МОДЕЛЬ БИФУРКАЦИЙ В АНАЛИЗЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ
Источник:
Современный уровень развития цивилизации характеризуется высокой степенью индустриализации, созданием сложных человеко-машинных систем (ЧМС), активным воздействием человека на окружающую среду. Согласно статистическим данным ежегодно растет риск возникновения происшествий, аварий и катастроф техногенного характера, а величина ущерба приобретает глобальные масштабы, создающие серьезную угрозу человеческой жизнедеятельности. В связи с этим актуальной проблемой является обеспечение безопасности сложных систем, как на этапе проектирования, так и в процессе изготовления, монтажа, наладки и эксплуатации. Решение указанной проблемы в рамках теории безопасности сложных систем проводится на основе анализа причинно-следственных связей предпосылок и факторов аварийности и травматизма ЧМС, статистической оценки уровня безопасности по числу происшествий и ущерба от них, вероятностным моделированием процессов и систем, а также решением оптимизационной задачи - минимизации риска и ущерба от аварий. Системный анализ оценки уровня безопасности позволяет учесть особенности технологии, надежность оборудования, условия среды и человеческие факторы, модели которых в основном имеют вероятностное описание. Компьютерные средства имитационного моделирования позволяют прогнозировать изменение показателей безопасности в динамике.
Методологической основой моделирования происшествий в техносфере являются методы диаграмм влияния [1]. Вероятность возникновения происшествия Q(X) определяется по диаграмме влияния с учетом алгебры событий и правил теории вероятностей. Структура диаграммы влияния определяет причинно-следственные связи между предпосылками и событиями. Накопленные данные о происшествиях и анализ их причин позволяют сделать вывод, что, несмотря на возможное постепенное плавное накопление энергии, и изменений в системе, авария происходит внезапно скачкообразно. Природа скачков может быть различной, а их возникновение трудно предсказать. Теоретической основой описания внезапных изменений в поведении системы служит теория катастроф [3]. В рамках теории катастроф эволюционный процесс математически описывается векторным полем в фазовом пространстве. Каждая точка фазового пространства задает состояние системы, а вектор, приложенный в этой точке, указывает скорость изменения состояния системы. С течением времени в системе могут возникнуть неравновесные состояния (бифуркации), т.е. система может стать неустойчивой.
Классический метод прогнозирования вероятности возникновения аварий, основанный на анализе деревьев происшествий, определяет лишь среднюю ожидаемую вероятность аварии, а имитационная модель дерева происшествий дает как бы временные срезы динамики изменения вероятности аварии. Такие параллельные срезы не учитывают последовательный характер нарастания опасной ситуации и скачкообразного возникновения аварии. Поэтому целью работы является построение модели аварийности и травматизма в ЧМС, учитывающей взаимное влияние последовательных состояний системы и ее параметров. Основу модели составляет базовая имитационная модель дерева происшествий, дополненная оператором бифуркаций.
Компьютерная модель модифицированного дерева происшествий реализована в программе математического моделирования Matlab [3], где исходные предпосылки реализованы в виде генераторов случайных чисел с заданными законами распределения и априорными вероятностями возникновения. В структуре генераторов, формирующих вероятности предпосылок, реализована модель бифуркационного скачка, основанного на формуле Байеса
(1)
где - вероятность гипотезы возникновения происшествия в i -й момент времени;
pi-1 - условная вероятность возникновения аварии на i-1 шаге.
Независимо от исходного закона распределения случайного процесса результат применения оператора бифуркации (1) приводит к гиперболическому изменению кривой распределения. Анализ результатов моделирования показывает, что предложенная модель учитывает как причинно-следственные связи, так и скачкообразный характер проявления аварий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Белов П.Г. Моделирование опасных процессов в техносфере. - М.: Изд-во АГЗ МЧС, 1999. - 124с.
- Острейковский В.А. Анализ устойчивости и управляемости динамических систем методами теории катастроф. - М.: Высш. шк., 2005. - 326с.
- MatLab. Справочник. - СПб.: Питер, 2003.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 115 KB...
19 04 2021 12:58:19
Приводятся результаты исследования восстановления пашен, заброшенных при развитии негативных криогенных процессов и явлений и деформации поверхности. Этот опыт восстановления может использоваться и на долинных сельскохозяйственных угодьях, где распространены близкозалегающие подземные льды, вызывающие деформацию поверхности при мелиоративных воздействиях. ...
18 04 2021 13:35:21
Статья в формате PDF 848 KB...
17 04 2021 21:22:31
Статья в формате PDF 110 KB...
15 04 2021 1:30:39
Статья в формате PDF 297 KB...
14 04 2021 0:28:35
Статья в формате PDF 142 KB...
13 04 2021 21:17:27
Статья в формате PDF 117 KB...
12 04 2021 6:38:21
Статья в формате PDF 128 KB...
11 04 2021 22:16:21
Статья в формате PDF 95 KB...
09 04 2021 5:20:36
Статья в формате PDF 251 KB...
08 04 2021 12:42:11
Статья в формате PDF 270 KB...
07 04 2021 18:46:31
Статья в формате PDF 348 KB...
04 04 2021 11:51:22
Статья в формате PDF 128 KB...
03 04 2021 3:25:15
Статья в формате PDF 258 KB...
01 04 2021 16:37:59
Статья в формате PDF 495 KB...
31 03 2021 4:43:36
Статья в формате PDF 122 KB...
30 03 2021 1:35:44
Статья в формате PDF 99 KB...
28 03 2021 13:46:34
Статья в формате PDF 111 KB...
27 03 2021 10:52:10
Статья в формате PDF 120 KB...
26 03 2021 19:30:53
Статья в формате PDF 122 KB...
25 03 2021 2:47:16
Статья в формате PDF 102 KB...
24 03 2021 22:10:12
Статья в формате PDF 146 KB...
23 03 2021 14:52:25
Статья в формате PDF 143 KB...
22 03 2021 18:21:16
Статья в формате PDF 130 KB...
21 03 2021 23:55:59
Статья в формате PDF 128 KB...
19 03 2021 2:47:54
Статья в формате PDF 135 KB...
18 03 2021 3:20:43
Статья в формате PDF 115 KB...
17 03 2021 11:36:45
Статья в формате PDF 87 KB...
16 03 2021 4:43:21
В статье показано увеличение интереса граждан России к истории и культуре стран ислама. Это связано с повышением политической активности этих стран и расширением их туристического сервиза. ...
14 03 2021 7:30:45
Статья в формате PDF 110 KB...
13 03 2021 19:52:35
Статья в формате PDF 110 KB...
12 03 2021 12:24:49
Статья в формате PDF 128 KB...
11 03 2021 21:40:18
Статья в формате PDF 109 KB...
10 03 2021 6:19:40
Статья в формате PDF 107 KB...
09 03 2021 21:49:54
Статья в формате PDF 112 KB...
08 03 2021 23:59:28
Статья в формате PDF 105 KB...
07 03 2021 7:20:43
Статья в формате PDF 105 KB...
06 03 2021 19:59:13
Статья в формате PDF 139 KB...
05 03 2021 17:50:56
Система дополнительного экологического образования, базирующаяся на использовании современных педагогических моделей личностно-ориентированного обучения; применении передовых образовательных технологий, активных методов и форм полевой экологии, проектной деятельности, вовлечении в общественно-значимую исследовательскую и практическую работу, создает оптимальные условия для развития креативных способностей одаренных детей в естественнонаучной области. ...
04 03 2021 5:48:41
Статья в формате PDF 151 KB...
03 03 2021 21:22:43
Статья в формате PDF 106 KB...
02 03 2021 19:21:56
Статья в формате PDF 122 KB...
01 03 2021 14:50:44
Статья в формате PDF 379 KB...
27 02 2021 14:41:37
Статья в формате PDF 286 KB...
26 02 2021 9:16:52
Статья в формате PDF 115 KB...
25 02 2021 22:51:30
Статья в формате PDF 141 KB...
24 02 2021 11:50:27
Статья в формате PDF 274 KB...
22 02 2021 10:53:37
Статья в формате PDF 108 KB...
21 02 2021 18:33:40
Статья в формате PDF 463 KB...
18 02 2021 16:47:56
Статья в формате PDF 108 KB...
17 02 2021 9:59:49
Статья в формате PDF 132 KB...
16 02 2021 11:59:44
Рассмотрена экономико-математическая модель конкуренции двух фирм на однородном рынке сбыта. Приводится формулировка соответствующей задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, описывающей динамику развития системы, которая может быть легко обобщена на случай произвольного количества конкурирующих предприятий. Дана экономическая интерпретация полученных результатов. ...
14 02 2021 21:38:35
Статья в формате PDF 94 KB...
12 02 2021 5:38:49
Статья в формате PDF 277 KB...
11 02 2021 1:41:21
Статья в формате PDF 112 KB...
10 02 2021 13:59:49
Статья в формате PDF 195 KB...
09 02 2021 16:37:26
Статья в формате PDF 316 KB...
07 02 2021 20:33:26
Статья в формате PDF 114 KB...
06 02 2021 1:46:49
Статья в формате PDF 236 KB...
04 02 2021 9:33:40
Статья в формате PDF 298 KB...
03 02 2021 14:29:30
Статья в формате PDF 127 KB...
01 02 2021 5:59:51
Статья в формате PDF 227 KB...
31 01 2021 12:37:46
Статья в формате PDF 123 KB...
30 01 2021 20:27:52
Статья в формате PDF 172 KB...
29 01 2021 7:41:50
Статья в формате PDF 117 KB...
28 01 2021 0:54:43
Статья в формате PDF 114 KB...
27 01 2021 16:35:59
Статья в формате PDF 119 KB...
26 01 2021 0:36:14
Статья в формате PDF 126 KB...
25 01 2021 20:56:17
Статья в формате PDF 111 KB...
24 01 2021 8:14:36
Статья в формате PDF 133 KB...
23 01 2021 4:28:53
В рамках данной статьи была построена математическая модель старения в форме онтогенетического компромисса процессов канцерогенеза и оксидативного стресса. Старение присуще всем объектам живой и неживой природы. Накопление повреждений в результате оксидативногостресса приводит к зависимому от возраста повреждению тканей, канцерогенезу и, наконец, к старению. С одной стороны, действие активных форм кислорода приводит к повреждению клеток, и, как следствие, к раку. С другой стороны, активные формы кислорода являются средством борьбы с опухолевыми клетками. Компромисс состоит в поддержании уровня свободных радикалов, эффективно подавляющего опухолевые клетки, и в то же время не сильно наносящего вред организму. На основе математической разработана имитационная компьютерная модель старения с возможностью изменений параметров интенсивностей появления опухолевых клеток, размножения, негативного воздействия свободных радикалов, ответа иммунитета. Проведен эксперимент по выявлению максимальной средней продолжительности жизни в зависимости от параметра гомеостатической характеристики. ...
22 01 2021 18:23:45
Статья в формате PDF 206 KB...
21 01 2021 19:11:38
Статья в формате PDF 101 KB...
20 01 2021 3:22:58
Статья в формате PDF 297 KB...
19 01 2021 23:12:21
Статья в формате PDF 262 KB...
17 01 2021 1:15:19
Статья в формате PDF 120 KB...
16 01 2021 12:54:25
Изучено влияние высококремнистых природных добавок на качество птицеводческой продукции. Установлено, что включение природных добавок в рацион кур-несушек улучшает прочность скорлупы, что непосредственно ведет к снижению процента боя яиц, повышению инкубационных показателей яиц и увеличению процента вывода цыплят. ...
15 01 2021 16:50:11
Статья в формате PDF 129 KB...
14 01 2021 17:38:31
Статья в формате PDF 303 KB...
13 01 2021 0:21:25
В статье даны практические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дебалансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дебалансов. ...
12 01 2021 2:21:31
Статья в формате PDF 319 KB...
11 01 2021 10:18:31
Статья в формате PDF 156 KB...
10 01 2021 7:14:43
В настоящее время важно пройти сложнейший этап перехода к новому типу социально-экономического развития быстро, компетентно, опираясь на собственные творческие возможности. Именно этим целям служит разработанная нами модель педагогических основ формирования целостного образовательного пространства, основу которого составляет внедрение непрерывного образования в интегрированном профессиональном учебном заведении. Моделирование целостного образовательного пространства осуществлялось нами через уточнение таких понятий, как «интеграция», «межпредметные связи», «взаимосвязь», интегративно-педагогические закономерности, интегративная деятельность, через изучение опыта зарубежных исследователей, решающих проблемы педагогической интеграции. ...
09 01 2021 19:30:33
Статья в формате PDF 95 KB...
08 01 2021 2:47:45
Статья в формате PDF 124 KB...
07 01 2021 4:37:36
Статья в формате PDF 256 KB...
06 01 2021 4:22:40
Статья в формате PDF 250 KB...
05 01 2021 21:18:25
Построена математическая модель системы управления качеством образования филиала В У За с учетом влияния внешних информационных связей, проведена оценка критерия качества и улучшения внешних связей вследствие внедрения информационной системы. ...
04 01 2021 11:16:25
Статья в формате PDF 261 KB...
03 01 2021 3:36:38
Статья в формате PDF 117 KB...
02 01 2021 1:47:15
Статья в формате PDF 110 KB...
01 01 2021 6:58:58
Статья в формате PDF 86 KB...
31 12 2020 21:20:51
Статья в формате PDF 166 KB...
30 12 2020 6:28:44
Статья в формате PDF 108 KB...
29 12 2020 19:21:47
Статья в формате PDF 200 KB...
28 12 2020 18:43:42
Статья в формате PDF 106 KB...
27 12 2020 3:46:11
Статья в формате PDF 106 KB...
26 12 2020 3:27:47
Статья в формате PDF 124 KB...
25 12 2020 19:22:54
Разработан пакет графических алгоритмических моделей отбраковочных испытаний радиоприемных устройств, изготавливаемых и выпускаемых предприятием, как первый шаг к последующей автоматизации. Показано преимущество разработанных моделей по сравнению с действующей текстовой инструкцией по проведению испытаний. ...
22 12 2020 21:23:18
Статья в формате PDF 155 KB...
21 12 2020 12:43:31
Статья в формате PDF 251 KB...
20 12 2020 15:55:50
Статья в формате PDF 113 KB...
19 12 2020 23:55:33
Статья в формате PDF 115 KB...
18 12 2020 8:11:52
Статья в формате PDF 144 KB...
17 12 2020 23:36:17
Статья в формате PDF 355 KB...
16 12 2020 4:21:34
В данной статье выделены основные подходы к проблеме человека, сложившиеся в истории казахской традиции и современной казахской философской мысли. По мнению автора, в объяснении феномена человека казахской традицией можно найти ряд толкований, пояснений, отражающих особое внимание к человеку, его духовному миру, самоценности, достоинству, чести. Именно на этой основе казахская национальная традиция получает возможность сосредоточиться на рассмотрении своего видения проблемы отношения человека и мира. ...
14 12 2020 14:49:59
Статья в формате PDF 281 KB...
12 12 2020 7:37:20
Статья в формате PDF 103 KB...
11 12 2020 13:47:49
Статья в формате PDF 137 KB...
09 12 2020 3:15:27
Статья в формате PDF 286 KB...
08 12 2020 21:25:44
Статья в формате PDF 254 KB...
07 12 2020 6:21:43
Статья в формате PDF 253 KB...
06 12 2020 20:44:41
Статья в формате PDF 115 KB...
04 12 2020 12:29:59
Статья в формате PDF 260 KB...
03 12 2020 12:53:40
Статья в формате PDF 142 KB...
02 12 2020 15:36:19
Статья в формате PDF 141 KB...
30 11 2020 2:55:13
Статья в формате PDF 197 KB...
29 11 2020 6:19:39
Статья в формате PDF 124 KB...
28 11 2020 19:15:40
Статья в формате PDF 198 KB...
27 11 2020 21:15:11
Статья в формате PDF 251 KB...
26 11 2020 22:43:40
Статья в формате PDF 355 KB...
25 11 2020 8:56:49
Статья в формате PDF 217 KB...
24 11 2020 16:55:31
Статья в формате PDF 116 KB...
23 11 2020 19:33:29
Медицинская пиявка (Hirudo medicinalis L.) относится к классу пиявок (Hirudinea) подклассу настоящих пиявок (Euhirudinea) отряду челюстных пиявок (Ghathobdellidae), роду Hirudo. Более 30 веков она использовалась человеком как лечебное средство. В России велик опыт клинического применения пиявки (гирудотерапия), его расцветом считаются 18-19 века, когда по экспорту пиявки Россия занимала место, равное злаковым культурам, что являлось существенной статьей дохода государственной казны. В статье показаны оптимальные условия среды для обитания медицинской пиявки и возможные лимитирующие факторы ее распространения и численности. Сегодня основной причиной снижения численности пиявки в Краснодарском крае является антропогенный фактор. Так браконьерский вылов Hirudo medicinalis привел к сильному подрыву ее популяции в большинстве районов Краснодарского края, по сравнению с серединой 90-х годов, ее численность снизилась до 10 раз. В 2002 г. губернатором Краснодарского края А. Н. Ткачевым было выпущено постановление №955 « Об изучении и сохранении медицинской пиявки на территории Краснодарского края». Важным условием сохранения медицинской пиявки в нашем крае является введение запрета на ее вылов на территории Ростовской области, куда в последнее время сместились рынки нелегальной торговли пиявкой. Идеальным вариантом стал бы запрет на ловлю пиявки во всем Южном федеральном округе и принятие коллективных мер по ее охране. ...
22 11 2020 20:22:20
Статья в формате PDF 131 KB...
21 11 2020 3:54:16
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: