Динамические структурные модели знаний в задачах оценивания риска сложных аварий на промышленном объекте

• Автор: Шатровская, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 165 с. : ил

Введение

Глава 1. Проблема оценивания риска сложных аварий на промышленных объектах

1.1. Тенденции повышения риска чрезвычайных ситуаций и проблема техногенной безопасности
1.1.1. Актуальность проблемы оценивания уровня безопасности промышленных предприятий
1.1.2. Приемлемость техногенного риска и основные механизмы регулирования техногенной безопасности

1.2. Исследование методов анализа риска

1.2.1. Определение риска, основные понятия и показатели, характеризующие опасности промышленных аварий

1.2.2. Этапы количественной оценки риска

1.2.3. Основные подходы к анализу и оценке риска

возникновения ЧС

1.2.4. Обзор программных систем по оцениванию риска техногенных ЧС

1.3. Проблема оценивания риска техногенных ЧС на основе структурных моделей знаний
1.3.1. Моделирование логической взаимосвязи событий для сложных сценариев ЧС техногенного характера
1.3.2. Схема применения знаний для оценивания риска аварий
на промышленном объекте
1.3.3. Задачи диссертационной работы
Выводы к главе 1
Глава 2. Модели знаний для представления сложных сценариев развития аварий на промышленном объекте
2.1. Понятие сложного сценария аварии на промышленном объекте
2.2. Продукционная модель знаний для представления
сложного сценария ЧС
2.3. Продукционная модель для формирования типовых
фрагментов сложных сценариев ЧС
2.3.1. Описание языка представления знаний
2.3.2. Описание базы знаний для представления
типовых фрагментов ЧС
2.3.3. Настроечные правила типовой базы знаний
2.4. Понятие структурной модели знаний
2.5. Применение структурной модели знаний для построения
модели сложного сценария ЧС
Выводы к главе 2
Глава 3. Применение динамической структурной модели знаний для оценивания риска сложных аварий на промышленных объектах
3.1. Построение динамической структурной модели знаний для представления сложных сценариев ЧС
3.2. Построение правильного фрагмента РБА структуры
как модели отдельного сценария
3.3. Оценивание вероятности реализации отдельного сценария ЧС
с использованием структурной модели знаний
3.4. Оценивание последствий сложных аварий на промышленных объектах с применением структурной модели знаний
Выводы к главе 3
Глава 4. Программная реализация системы оценивания
риска сложных аварий на промышленных объектах
4.1. Назначение, структура и принципы функционирования системы
4.1.1. Основные технологические блоки системы
4.1.2. Продукционная база знаний для построения
типовых фрагментов сценариев сложных аварий
4.1.3. Информационное наполнение системы
4.1.4. Функционирование системы
4.2. Инструментальные средства
4.3. Автоматизированная библиотека методик по расчету
последствий аварий на потенциально опасных объектах
4.3.1. азначение и состав библиотеки методик
4.3.2. Включение новых методик в систему
4.3.3. Результаты расчета последствий воздействия
поражающих факторов с помощью библиотеки методик
4.3.4. Критерии оценивания степени поражения людей
и материальных объектов
4.4. Применение системы для оценивания риска аварий
на промышленных предприятиях
Выводы к главе 4
Заключение
Литература


В сложном сценарии реализованная опасность сопровождается появлением полей поражающих факторов воздушной ударной волны, взрывов облаков топливновоздушных смесей, теплового излучения огненных шаров и горящих разлитой и вызывает дополнительные разрушения технологического оборудования и реализацию заключенных в нем опасностей. Последние снова создают поражающие факторы и вся цепочка повторяется снова. Определены основные уровни развития сложной аварийной ситуации . Построение продукционной системы является первым этапом процедуры оценивания риска. Представлена продукционная база знаний, которая служит основой для моделирования сложных сценариев ЧС на основе типовых фрагментов, описывающих отдельные виды ЧС пожар, взрыв и утечка опасного вещества. Для конкретизации типовых продукционных правил базы знаний в зависимости от особенностей опасного промышленного объекта и условий развития ЧС используется база настроечных правил. Настройка типовых правил осуществляется в полуавтоматическом режиме в процессе логического вывода. Настройка правил осуществляется с учетом свойств и объема используемых на заданном объекте пожаро, взрывоопасных веществ, способов их хранения и эксплуатации. В главе 2 описаны язык представления знаний, основные понятия и фактовые переменные продукционной системы. Далее даны основные определения структурной модели знаний. Под структурированием системы продукций будем понимать разложение ее на подсистемы, называемые блоками. Рассматриваются три типа блоков последовательные, параллельные и альтернативные. В работе в качестве структурной модели знаний для представления сценариев ЧС выбрана параллельнопоследоватсльноальтернативная структура продукционной системы РБАструктуры . РЭАструктурой называется система продукций, в которой выполнена процедура построения структуры взаимосвязанных подмножеств правил, связанных какимлибо из отношений параллельности, последовательности и альтернативности. Рассмотрена проблема построения структурной модели знаний с целью дальнейшего ее применения для оценивания риска сложных ЧС. Базовые отношения РБАструктуры интерпретируются следующим образом последовательность рассматривается как отношение информационной зависимости правил, параллельность как информационную независимость правил, альтернативность как бесконфликтность правил. В главе приведены фрагменты типовых продукционных и настроечных правил, модель сложного сценария ЧС на промышленном предприятии. В третьей главе представлен новый метод построения и применения Р8Аструктуры знаний, разработанный специально для сложных аварий и позволяющий строить Р8Аструктуру динамически в процессе логического вывода . Далее описан алгоритм построения динамической Р8Аструктуры продукционной системы как модели сложных сценариев ЧС на промышленном объекте. Процедура алгоритмически реализована как итерационный процесс построения РЭАструктуры сложного сценария из отдельных фрагментов. Каждый фрагмент Р8Аструктуры строится как модель некоторого фрагмента сложного сценария с применением настройки типовых правил. На каждой итерации осуществляется формирование текущего множества экземпляров правил из типового набора продукционных правил. Конкретные экземпляры правил в процессе логического вывода сопоставляются разным источникам ЧС, опасным элементам оборудования и т. Представлены алгоритмы применения динамической структурной модели знаний для оценивания риска, включая расчет последствий воздействия поражающих факторов и оценку вероятности реализации отдельного сценария. Показано, что построение динамической РЭАструктуры позволяет выделить логически связанные цепочки правил и рассматривать их как сценарии ЧС. Поскольку Р8Аструктура представляет собой регулярную конструкцию, то расчет вероятности реализации сценария ЧС выполняется рекурсивно. Для каждого типа блоков последовательный и параллельный предлагается способ вычисления итогового значения вероятности цепочки событий, представленных правилами, исходя из известных значений вероятности его компонент.