Образец для цитирования:
Богомолов А. С. Предотвращение аварийных комбинаций событий при управлении человеко-машинными системами // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2019. Т. 19, вып. 2. С. 196-206. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9791-2019-19-2-196-206
Предотвращение аварийных комбинаций событий при управлении человеко-машинными системами
В работе исследуется проблема аварийных комбинаций событий. Аварийной комбинацией событий называется совокупность дефектов техники, программного обеспечения и человеческих ошибок, относительно неопасных по отдельности, но приводящих к аварии при возникновении в определенном порядке на определенном отрезке времени. Современные средства предупреждения могут парировать преимущественно отдельные неблагоприятные воздействия, а дляэффективного предотвращения критических режимов необходимо математическое обеспечение системного анализа аварийных комбинаций событий на различных интервалах времени. Задача управления предотвращением аварийных комбинаций событий поставлена как задача вариационного исчисления на условный экстремум. Предлагается метод решения поставленной задачи на основе анализа деревьев отказов и путей успешного функционирования. Предлагаемый метод позволяет выделять минимальные множества неблагоприятных событий, парирование которых дает возможность снизить вероятность аварийных комбинаций до безопасного уровня. Определены и доказаны свойства путей успешного функционирования, включая точные оценки для их количества, что позволяет ранжировать задачи по временной сложности и повысить эффективность их решения. Разработаны эвристические подходы, позволяющие учитывать порядок возникновения событий при управлении процессом предотвращения их аварийных комбинаций. Заданные последовательности инцидентов учитываются за счет выделения подграфов и агрегирования событий. Полученные результаты предназначены для использования в системах поддержки принятия решения на различных уровнях при управлении предотвращением критических режимов и аварий человеко-машинных и организационных систем.
1. Makhutov N. A. Ranges of the Validity of Power Scaling Laws in the Description of Scale Effects of the Strength of Extended Elements of Machines and Structures // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2013. Vol. 42, iss. 5. P. 364–373. DOI: https://doi.org/10.3103/S1052618813050075
2. Makhutov N. A., Reznikov D. O. A Criterion Base for Assessment of Strength, Lifetime, Reliability, Survivability, and Security of Machines and Man-Machine Systems // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2017. Vol. 46, iss. 2. P. 132–141. DOI: https://doi.org/10.3103/S1052618817020108
3. Braglia M., Di Donato L., Zhang L., Gabbrielli R., Marrazzini L. The house of safety: A novel method for risk assessment including human misbehaviour // Safety Science. 2018.№ 110. P. 249–264. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssci.2018.08.015
4. Avila S. Reliability analysis for socio-technical system, case propenepumping // Engineering Failure Analysis. 2015. № 56. P. 177–184. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.02.023
5. Bogomolov A. V., Sviridyuk G. A., Keller A. V., Zinkin V. N., Alekhin M. D. Information-logical modeling of information collection and processing at the evaluation of the functional reliability of the aviation ergate control system operator // 2018 Third International Conference on Human Factors in Complex Technical Systems and Environments (ERGO)s and Environments (ERGO). St. Petersburg, 2018. P. 106–110. DOI: https://doi.org/10.1109/ERGO.2018.8443849
6. Богомолов А. В. Методика унификации медико-биологических эффектов комбинированного воздействия физических факторов // Системный анализ в медицине (САМ 2016) : материалы X междунар. науч. конф. / под общ. ред. В. П. Колосова. Благовещенск, 2016. С. 23–26.
7. Makhutov N. A., Reznikov D. O., Khaziakhmetov R. Basic scenarios of terrorist attacks at hydropower engineering facilities // Risk Analysis, Dam Safety, Dam Security and CriticalInfrastructure Management : Proceedings of the 3IWRDD-FORUM / ed. I. E. Bueno. CRC Press/Balkema ; Taylor & Francis Group, 2011. P. 389–395.
8. Reznikov D. O. Technological and Intelligent Terrorism: Specific Features and Assessment Approaches // Comparative Analysis of Technological and Intelligent Terrorism Impacts on Complex Technical Systems. 2012. № 102. P. 45–60. DOI: https://doi.org/10.3233/978-1- 61499-131-1-45
9. Reniers G. L. L., Audenaert A. Preparing for major terrorist attacks against chemical clusters: Intelligently planning protection measures w.r.t. domino effects // Process Safety and Environmental Protection. 2014. Vol. 92, iss. 6. P. 583–589. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2013.04.002
10. Zhang L., Landucci G., Reniers G., Khakzad N., Zhou J. DAMS: A Model to Assess Domino Effects by Using Agent-Based Modeling and Simulation // Risk Analysis. 2018. Vol. 38, № 8. P. 1585–1600. DOI: https://doi.org/10.1111/risa.12955
11. Chen C., Reniers G., Zhang L. An innovative methodology for quickly modeling the spatialtemporal evolution of domino accidents triggered by fire // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018. № 54. P. 312–324. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.04.012
12. Khakzad N., Khan F., Amyotte P., Cozzani V. Domino Effect Analysis Using Bayesian Networks // Risk Analysis. 2013. Vol. 33, № 2. P. 292–306. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.2012.01854.x
13. Kadri F., Birregah B., Chatelet E., Cozzani V. The Impact of Natural Disasters on Critical Infrastructures: A Domino Effect-based Study // Journal of Homeland Security and Emergency Management. 2014. Vol. 11, iss. 2. P. 217–241. DOI: https://doi.org/10.1515/jhsem-2012-0077
14. Богомолов А. С., Иващенко В. А, Кушников В. А., Резчиков А. Ф., Цвиркун А. Д., Цесарский Л. Г., Филимонюк Л. Ю. Моделирующий комплекс для анализа неблагоприятных сочетаний событий в авиационных транспортных системах // Проблемы управления. 2018. Вып. 1. С. 74–79.
15. Rezchikov L. Yu., Kushnikov V. A., Ivashchenko V. A., Bogomolov A. S., Filimonyuk L. Yu. Models and Algorithms of Automata Theory for the Control of an Aircraft Group // Automation and Remote Control. 2018. Vol. 79, iss. 10. P. 1863–1870. DOI: https://doi.org/10.1134/S0005117918100107
16. Filimonyuk L. Yu. The problem of critical events’ combinations in air transportation systems // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017. № 575. P. 244–254. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-57261-1-38
17. Резчиков А. Ф., Кушников В. А., Иващенко В. А., Богомолов А. С., Филимонюк Л. Ю., Шоломов К. И. Представление динамических причинно-следственных связей в челове-комашинных системах // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 109–116. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9791- 2017-17-1-109-116
18. Богомолов А. С. Анализ путей возникновения и предотвращения критических сочетаний событий в человекомашинных системах // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2017. Т. 17, вып. 2. С. 219–230. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9791-2017-17-2-219-230
19. Ostreikovsky V. A., Shevchenko Y. N., Yurkov N. K., Kochegarov I. I., Grishko A. K. Time Factor in the Theory of Anthropogenic Risk Prediction in Complex Dynamic Systems // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 944. P. 012085. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/944/1/012085
20. Острейковский В. А. Математические методы и модели техногенного риска в теории безопасности атомных станций. Курган : Курганский Дом печати, 2017. 448 с.
