Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Электрические сети городов как объект системного анализа 12
1.1 Особенности планировки городов 12
1.2 Городская электрическая сеть как подсистема жизнеобеспечения города 15
1.3 Характеристики потребителей городов и требования к надежности их энергоснабжения 21
1.4 Принцип построения распределительных сетей 29
1.5 Статистика аварий в электрических сетях городов (на примере Алтайского края) 34
1.6 Задачи системного анализа при эксплуатации электрических сетей 42
1.7 Выводы 44
Глава 2 Системный анализ и моделирование процесса функционирования электрических сетей городов 45
2.1 Цель системного анализа и моделирования 45
2.2 Понятия, характеризующие строение и функционирование системы 45
2.3 Модель процесса функционирования электрической сети 56
2.4 Целевая модель процесса эксплуатации электрической сети 59
2.5 Выводы 65
Глава 3 Системный анализ и моделирование процесса возникновении аварий 66
3.1 Сущность системного подхода к исследованию опасных процессов в электрических сетях 66
3.2 Объективные факторы аварийности 70
3.3 Субъективные факторы аварийности 74
3.4 Особенности формализации и моделирования аварий 89
3.5 Методы исследования и совершенствования безаварийности 92
3.6 Общие принципы предупреждения происшествий 95
3.7 Выводы 98
Глава 4 Синтез моделирование нротнвоаварийных мероприятий 99
4.1 Цель и основные задачи системы обеспечения безаварийности 99
4.2 Показатели качества системы обеспечения безаварийности 103
4.3 Основные принципы программно - целевого планирования протнвоаварийных мероприятий 106
4.4 Принцип нормирования показателей безаварийности 111
4.5 Общие принципы поддержания требуемого уровня безаварийности 117
4.6 Модели технического обслуживания электрических сетей городов 121
4.7 Выводы 132
Основные выводы но результатам научных исследований 133
Литература
- Городская электрическая сеть как подсистема жизнеобеспечения города
- Понятия, характеризующие строение и функционирование системы
- Сущность системного подхода к исследованию опасных процессов в электрических сетях
- Показатели качества системы обеспечения безаварийности
Введение к работе
Актуальность темы. На совместном заседании Совета Безопасности Российской Федерации и президиума Государственного Совета Российской Федерации по вопросу «О мерах по обеспечению защищенности критически важных для национальной безопасности объектов инфраструктуры и населения страны от угроз техногенного, природного характера и террористических проявлений» 13 ноября 2003 года было отмечено, что в современных условиях негативные факторы техногенного, природного и террористического характера представляют одну из наиболее реальных угроз для обеспечения стабильного социально-экономического развития страны, повышения качества жизни населения, укрепления национальной безопасности и международного престижа Российской Федерации. Негативное воздействие этих факторов становиться все более масштабным.
Эта тенденция не является специфичной для России, она характерна практически для всего мира. Вследствие только негативных природных процессов во второй половине двадцатого столетия экономические ущербы в мире увеличились в 9 раз и в настоящее время достигают 150 млрд. долл. в год. В США по этой причине теряется ежегодно 50 млрд. долл., Китае ~ 19 млрд. долл. В Японии объем средств, направляемых на разработку и реализацию мероприятий по защите от природных катастроф, составляет около 5% национального бюджета, что соответствует сумме от 14 до 15 млрд. долл. В последние годы только прямой заявленный годовой ущерб от всей совокупности чрезвычайных ситуаций (ЧС) в России в среднем составляет более 100 млрд. рублей или около 0,5% валового внутреннего продукта (ВВП) страны, а с учетом косвенных ущербов он может достигать величины 3% [27].
В целом в 2002 году в России было зарегистрировано свыше 700 тысяч аварий, природных явлений и инцидентов, в которых погибло свыше 50 тысяч человек. Структура чрезвычайных ситуаций, зарегистрированных в 2002 году, представлена рисунке В. 1.
Биолого- Терростические социальные ЧС акты ЧС
Рисунок В.1 - Структура чрезвычайных ситуаций, зарегистрированных в 2002 году.
Приведенные данные показывают, что наибольшую долю имеют ЧС техногенного характера. Вследствие общего физического старения производственных объектов и инфраструктуры эта доля может возрастать. На рисунке В.2 представлены основные источники техногенных ЧС. Как видно из рисунка, аварии на объектах жилищно - коммунального хозяйства (ЖКХ) превращаются в одну из масштабных угроз безопасности России.
В этой связи заслуживает внимания состояние аварийности в коммунальных распределительных электрических сетях. В Энергетической стратегии России на период до 2020 года, утвержденной Правительством России в 2003 году, надежность электроснабжения экономики и населения страны поставлена на первое место в числе стратегических целей отечественной электроэнергетики.
Аварии на объектах ЖКХ
Обрушение зданий
Авиационные і Автомобильные катастрофы I катастрофы
Аварийно- Аварии на химические магистральных отравляющие трубопроводах вещества
2001 г.
2002 г.
2003 г.
Рисунок В.2 - Основные источники техногенных чрезвычайных ситуаций (данные приведены за половину 2003 года).
Особую актуальность приобретает аварийность в городах, так как она превышает таковую в других сферах электроэнергетики. Связано это с большим числом факторов, в том числе со степенью концентрации населения на ограниченной территории. В настоящее время около 75% населения страны сконцентрировано в городах. Через системы электроснабжения таких населенных пунктов передается около 40% вырабатываемой в стране электроэнергии. Эти системы электроснабжения стали самостоятельной отраслью электроэнергетики и вопросы их эффективного функционирования имеют важное народнохозяйственное значение.
Сосредоточение большого количества людей в городах, увеличивает зависимость качества их жизни от надежности систем электроснабжения. Зависимость становится такой жесткой, что аварии в системах электроснабжения могут парализовать нормальную жизнедеятельность города, стать причиной гибели людей. Это показали крупнейшие аварии в 2003 г в энергосистемах Северной Америки и Западной Европы с человеческими жертвами и миллиардными убытками. Это также наглядно показала крупнейшая авария в системе электроснабжения Москвы и Подмосковья в мае 2005 г, когда остановились десятки предприятий, тысячи людей оказались в стрессовом состоянии из-за прекращения движения транспорта, остановки лифтов, срывов медицинских мероприятий и так далее. Материальный ущерб составил около двух миллиардов рублей.
Серьезные сбои в работе систем электроснабжения с расстройством систем жизнеобеспечения произошли летом 2005 года в городах Сочи, Хабаровске, Челябинской области.
Сложившаяся кризисная обстановка в вопросах аварийности объясняется не только низкой культурой безопасности и технологической недисциплинированностью людей, но и конструктивным несовершенством и большим износом используемого оборудования. Определенный отрицательный «вклад» в эту проблему внесло неудовлетворительное научное обеспечение ее решения.
Несмотря на привлекаемые к теоретическому изучению проблем безаварийности крупные средства, до сих пор не завершена разработка общей теории безаварийности.
Интуитивно ясно, что особую актуальность имеет проблема предупреждения происшествий. Л это предполагает проведение целенаправленной работы по изучению обстоятельств их возникновения, использования методов системного анализа и моделирования опасных процессов.
Таким образом, системный анализ и моделирование аварийных процессов в распределительных электрических сетях городов являются актуальными.
Целью работы является выявление закономерностей возникновения и развития аварий в распределительных электрических сетях населённых пунктов и городов и разработка на их основе мероприятий по обеспечению бесперебойного электроснабжения потребителей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Изучить состав, структуру и условия работы распределительных электрических сетей населенных пунктов с точки зрения потенциальной опасности.
Выполнить системный анализ и моделирование процесса функционирования распределительных электрических сетей населенных пунктов.
Выполнить системный анализ и моделирование процесса возникновения аварий.
4 Осуществить синтез и моделирование противоаварийных мероприятий. Методы исследований. При исследованиях использовались фундаментальные положения теоретических основ электротехники, техники высоких напряжений, системного анализа, теории вероятностей, математического моделирования, экспертных оценок.
В качестве объекта исследования приняты системы электроснабжения напряжением от 6 до 10 кВ населённых пунктов.
Предметом исследования являются процессы возникновения и развития аварий в системах электроснабжения напряжением от 6 до 10 кВ населенных пунктов.
Научная новизна работы.
Предложена методология выявления и описания, на основе приемов системного анализа, причинно - следственных связей между состоянием систем электроснабжения населенных пунктов и множеством воздействующих факторов.
Разработана модель процесса функционирования систем электроснабжения населенных пунктов, содержащая следующие взаимодействующие компоненты: электрическую сеть, персонал, рабочую среду, технологию эксплуатации, позволяющую выявить основные источники предпосылок, могущих привести к переходу системы электроснабжения в аварийное состояние.
Впервые процесс технического обслуживания электроустановок рассматривается как процесс управления их состоянием, подчиненный глобальной цели - эффективному функционированию систем электроснабжения.
Сформулирована и конкретизирована задача управления состоянием систем электроснабжения населенных пунктов с использованием модели, включающей обратные связи по результатам диагностирования и мониторинга электроустановок.
На основе системного подхода впервые синтезирована система обеспечения безаварийности распределительных электрических сетей населенных пунктов, обеспечивающая комплексное решение поставленных задач.
Достоверность результатов подтверждена положительной экспертной оценкой специалистов и практической реализацией комплекса противоаварийных мероприятий в подразделениях предприятия «Алтайкрайэнерго».
Практическая ценность работы состоит в разработке моделей возникновения и развития аварий, позволивших синтезировать систему обеспечения безаварийности.
На защиту выносятся: - методология и результаты системного анализа аварийных процессов в распределительных электрических сетях населенных пунктов; - модели возникновения и развития аварий в распределительных электрических сетях населенных пунктов; состав и структура системы обеспечения безаварийности в распределительных электрических сетях населенных пунктов.
Реализация и внедрение результатов работы. Предложенные автором модели приняты за основу при разработке комплекса противоаварийных мероприятий в подразделениях Алтайского краевого государственного унитарного предприятия коммунальных электрических сетей «Алтайкрайэнерго» (Алейские межрайонные электрические сети, Рубцовские межрайонные электрические сети, Заринская горэлектросеть).
Результаты работы используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Монтаж и эксплуатация электроустановок» и «Электроснабжение предприятий, городов и сельского хозяйства», а также при курсовом и дипломном проектировании в Алтайском государственном техническом университете (АлтГТУ) и Новосибирской академии водного транспорта (НГАВТ).
Личный вклад. Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач, методология их решения, исследование электрических сетей городов с позиции системного анализа, системный анализ и моделирование процессов функционирования электрических сетей и возникновения в них аварий, синтез и моделирование противоаварийных мероприятий, рекомендации по ограничению аварийности разработаны и получены автором самостоятельно.
Апробация работы. Основные материалы и результаты работы представлялись и обсуждались на ежегодных заседаниях технического совета предприятия «Ллтайкрайэнерго»; научно-технических семинарах Алтайскою государственного технического университета; на 2-ой международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Тобольск, 2004 год); международной научно-практической конференции «Региональные аспекты обеспечения социальной безопасности населения юга Западной Сибири - проблемы снижения рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (Барнаул, 2004 год), на научных семинарах Томского политехнического университета (Томск, 2005 год), Омского технического университета (Омск, 2005 год), академии водного транспорта (Новосибирск, 2003-2005 года).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ. В публикациях в соавторстве личный вклад соискателя составляет более 50%.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы. Общий объём составляет: страниц 166, в том числе 33 рисунка, 6 таблиц, 80 литературных источников.
Городская электрическая сеть как подсистема жизнеобеспечения города
В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, предусматривается соответствующая система электроснабжения (рисунок 1.1) - совокупность трансформаторных подстанций и электрических сетей всех напряжений. Эта система условно может быть разбита на две части. К первой части относятся электрические сети и понижающие подстанции напряжением от 35 до ПО кВ и выше (зона I, рисунок 1.1), ко второй части -распределительные сети напряжением 10-0,38 кВ (зоны U-V, рисунок 1.1).
Совокупность сетей напряжением от 35 до 110 кВ и выше называется электроснабжающими сетями. Сборные шины от 6 до 10 кВ подстанций являются центрами питания (ЦП) городских сетей. Электроснабжающие сети предназначаются для распределения энергии между отдельными районами города. На этой стадии электроснабжения нет деления сетей и сетевых сооружений по их назначению и ведомственной принадлежности. В крупных городах могут встречаться сети от 35 до ПО кВ, которые используются только для питания отдельных потребителей большой мощности, например, крупных промышленных предприятий.
Порядок построения электро снабжающих сетей, выбора параметров их отдельных элементов, конструктивного выполнения и т.д. имеет специфические особенности. Как правило, характеристики рассматриваемых сетей зависят от местных условий. По мере увеличения размера города начинают выявляться определенные закономерности, связанные с выбором сетей от 35 до 110 кВ и выше, с мощностью понижающих подстанций и другими показателями, что позволяет рассматривать эту часть системы электроснабжения города как самостоятельную область электрических сетей.
Вторая часть системы электроснабжения предназначается для распределения энергии непосредственно среди потребителей или отдельных групп потребителей. Границы этой части обозначаются более определенно: они начинаются на сборных шинах от 6 до 10 кВ источников питания (зона II, рисунок 1.1) и заканчиваются на вводах к потребителю (зона V, рисунок 1.1). В состав второй части входят распределительные сети от 6 до 10 кВ и сети напряжением 380В, а также распределительные пункты и трансформаторные подстанции. Основные характеристики распределительных сетей, расположенных на территории города, отличаются от характеристик аналогичных сетей промышленных предприятий, сельскохозяйственных районов и т. д., поэтому такие сети называют городскими распределительными сетями. Закономерности построения городских распределительных сетей изучены достаточно подробно. Их основные характеристики почти не зависят от местных условий. Например, для города любых размеров рассматриваемые сети в настоящее время выполняются преимущественно по так называемой петлевой схеме, типовая трансформаторная подстанция предусматривает установку трансформаторов мощностью от 160 до 600 кВА. Вместе с этим электрические сети на данной ступени системы электроснабжения города могут различаться по назначению.
В частности, они могут предназначаться для питания крупных промышленных потребителей, и тяговых подстанций, прилежащих к городу сельскохозяйственных районов. В основном электрическая сеть используется для питания рассредоточенных но территории города коммунально-бытовых потребителей. В организационном отношении сети могут находиться в руках разных по хозяйственной принадлежности ведомств или в составе единой городской сети. Граница раздела электрических сетей, принадлежащих различным ведомствам, определяется, в частности, местом установки прибора, учитывающего расход электроэнергии.
Отметим основные элементы городской сети (рисунок 1.1) и приведем их определения. Для крупных городов построение распределительной сети от 6 до 10 кВ выполняется в виде двух звеньев: так называемой питающей сети от 6 до 10 кВ и непосредственно распределительной сети того же напряжения. В состав питающей сети от 6 до 10 кВ (зона II, рисунок 1.1) включаются питающие линии, распределительные пункты (РП) и прямые связи от 6 до 10 кВ между РП. При этом питающей линией называется линия от 6 до 10 кВ, питающая РП от центра питания и не имеющая распределения энергии по своей длине. Согласно этому определению, все прямые линии от 6 до 10 кВ между сборными шинами от 6 до 10 кВ источников и соответствующими РП, указанные на рисунке 1.1, являются питающими линиями.
Распределительным пунктом (РП) называется подстанция от 6 до 10 кВ городской сети или промышленного предприятия, предназначенная для приема и распределения электроэнергии без преобразования и трансформации. Приведенное определение подчеркивает отмеченную возможность разного назначения питающих сетей и РП. В частности, на рисунке 1.1 распределительные пункты РП1 и РПЗ и питающие их сети от 6 до 10 кВ предназначаются для питания распределительной сети общего пользования. РПІ и РП4 и их питающие сети от 6 до 10 кВ используются для электроснабжения самостоятельных потребителей
Понятия, характеризующие строение и функционирование системы
Электрические сети городов как объекты управления представляются достаточно сложными. Обширность занимаемой территории современного города и, как следствие, большая протяженность подземных токоиодводов, сложная иерархия потребителей, огромное число составных элементов сети, насыщенной средствами автоматики, динамично изменяющиеся в году и в течение суток режимы потребления, широкий спектр возможных аварийных ситуаций и многочисленные другие факторы не позволяют пока исключить человека как активный элемент контура управления. И это последнее обстоятельство принципиально отличает городскую электрическую сеть как объект управления от систем, работающих в соответствии с жёстко заданным алгоритмом и для которых применим хорошо разработанный и удобный аппарат математического моделирования.
Стохастичность поведения системы электроснабжения города, нестационарность её отдельных параметров, способность изменять свою структуру, противостоять энтропийным тенденциям и адаптироваться к изменяющимся условиям, способность и стремление к целеобразованию -далеко не полный перечень свойств системы электроснабжения города -системы, в которую как элемент введен человек.
По мере накопления опыта познания и моделирования сложных развивающихся систем с активными элементами была осознана их основная особенность - принципиальная ограниченность формализованного описания. К таким системам с большим эффектом применим развитый в последние десятилетия системный анализ.
В основе системного анализа лежит диалектическая логика. Вначале работы по системному анализу базировались на идеях теории оптимизации. Затем системный анализ начинают определять как процесс последовательного разбиения изучаемого процесса на подпроцессы и основное внимание уделяют разработке приемов, позволяющих организовать решение сложной проблемы путем расчленения ее на подпроблемы и этапы, для которых становиться возможным подобрать методы исследования.
Применяются также формализованные приемы и методы разделения систем на подсистемы, целей на подцели, «больших» неопределенностей на более «мелкие», лучше поддающихся исследованию. Часто стремятся представить многоступенчатое расчленение в виде иерархических структур типа «дерева».
Применительно к исследованию целей эти структуры получили название «деревьев целей» (примеры формирования таких структур будут рассмотрены в последующих главах). Возможны и другие способы расчленения. Например, в ряде случаев разрабатывались методики получения вариантов структур, определяющих не пространственное (как «деревья целей»), а временное разделение цели на последовательность подцелей или функций, направленных на ее достижение.
Во всех случаях расчленение процесса принятия решений на этапы, системы на подсистемы, цели на подцели, подход к расчленению, как правило, является выражением индивидуального понимания автором процесса постановки и решения проблемы, задачи. Поэтому в некоторых определениях часто подчеркивается, что системный анализ—это «формализованный здравый смысл» или просвещенный здравый смысл, на службу которому поставлены математические модели.
Важная особенность системного анализа заключается в том, что системный анализ дает основу для сочетания знаний и опыта специалистов многих областей при нахождении решений, трудности которых не могут быть преодолены на основе суждений отдельного эксперта. Еще один аспект системного анализа состоит в том, что он должен обеспечить «четкое понимание места и значение неопределенности в принятии решения» и создать для этого специальный аппарат.
Во многих исследованиях, системный анализ развивается применительно к проблеме планирования и управления. Поэтому в планировании термин «системный анализ» был практически неотделим от термина «целеобразование».
Сущность системного подхода к исследованию опасных процессов в электрических сетях
Вклад каждой из подцелей от 4.1 до 4.7 в вышестоящую цель зависит от вкладов других подцелей. Поэтому, если удовлетворить требования каждой подцели в максимальной мере, то общий эффект будет не обязательно наивысшим. Например, удовлетворяя требования подцели 4.3 можно полностью отказаться от расходов на текущие работы, но при этом возрастет аварийность и снизится реализация. Изложенное свидетельствует о важности учета взаимосвязей подцелей. Компромисс между противоречащими подцелями достигается при помощи понятий существенности и адекватности. Существенность означает, что в модель включаются только те компоненты, которые являются существенными по отношению к цели анализа. Как видно, это понятие неформальное, поэтому решение вопроса о том, что же является в данной модели существенным, а что - нет, возлагается на эксперта. Также на эксперта возлагается решение вопроса об адекватности модели реальному объекту. В практике степень существенности и адекватности определяет персонал предприятия. Поэтому вопрос о системе ценностей персонала имеет очень важное значение.
Для ранжирования качественных подцелей от 4.1 до 4.7 требуется введение каких-либо критериев. Введение количественных критериев представляется проблематичным, поэтому прибегнем к эвристическим. Присвоим всем подцелям, в качестве первого приближения, одинаковый ранг.
Рассмотрим подцель 4.1 - обеспечение минимальной аварийности. Городские электрические сети от 6 до 10 кВ выполняются в основном кабельными. Работы разных исследователей показывают, что основной причиной аварийности этих сетей является недостаточно надежная работа изоляции. Аварии в сетях ведут к снижению реализации, ущербу от недоотпуска электроэнергии, затратам на аварийно-восстановительные работы, разрушению и повышенному износу оборудования, сокращению срока его службы и т.д. В этих сетях имеет место кумулятивный эффект, заключающийся в том, что каждый пробой изоляции влечет за собой появление ослабленных очагов в уцелевшей изоляции, что, в свою очередь, повышает вероятность последующего пробоя. Падежная работа изоляции обеспечивается в основном на этапе ее конструирования и изготовления. В процессе же эксплуатации ее уровень поддерживается комплексом различных мероприятий, прежде всего путем технического обслуживания с последующей отбраковкой ослабленной изоляции. Существенность вышеназванной подцели оценивается персоналом различных городов очень неравномерно. Примером может служить достигаемая этим персоналом удельная аварийность кабельных сетей от 6 до 10 кВ в Санкт-Петербурге, Кузнецком бассейне и Барнауле, соответственно 0,04; 0,196 и 0,533 (разница примерно в 13 раз) [22].
Касаясь подцели 4.2 - обеспечение минимального ущерба от недоотпуска электроэнергии, можно отметить, что существующая практика не стимулирует предприятие городских электрических сетей стремиться к ее достижению. Недостижение этой цели ведет лишь к незначительному снижению реализации. Заложенные в нормативные документы возможности предъявления штрафных санкций со стороны абонентов за недоотпуск электроэнергии практически не реализуются. Данная подцель адекватна глобальной цели системы электроснабжения, но практически не адекватна "эгоистическим" целям персонала.
Подцели от 4.3 до 4.6 адекватны глобальной цели и целям персонала. Подцель 4.7 учитывает различные неучтенные факторы. Выполнение работ по техническому обслуживанию систем электроснабжения способствует достижению подцелей от 4.1 до 4.5 и, тем самым, достижению цели более высокого уровня - обеспечению эффективности функционирования.
Совокупность рисунков от 2.4 до 2.6 с соответствующими комментариями представляет собой конфигуратор [7] и может служить моделью процесса эксплуатации городской электрической сети от 6 до 10 кВ. Полезность данной модели заключается в том, что она позволяет: 1 Добиться однозначности в понимании целей эксплуатации систем электроснабжения. 2 Формализовать и анализировать процесс эксплуатации систем электроснабжения. 3 Выделить и установить взаимосвязи между глобальной целью и частными подцелями процесса эксплуатации. А Выявить роль и место работ по техническому обслуживанию систем электроснабжения в процессе эксплуатации. 5 Способствует поиску оптимальной технологии технического обслуживания.
Показатели качества системы обеспечения безаварийности
Разрабатывая систему обеспечения безаварийности необходимо уметь оценивать результативность ее функционирования. Естественно, что приоритет должен быть отдан количественным, а не качественным показателям, поскольку эффективное управление предполагает точное определение цели и количественное измерение траектории движения к ней в пространстве возможных состояний. Обоснование состава количественных показателей целесообразно начать с уточнения требований к ним.
При определении требований к разрабатываемым показателям учтем, что одной из основных задач системы обеспечения безаварийности является предупреждение аварийности, снижающей рентабельность производственных процессов. Следовательно, о степени достижения данной цели в первую очередь необходимо судить по тому, насколько уровень безаварийности сказывается на результативности таких процессов. Отсюда вытекает первое требование: выбранные показатели должны быть связаны с показателями эффективности и экономичности перечисленных процессов.
Второе требование к разрабатываемым показателям обусловлено задачами, решаемыми соответствующей системой и состоящими главным образом в обеспечении безаварийности проведения конкретных технологических процессов. Такие процессы рассматриваются здесь как функционирование системы «человек - машина (электрическая сеть) - среда», безопасность которой достигается требуемым качеством и взаимной совместимостью компонентов. Исходя, из этого можно утверждать, что выбираемые показатели безаварийности функционирования системы должны базироваться на параметрах, характеризующих качество соответствующих человеко-машинных систем и интенсивность использования их отдельных компонентов.
Другие требования к разрабатываемым показателям могут определяться целями исследования и совершенствования системы обеспечения безаварийности, заключающимися в системном анализе и моделировании техиосферных процессов и выработке рекомендаций по повышению их эффективности. Поэтому показатели качества рассматриваемой системы должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к критериям оценки ее эффективности, а также использоваться в задачах стратегического планирования и оперативного управления в роли критериев оптимизации и ограничений. Следовательно, данные показатели должны быть наглядными, универсальными и чувствительными к изменению своих параметров.
Анализ известных показателей безаварийности и результативности функционирования сложных систем показал, что наиболее полно предъявленным требованиям удовлетворяют вероятностные показатели. Действительно, данная группа показателей - интегральная характеристика качества тех систем, явления и процессы в которых имеют стохастический характер, широко используются при оценке их надежности и эффективности. Так, вероятность возникновения происшествий при выполнении конкретных работ, ожидаемый от них средний ущерб и предполагаемые средние затраты на обеспечение безаварийности могут наглядно указывать не только на возможность появления таких событий, но и на связанные с ними издержки.
Другое достоинство предлагаемых показателей качества рассматриваемой здесь системы обусловлено наличием хорошо разработанного математического аппарата случайных процессов.
Кроме того, вероятностные показатели системы обеспечения безаварийности могут быть легко сопряжены с количественными характеристиками экономичности производственных процессов, а также проконтролированы достаточно объективными методами при профотборе и подготовке персонала, создании и эксплуатации производственного оборудования.
С учетом приведенных соображений базовым показателем системы обеспечения безаварийности может быть вероятность Q(t) проведения конкретного техносферного процесса без происшествий в течение некоторого времени t и в условиях, установленных нормативно-технической документацией. Физический смысл этого показателя - объективная мера невозможности появления происшествий при таких обстоятельствах.
Другими показателями безаварийности и результативности функционирования соответствующей системы могут быть: Р (t) - 1 - Q (t) - вероятность возникновения хотя бы одного происшествия за тоже время проведения; M[Z] - математическое ожидание длительности перерыва эл ектро с н абже 11 и я; M[Y] - математическое ожидание величины социально-экономического ущерба от возможных происшествий в течение заданного времени t; M[S] - математическое ожидание величины экономических расходов на обеспечение безаварийности в течение заданного времени t.
Совместно с перечисленными показателями качества системы обеспечения безаварийности могут использоваться и другие, например, риск R(t). Риск является более универсальным показателем, чем вероятность, поскольку учитывает одновременно не только вероятность события, но и его объем (ущерб).
