ОПЕРАТИВНАЯ ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ПУТЁМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕДИНОЙ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Легошин П.В.

ВМИИ, г. Санкт-Петербург

Как известно, к числу основных свойств сложных организационно технических систем (СОТС) относится многорежимность и многофункциональность. Однако в подавляющем большинстве методов моделирования и количественной оценки надежности, живучести, безопасности (НБЖ) СОТС эти свойства либо вообще не учитываются, либо даются решения для крайне ограниченного набора режимов использования и выполняемых функций. Обычно оценивается НЖБ СОТС на номинальном режиме и принимается, что на промежуточных режимах она будет не ниже. В результате рассчитанные показатели оказываются весьма далекими от действительности, верными лишь для одного единственного набора условий работы и неподдающиеся корректировке при изменении режимов работы.

В настоящее время данная проблема наиболее эффективно решается на основе идентификации функционального состояния методом количественной оценки величины режимно-потенциальной избыточности (РПИ). Суть данного способа состоит в том, что на основе анализа структуры и возможных режимов функционирования строится не одна, а некоторое множество моделей НЖБ систем входящих в СОТС. Модели представляются в виде схем функциональной целостности (СФЦ). Затем рассчитываются значения коэффициентов РПИ, на основании чего производится идентификация функционального состояния СОТС и определяется область существования (применимости) каждой модели. На следующем этапе производится согласование полученных частных моделей систем между собой, т.е. строится общая модель НЖБ для каждого возможного варианта использования СОТС.

Однако вышеуказанный способ имеет существенный недостаток. Множество систем имеет сотни способов выполнения своих функций, каждой из которых соответствует своя частная модель. Следовательно число частных моделей всех систем СОТС может насчитывать несколько тысяч.

Предлагается решать данную проблему путем увеличения изобразительных возможностей СФЦ, за счет ввода дополнительного вида вершин, определяющих принадлежность режима к множеству возможных режимов работы системы. Назовем эти вершины «режимными». Режимная вершина является аналогом фиктивной и отличается от нее тем, что фиктивной вершине соответствует некоторое условное достоверное событие, вероятность которого равна единице, а режимной вершине соответствует некоторое условное событие, достоверность которого определяется значением функции принадлежности режима к множеству допустимых режимов работы системы. В свою очередь, значение функции принадлежности зависит от величины коэффициентов РПИ, режима эксплуатации СОТС и состояния отдельных элементов системы. Таким образом, характеристика фиктивной вершины принимает значение, равное логическому “0”, если в настоящий момент времени режим характеризуемый данной вершиной не принадлежит множеству допустимых режимов работы системы, и логической “1”, если режим принадлежит этому множеству. Выходная функция режимной вершины либо сама характеризует случайное событие осуществления определенного режима или выполнения одной из функций многофункционального элемента, либо является обеспечивающей для фиктивных вершин, характеризующих сложные случайные события осуществления определенного режима.

При моделировании СТС с использованием режимных вершин имеется ряд особенностей в выражении отказовых состояний многофункциональных элементов. В ранее существующих методах вероятностная характеристика элемента при его нахождении в отказовом состоянии принималась равной нулю. Однако в ряде случаев многофункциональные элементы находятся в отказовом состоянии только для отдельных режимов, а для остальных — способны выполнять свои функции. Использование режимных вершин позволяет указывать, по какой конкретно функции произошел отказ элемента.

Использование режимных вершин при моделировании НБЖ СОТС существенно расширяет возможности СФЦ. При оценке различных режимов СОТС появляется возможность оперировать не множеством СФЦ, для каждого режима своей, а единой СФЦ и единой логической моделью. Получение частных логических моделей режимов достигается путем решения логического уравнения системы с заданными значениями характеристик режимных вершин, определяющих существование режима.