ГЛАВА 1 Анализ состояния предметной области

ОГЛАВЛЕНИЕ

С.
Введение….…………………………………………………………………………6
ГЛАВА 1 Анализ состояния предметной области……………	…13
1.1 Характеристика функционирования системы «человек - потенциально опасный объект - среда»……………………………	…13
1.2 Состояние взрывопожаробезопасности системы………………….	…26
1.3 Роль профессиональной подготовки в обеспечении безопасности объектов……………………………………………..	…34
1.4 Концепция информационно - методической поддержки обучения профессиональной безопасности………………………	…36
ГЛАВА 2 Обоснование комплекса оценочных показателей и формирование модели обучения безопасности в системе «человек - потенциально опасный объект - среда»…………..….	…44
2.1 Выбор показателей качества системы обеспечения безопасности…….	.44
2.2 Адаптивная система управления обучением безопасности ……..	….49
2.3 Определение характеристик моделей поведения при обучении безопасности…………………………………………………………	….53
2.4 Экспериментальная оценка плотностей вероятности уровней знаний, умений и навыков………………………………………….	….59
2.5Обобщенная модель оценки влияния параметрически адаптивного управления обучением на безопасность системы «человек - потенциально опасный объект - среда»…….………...	….64
ГЛАВА 3 Информационно - моделирующая среда электронной системы обучения безопасности……………………………………..	….77
3.1 Построение сценариев электронных средств обучения безопасности...
3.1.1 Принципы организации дидактического интерфейса…………….	....78
3.1.2 Этапы разработки информационно - моделирующей среды обучения безопасности………………………………………………	....80
3.1.3 Методика формализации разработки тактических сценариев возникновения и развития чрезвычайных ситуаций……………..	....86
3.2 Типовые сценарии развития чрезвычайных ситуаций, связанных пожаром и взрывом, инициируемые различными природными и техногенными факторами..………………………………………….	....90
3.2.1 Сценарий развития пожара при образовании взрывоопасных концентраций снаружи резервуара…………………………………	....93
3.2.2 Сценарий развития пожара при образовании взрывоопасных концентраций внутри резервуара………………………………….	....94
3.2.3 Сценарий развития пожара при разливе нефтепродуктов……….	....94
3.2.4 Сценарий развития пожара при разгерметизации резервуара…….	....96
3.3 Формирование методик определения показателей пожарной опасности для различных сценариев развития чрезвычайной ситуации………………..
3.3.1 Определение зоны аварийного разлива нефтепродукта…………	....98
3.3.2Определение зоны взрывоопасных концентраций при испарении бензина с поверхности разлива……………………………………...	..100
3.3.3 Определение зоны избыточного давления при взрыве паров бензина………………………………………………………………..	..103
3.3.4 Определение опасных зон теплового излучения при пожаре разлива нефтепродукта……………………………………………..	..105
3.4 Математические модели противодействия развитию чрезвычайной ситуации……………………………………………..	..108
3.4.1 Математическая модель оптимального управления безопасностью при проведении работ с нефтепродуктами….......	..108
3.4.2 Математическое моделирование противодействия террористической атаке……………………………………………	..115
ГЛАВА 4 Рекомендации по организации центров обучения профессиональной безопасности на основе электронной образовательной среды……………………………………………	..123
4.1 Целесообразность создания центров обучения профессиональной безопасности………………………………….	..123
4.2 Роль современных информационно - моделирующих систем в центрах обучения безопасности……………………………………	..124
4.3 Принципы формирования облика центра обучения безопасности…………………………………………………………	..126
4.4 Цели и задачи функционирования центра обучения безопасности нового поколения…………………………………..	..129
4.5 Технические подходы по выполнению требований к центру обучения безопасности……………………………………………..	..131
4.5.1 Предложения по использованию учебно - тренировочных комплексов…………………………………………………………..	..133
4.5.2 Предложения по функциональной структуре тренажерных систем………………………………………………………………...	..136
4.5.3 Предложения по разработке вычислительного комплекса……..	..143
4.5.4 Предложения по разработке графического комплекса………….	..145
4.6Предложения по организации обучения безопасности………….	..151
Заключение………………………………………………………….
Библиографический список ……………..………………….…......	…161
Приложения………………………………………………………….

 

Введение

Проблема обеспечения безопасности остается актуальной сегодня для всех сфер жизнедеятельности человека. Особенно значима она для потенциально опасных объектов (ПОО), на которых используют, производят, перерабатывают, хранят, эксплуатируют, транспортируют или уничтожают радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, создающие реальную угрозу возникновения критической ситуации. Именно к таким объектам относятся базы хранения углеводородных топлив (нефтебазы). Крупнейшие аварии и катастрофы, произошедшие за последнее время в России и ряде стран мира на таких объектах, свидетельствуют о необходимости глубоких научных разработок в области обеспечения их безопасности.

Статистика аварий свидетельствует, что основными их причинами являются ошибки персонала (60-70%), технические причины (20-30%), неблагоприятные воздействия внешних факторов и другие (10%). Человеческие жертвы и ущерб от них придают проблеме обеспечения безопасности нефтебаз (НБ), квалифицированности и дисциплинированности персонала социально - политическое значение. Её решение должно основываться на теории управления риском, опирающейся на такие наукоемкие сферы, как физические механизмы развития аварийных ситуаций, модели и методы прогнозирования, методы оптимального управления, новые информационные технологии управления безопасностью. Это подтверждается постановлениями Правительства РФ, приказами и директивами МЧС, других ведомств по углублению научных исследований в области обеспечения безопасности данных объектов во всех режимах их жизнедеятельности [1].

Рассматриваемая в работе НБ, где организуется хранение углеводородных топлив, являются сложной организационно-технической системй (СОТС) типа «человек - ПОО - среда», объединяющей персонал, технические средства, среду и условия их взаимодействия. Потенциальная опасность обусловлена открытостью системы, предполагающей возможность воздействия на нее опасных и поражающих факторов среды, несанкционированных действий людей, вызывающих чрезвычайную ситуацию (ЧС). Под её безопасностью (safety) понимаетсяспособность функционировать, не переходя в опасное состояние [2, 3-8].

Данное обстоятельство недопущения перехода ПОО в опасное состояние путем управления риском несанкционированных воздействий определяет особенность его функционирования и является решающим при выборе объекта настоящего исследования.

Объектом исследования являются методы обеспечения безопасности ПОО путем управления риском несанкционированных действий персонала.

Управление риском в системе «человек - ПОО - среда» проявляется через реорганизацию связей как объекта с окружающей средой, так и присущих человеку свойств. При этом одним из управляемых параметров является уровень профессиональной компетентности персонала, обслуживающего ПОО. По данным [9, с.213] повышение уровня обученности на один балл уменьшает вероятность возникновения происшествий в 2 - 3 раза по сравнению с аналогичными изменением этих свойств в штатных условиях. Это выдвигает на первый план проблему качественной профессиональной подготовки на местах работ, которая заключается в обеспечении высокой функциональной эффективности должностных лиц (ДЛ) и исполнителей, экономичности и гарантированной обученности безопасности. Раскрытие взаимосвязи этих составляющих возможно на основе создания концептуальной модели управления безопасностью СОТС.

Анализ работ В.А. Акимова, Г.И. Андреева, В.В. Барвиненко, П.Г. Белова, В.А. Золотарева, В.Д. Могилевского, Ю.А. Оленина, Н.Н. Радаева, С.П. Расторгуева, А.И. Пожарова, В.В. Самусенко, В.Н. Цыгичко показал, что существующий методологический подход к обеспечению безопасности СОТС имеет ряд ограничений, не позволяющих в полной мере учесть те основные факторы, которые характеризуют управление безопасностью НБ. Работы Н.А. Северцева, И.А. Рябинина, А.В. Ильичева, В.В. Ильина, А.С. Артемова, Д.В. Чернова, посвященные исследованию надежности, безопасности и живучести организационно - технических систем, в свою очередь, не учитывают стохастического характера процессов, протекающих при возникновении и развитии ЧС, и влияние человеческого фактора на это.

Проблема человеческого фактора является одной из центральных в инженерной психологии и рассматривается применительно к аспекту принятия операторами неправильных решений, приводящих к ошибочным действиям, которые могут стать инициирующими событиями для аварий, т.е. надежности человеко - машинных систем. Актуальной задачей остается применение системных аспектов теории надежности к обеспечению безопасности ПОО.

В настоящее время при поиске оптимальных решений в управлении сложными и потенциально опасными объектами широкое использование находят компьютерные информационно - управляющие системы. Их особенностью является наличие многоканального режима управления, которое обеспечивает индивидуальное взаимодействие с каждым из объектов социальной группы. Это взаимодействие может быть эффективным, если в системе используется электронная информационно - образовательная среда (ИОС). Тогда в процессе профессиональной подготовки и обучения безопасности работ может иметь место целенаправленное взаимодействие ДЛ и исполнителей с использованием соответствующих электронных образовательных ресурсов (ЭОР) и учебно - методических материалов (УММ).

С позиций теории управления исполнитель является сложным объектом управления, обладающим многосвязностью характеристик и неопределенными параметрами. В этих условиях при формировании системы управления безопасностью и качеством профессиональной подготовки, поддерживающей деятельность ДЛ, целесообразно воспользоваться основополагающими кибернетическими принципами - адаптации, самонастройки и самоорганизации. Недостаток информации об объекте управления будет восполняться за счет применения методов его идентификации.

Полученные результаты в теории адаптивного управления и идентификации объектов и систем благодаря вкладу отечественных ученых Я.З. Цыпкина, Б.Н. Петрова, А.А. Красовского, А.Л. Фрадкова, Ю.М. Козлова, Р.М. Юсупова относятся преимущественно к технической сфере. Поэтому требуется их дальнейшее развитие и обобщение для использования в социальной сфере деятельности.

Формирование многофункциональных адаптивных ИОС, обладающих свойством инвариантности к различным видам профессиональной деятельности и к контингенту исполнителей работ, дает возможность повысить качество обучения и уровень безопасности объекта. Этим обусловлен выбор предмета настоящего исследования - системы управления риском несанкционированных воздействий персонала на ПОО.

Цель работы - развитие теоретических положений по обоснованию требований, обеспечивающих повышение безопасности системы «человек - ПОО - среда» от несанкционированных действий до уровня приемлемого риска за счет:

- разработки методов и средств информационно - методической поддержки адаптивного управления обучением безопасности на примере НБ;

- обоснования и формирования комплекса оценочных показателей защищённости системы от несанкционированных действий персонала НБ;

- разработки информационно - моделирующей среды (ИМС) математических моделей процессов возникновения и развития ЧС в системе в результате воздействия опасных и поражающих факторов (ОФ и ПФ) для обучения специалистов ситуационному анализу, мониторингу, контролю и противодействию возможным угрозам.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Обоснование концептуальной модели оценки эффективности СОТС «человек - ПОО - среда» и показателей для оценки влияния квалификации исполнителей на снижение риска возникновения и неконтролируемого развития ЧС, а также показателей качества, частных и обобщенных критериев оценки эффективности процессов управления обучением безопасности.

2. Разработка типовых сценариев и моделей опасного состояния системы «человек - ПОО - среда» при воздействии ОФ и ПФ для создания ИМС профессиональной подготовки.

3. Разработка средств информационной поддержки профессиональной подготовки в виде адаптивной электронной ИОС с взаимодействующими между собой системой управления банком структурированных учебно-методических материалов (УММ) по НБ, измерительным устройством с адаптивным тестированием уровня знаний специалистов и экспериментальная проверка параметрически адаптивного управления обучением безопасности.

4. Определение рациональных путей совершенствования системы управления безопасностью НБ и выработка практических рекомендаций по уменьшению риска возникновения и неконтролируемого развития ЧС от несанкционированных действий физических лиц (ФЛ).

Методы, материалы и условия исследования. При решении поставленных задач использовались общие принципы системного подхода, положения теорий управления риском, методы теории вероятностей и математической статистики, многомерной классификации и идентификации, основы теории баз и банков данных. Исходным материалом для исследования явились работы по теории адаптивного управления, теории прогнозирования сложных организационно-технических систем, методам математического моделирования.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- обоснован принцип информационно-методического сопровождения адаптивного управления безопасностью в системе «человек - ПОО - среда» и учета влияния квалификации специалистов на снижение риска возникновения и неконтролируемого развития ЧС;

- разработаны комплекс показателей качества, частных и обобщенных критериев оценки эффективности процессов управления взаимодействием исполнителей с электронными образовательными ресурсами (ЭОР) при обучении безопасности и показателей для оценки влияния квалификации исполнителей на снижение риска возникновения и неконтролируемого развития ЧС;

- разработаны типовые сценарии и логико-вероятностные модели опасных состояний системы «человек - ПОО - среда», обеспечивающие формирование ИМС обучения безопасности и учет воздействия на систему несанкционированных действий ФЛ, описываемые переходными вероятностями стохастического процесса;

- разработаны принципы построения, выбрана структура адаптивной электронной ИОС, обеспечивающей многофункциональную поддержку профессиональной деятельности ДЛ в условиях инвариантности к видам деятельности и к уровням подготовленности исполнителей, и проведена экспериментальная проверка параметрически адаптивного управления обучением безопасности.

Практическая ценность работы заключается в обосновании применения комплекса организационно-технических мероприятий по созданию центров обучения безопасности, формирования адаптивной системы управления обучением безопасности, устанавливающей дополнительные оценочные показатели по уменьшению риска возникновения и неконтролируемого развития ЧС от несанкционированных действий исполнителей.

Достоверность основных результатов работы обеспечивается применением апробированного математического аппарата, адекватностью моделей, использованием в качестве исходных данных при формировании начальных условий решения прикладных задач реальных показателей и характеристик НБ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе: 3 статьи в трудах IV Международной научно-практической интернет конференции «Молодежь. Наука. Инновации» Пенза 2012 под редакцией Г.К. Сафаралиева, А.Н. Андреева, В.А.Казакова и 1 итоговый отчет о НИР.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Принцип формирования адаптивной ИОС, обеспечивающей эффективную поддержку управления безопасностью СОТС открытого типа «человек - ПОО - среда» в условиях высокой степени автономности, инвариантности к видам обучения безопасности, к уровню квалификации исполнителей и к используемым информационно-моделирующим ресурсам.

2. Обобщенная методика математического моделирования опасного состояния системы «человек - ПОО - среда» при воздействии ОФ и ПФ, обеспечивающая формирование ИМС обучения безопасности от несанкционированных действий ФЛ.

3. Средства информационного и методического обеспечения профессиональной подготовки в виде взаимодействующих между собой системы управления банком структурированных УММ по НБ, банка данных оценки безопасности объекта при возникновении и развитии ЧС в результате воздействия ОФ и ПФ и измерительного устройства с адаптивным тестированием уровня знаний, использование которых повышает уровень безопасности ПОО от несанкционированных действий ФЛ.

Структура диссертации состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 163 страницы машинописного текста, включающего 27 рисунков и 13 таблиц, библиографический список из 27 наименований и 8 приложений.

ГЛАВА 1 Анализ состояния предметной области

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: