Резюме. 
Надежность технических систем и техногенный риск

Возникновение и развитие крупных аварий обычно характеризуется комбинацией случайных событий. Для выявления причинно-следственных связей между случайными событиями используют логико-графические методы деревьев отказов и событий. Модели процессов в человекомашинных системах должны отражать процессы появления предпосылок, развития их в причинную цепь происшествий (в виде соответствующих диаграмм влияния). Распространение получили диаграммы в форме графов состояний и переходов, деревьев событий (целей, свойств) и функциональных сетей различного предназначения и структуры. Важным типом диаграмм влияния являются деревья с дополнительными логическими условиями. При создании дерева определяют его структуру: элементов — головного события (происшествия) и ему предшествующих предпосылок; связей между ними — логических условий, необходимых и достаточных для его возникновения. В структуре диаграммы влияния основными ее компонентами служат узлы (вершины) и связи (отношения) между ними. Обычно узлы — простейшие элементы моделируемых категорий (переменные или константы; это события, состояния, свойства), а связи — активности, работы, ресурсы и другие взаимодействия. Отношения или связи между элементами в узлах диаграммы графически представляют в виде линий (дуг или ребер). Каждые соединенные два узла образуют ветвь диаграммы. Деревом называют неориентированный конечный связный граф, не имеющий циклов. В нем каждая пара вершин должна быть соединена цепью, соединения не должны образовывать петель (циклов). Дерево отказов — это топологическая модель надежности и безопасности, которая отражает логико-вероятностные взаимосвязи между отдельными случайными исходными событиями в виде первичных отказов или результирующих отказов, приводящих к главному анализируемому событию. Это ориентированный граф в виде дерева. Целью построения ДО является представление условий в системе, способных вызвать ее отказ. Построенное дерево показывает в явном виде слабые места системы. Структура ДО включает одно головное событие (аварию, инцидент), соединенное с набором нижестоящих событий — ошибок, отказов, неблагоприятных внешний воздействий. Нижестоящие события образуют причинные цепи, служат элементами сценариев аварий. Для связи между событиями в узлах «деревьев» используются знаки И и ИЛИ. Логический знак И означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий, что соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события. Знак ИЛИ означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий. Для построения ДО обычно используют методы первичных отказов, вторичных отказов, инициированных отказон. Первичный отказ элемента — происходящий в расчетных условиях функционирования системы. При построении ДО с учетом лишь первичных отказов дерево строится только до той точки, где идентифицируемые первичные отказы элементов вызывают отказ системы. Учет вторичных отказов требует более глубококо исследования системы. Вторичные отказы вызываются неблагоприятным воздействием окружающих условий или чрезмерными нагрузками на элементы системы в процессе эксплуатации. Инициированные отказы возникают при правильном использовании элемента, но в неустановленное время или в неположенном месте. Опасность — тревожное состояние, следствие некоторой группы причин, являющихся также следствием других причин. Причины и следствия образуют иерархические структуры или системы. Процедура построения дерева неисправностей (отказов) включает следующие этапы: определение нежелательного (завершающего) события в системе; изучение возможных вариантов поведения и предполагаемых режимов использования системы; определение функциональных свойств событий более высокого уровня для выявления причин тех или иных неисправностей системы; построение дерева неисправностей (отказов) для логически связанных событий на входе. Для получения количественных результатов необходимо задаться значениями таких параметров, как вероятность отказа, коэффициент неготовности, интенсивность отказов, и других показателей, характеризующих первичные события при условии, что события дерева неисправностей не являются избыточными. Сечение — множество элементарных событий, приводящих к нежелательному исходу. Если из множества событий, приводящих к нежелательному исходу и принадлежащих некоторому сечению, нельзя исключить ни одного, то говорят о наличии минимального сечения. Чтобы дерево неисправностей отвечало своему назначению, в нем используются схемы, показывающие логические связи между отказами элементов системы и завершающим событием. Метод дерева отказов помогает дедуктивно выявлять отказы, обосновывать конструктивные изменения и возможные компромиссные решения, но требует значительных затрат времени и средств.