; Т - матрица (М хР) значений параметров безопасности; р _ Я +1 - число коэффициентов в модели, Т, - строка матрицы значений параметров безопасности, в которой вычисляется прогнозное значение показателя; Т,Т - операция транспонирования.
Межконтрольный интервал определяется из выражения
_Л-,Г, (20)
где коэффициент Л _1, если прогнозная модель адекватна, и 0< Л < 1, если модель не адекватна, ,Г - гарантированное остаточное время (16).
Показатель (17) оценивает среднее время нахождения ТС в текущем состоянии; показатель (18) отражает минимальное время нахождения ТС в текущем состоянии; показатель (20) определяет необходимый интервал контроля параметра безопасности, по которому ведется оценка времени нахождения ТС в текущем состоянии.
В работе [10] представлена методика определения остаточного времени, на основе оценки трех показателей: а) ожидаемого остаточного времени; б) гарантированного остаточного
времени; в) межконтрольного интервала. Предлагается два метода оценки параметров:
- прогнозирование по однородной информации, когда используется только информация временных рядов по параметрам безопасности;
- прогнозирование по разнородной информации, когда помимо временных рядов используется информация экспертов о поведении ТС в будущем.
В мониторинге часты случаи, когда сведения о значениях показателя в прошлом ограничены, особенно в период начального накопления данных. В связи с этим предлагается новый подход [10] для прогнозирования остаточного времени, когда помимо статистической информации дополнительно используются экспертные суждения, а также сделана постановка задачи оценки показателей остаточного времени по разнородной информации. Для оценки коэффициентов выбора наиболее адекватной модели использован метод линейного программирования, что заключается в решении для каждой задачи критерия соответствия статистическим данным при ограничениях, полученных из экспертных суждений.
Дальнейшее развитие предлагаемых подходов предполагает переход к логико-динамическим моделям. В таких моделях могут быть отражены знания экспертов об идентификации объектов управления, их свойствах, динамических характеристиках — управляемости и реакции на различные нарушения и дестабилизирующие факторы. В самом общем виде сам объект управления О может быть представлен совокупностью всех правильных комбинаций его компонентов — входов х и выходов У :
О с х х у. (21)
Входы объекта х - воздействия на объект, управляющие и дестабилизирующие, а выходы У - это значения контролируемых параметров, значения ключевых показателей, которые выявляются и выбираются на стадии идентификации. При таком подходе моделью объекта будет преобразование Р, связывающее входы х с выходами У.
Р:х ^ у. (22)
Известно, что для каждого процесса системы О типа (21) существует множество гло-
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ПОДХОДЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ
Рис. 4. Диаграмма Исикавы по иерархии факторного анализа отказов.
бальных реакций системы р:О хх ^ у таких, что
(х, у )е Б ^ (Зд )[р(д, х) - у ].
Для изучения поведения объекта Б во времени можно предложить введение ввести понятия линейно-упорядоченного отношения < множества моментов времени т. Динамическая модель объекта в этом случае будет определяться динамической парой( р,ф), где р является множеством всех реакций, объединенных в семейство реакций объекта, а ф представляет собой семейство функций переходов. Для нахождения условий существования функций р и ф необходимо провести анализ динамики процессов, протекающих в объекте управления при оказании транспортных услуг.
Для качественной идентификации объектов транспортной системы могут быть использованы лингвистические переменные Ь , задаваемые как нечетные множества в пространстве параметров V -{V,...,Уп.. Соответствие вектора значений лингвистических переменных Ь] состояниям объекта устанавливается с помощью дедуктивной схемы вывода
{Ь1 лЬ2... о
кО
(23)
которая означает, что если имеют место соответствующие значения переменных Ь1,Ь2,...,Ьп, то с уверенностью к имеет место состояние О. На рис. 4. приведена совокупность причин отказов У0, обусловленных внутренними причинами.
Таким образом, под системой управления рисками авторами статьи подразумевается комплекс систематических постоянных мер, направленных на выявление рисков в деятельности соответствующей структуры и управление ими при помощи установленных методик, технологий и процедур.
Структурированное понятие безопасности основывается на комплексных представлениях, соответствующих проблемах железной дороги на региональном уровне. При этом надёжность и безопасность рассматриваются как важнейшие атрибуты качества перевозочного процесса, а безопасность достигается и обеспечивается созданием определённых организационно-технических мероприя-
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
тии, в основе которых лежат отраслевые стандарты безопасности.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Узунов, В. Г. Классификация проблем анализа и синтеза систем безопасности в работе транспортных коридоров / Узунов В.Г., Каштанов Ю.Б. //Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: материалы всероссийской научной конференции с международным участием 19-21 мая 2005 г. - Красноярск. 2005. - С. 605-609.
2. Каштанов, Ю. Б. Современные технологии создания экспертных систем ситуационных центров для повышения надежности и безопасности сложных объектов /Каштанов Ю.Б., Белов И., Беляев А.А., Узунов В.Г. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование — вып. №3 (15): ИрГУПС, Иркутск, 2007. С. 104-109
3. Елисеев, С.В. Методологические основы разработки организационно-технического обеспечения системы безопасности сложных технических объектов / Елисеев С.В., Каштанов Ю.Б., Узунов В.Г.; ИрГУПС. -Иркутск, 2008. -128 с.: илл. 64. - Библ. 42 назв.. Рукоп. депонир. ВИНИТИ, 17.04.08, №328 в 2008 г.
4. Узунов, В.Г. Некоторые задачи построения моделей для системы управления рисками / Узунов В.Г., Елисеев С.В. // Актуальные проблемы права, экономики и управления: материалы Международной научно-практической конференции, СИПЭУ. Иркутск. 2008. С. 212-215.
5. Елисеев, С.В. методология оценки и прогнозирования безопасности состояния сложных технических систем / Елисеев С.В., Каргапольцев С.К., каштанов Ю.Б.,
Дьяченко А.А., Быкова Н.М.// Современные технологии. Системный анализ. Моделирование — вып. №3 (15): ИрГУПС, Иркутск, 2007. С. 96-100.
6. Елисеев, С.В. Обеспечение безопасности сложных технических систем (технологические подходы) // Елисеев С.В., Каштанов Ю.Б., Узунов В.Г.; ИрГУПС. - Иркутск, 2008 г. -150 с.; илл. 20. -Библ. 24 назв.. Рукоп. депонир. ВВНИТИ, 17.04.08, №329 в 2008 г. (Опубликовано. «Депонированные научные работы №6. 2008 г.)
7. Узунов, В.Г. Надежность транспортных систем, как показатель качественного состояния элемента системы / Узунов В.Г., Каштанов Ю.Б. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование — вып. №3 (11): ИрГУПС, Иркутск, 2006. С. 171-177.
8. Узунов, В.Г. Управление безопасностью технических систем. Организационные аспекты / Узунов В.Г.// Актуальные проблемы права, экономики и управления: материалы Международной научно-практической конференции, СИПЭУ. Иркутск . 2008. С.217-220.
9. Узунов, В.Г. Прогнозный подход в оценке нахождения технических систем в текущем состоянии / Узунов В.Г., Дьяченко А.А., Спорыхин М.А., Белов И.А. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование — вып. №3 (19): ИрГУПС, Иркутск, 2008. С. 110-118.
10. Узунов, В.Г. Математическое обеспечение мониторинга состояния транспортной системы и её объектов на основе вероятностного подхода/ Дьяченко А.А., Спорыхин М.А., Белов И.А.// Современные технологии. Системный анализ. Моделирование — спецвыпуск: ИрГУПС, Иркутск, 2008. С. 74-82.
