Оценка безопасности при исследовании систем управления. Выполнили: Каргин Эмиль, Нуриева Лейсан, Соловьева Инна, Фазлиахметова Альфия

Параметр « безопасность » является одним из трех (затраты, эффект, безопасность) несравнимых между собой параметров эффекта любой операции или системы. В этом контексте при исследовании систем управления должна быть исследована ее подсистема управления безопасностью. Известно определение безопасности как защищенности от чрезмерной опасности. безопасность Должна исследоваться безопасность оборудования, персонала, а также внешних объектов.

Безопасность производственного оборудования – это свойство сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций в определенных условиях в течение установленного времени.

Оценкой безопасности системы управления называют сравнение результатов анализа безопасности с приемлемыми значениями, заключение о пригодности оцениваемой системы по этому параметру. Важно учитывать,что события безопасности и опасности составляют полную группу событий, то есть сумма вероятностей этих событий равна единице. Это позволяет формулировать понятие безопасности в терминах противоположного понятия - опасности.

Известны предложения оценивать безопасность (или опасность) следующими параметрами: 1)вероятностью появления катастрофических и аварийных последствий; 2)временем срабатывания защитных устройств; 3)электрической прочностью изоляции; 4)механической прочностью строений; 5)радиусами постоянных уровней разрушений, остаточных деформаций.

Нетрудно убедиться, что ни один из названных параметров не отражает возникающей реальной опасности. Представляется естественным предложить оценивать опасность системы, операции как вероятность нанесения ущерба, превышающего определенную допустимую норму.

Эта вероятность нанесения ущерба, превышающего определенные нормы, одному типовому объекту - элементу внешней среды P(U) может быть найдена как произведение вероятностей: отказа Р(О); условных вероятностей обнаружения отказа Р(Об/0) при фиксированном периоде времени контроля и прекращения функционирования системы (или операции), нахождения уязвимых элементов среды в некоторой зоне (окрестности Q) отказавшей системы или зоне ее конечных (терминальных) положений Р(ОБЮб) при обнаружении отказа в течение рассматриваемого интервала времени и прекращении функционирования; нанесения недопустимого ущерба этим элементам среды при нахождении их в некоторой окрестности Q отказавшей системы или зоне ее конечных (терминальных) положений P(U/OB):

P(U)=P(0) Р(Об/0) Р 0 (ОБ/Об) - Р 0 (U/ОБ)+Р(0) (1-Р(Об/0)) Р но (ОБ/Об) Рно(U/ОБ), где: Р 0 (ОБ/Об), P 0 (U/OB), Р но (ОБ/Об), P HO (U/OB) - названные выше вероятности для случаев обнаружения и необнаружения отказа, соответственно. В общем случае: Р 0 (ОБ/Об)Р но (ОБ/Об); Р 0 (U/OБ)Р но (U/ОБ).

Это связано с тем, что в случае обнаружения отказа и прекращения функционирования отказавшего объекта появляется возможность изменить ход операции, состав и мощность поражающих факторов, возникающих в результате отказа. Предложенный показатель Предложенный показатель - вероятность нанесения недопустимого ущерба - включают в состав критерия выбора наилучшего варианта системы и(или) операции.

Исследование безопасности может выполняться в зависимости от степени структурированности этой подзадачи либо в рамках запрограммированного решения, либо в рамках незапрограммированного решения. При запрограммированных исследованиях задача прогнозирования и оценки безопасности может решаться в соответствии с нижеследующим алгоритмом.

Алгоритм проектирования и оценки целевой эффективности систем обеспечения безопасности может включать: 1) анализ особенностей конструкции системы или операции с точки зрения обнаружения возможных источников появления поражающих факторов различной физической природы; 2) проведение опроса специалистов по аналогичным операциям и системам, разработка перечня возможных отказов и соответствующих им поражающих факторов;

3) разработку имитационной модели соответствующего процесса или объекта; 4) статистическое моделирование (метод Монте-Карло)возможных отказов с целью найти распределение параметров при появлении отказа; 5) исследование особенности схемы и методик измерения параметров объекта управления, оценка времени запаздывания данных в каналах передачи, точность измерений и др.; 6) исследование известных, синтез новых способов прекращения функционирования отказавшей системы;

7) моделирование операции или функционирования системы с имитацией появление различных по своим причинам отказов в различные детерминированные или псевдослучайные моменты времени.; 8)«привязку» этой «зоны» к месту функционирования системы или выполнения операции. При этом оценивают, «накрывает» ли она элементы среды. При отрицательном результате («не накрывает») считают, что операция или функционирование безопасны.;

9)статистическое моделирование функционирования с имитацией псевдослучайных отказов; 10)вычисление вероятности недопустимого ущерба (поражения, банкротства и т. п.) каждому из элементов среды«накрываемых» зоной.

При этом может быть использована известная формула теории вероятностей: P W k, (U/ОБ) = f W k (x,z) dx dz, Q w k, где: k = 1,…, m - тип элемента среды; μ = 1,…, I k - номер элемента среды данного типа в своем подмножестве: w = 1,…, n - номер поражающего фактора; Q w kμ - площадь зоны, для которой появление поражающего фактора с номером w и максимально возможной интенсивностью приводит к недопустимому воздействию на элементы среды с условной вероятностью не ниже заданной P 3 (U/OB) (то есть окрестности гарантированного поражения).

Приведенная выше методика справедлива как для вариантов обнаружения отказа объекта с последующим прекращением функционирования, так и для варианта не обнаружения отказа. В последнем случае разница состоит в том, что операции, связанные с обнаружением отказа, не моделируют. При этом гистограмма двухмерной плотности вероятности нахождения точек терминальных положений, естественно, отличается от той, которая имеет место при обнаружении отказов.

11) оценку безопасности, которая может проводиться: - путем сравнения величины вероятности со значением, признанным предельным допустимым; P W k, (U/ОБ) - путем сравнения величины среднего числа объектов, подвергшихся недопустимому воздействию, со значением этой величины, признанным предельным допустимым.

Если оценка безопасности производится по максимально допустимому уровню вероятности недопустимого ущерба любому из элементов среды, то сравнивают вероятность с заданной. Если эта вероятность ни для одного из объектов не превышает заданного значения, то функционирование системы или исследование признают безопасными, а если превышает, то функционирование признают опасными.

Аналогично производится оценка безопасности путем сравнения величины среднего числа объектов, подвергшихся недопустимому воздействию, со значением этой величины, признанным предельным. В случае превышения этого предела функционирование признается опасными и неопасными - в противном случае. Оценка опасности может проводиться по этим обеим параметрам одновременно. В этом случае функционирование считается опасным, если имело место превышение хотя бы по одному из параметров;

12) в случае признания функционирования, исследования опасными предстоит: внести изменения в проект обеспечения безопасности; эвакуировать элементы, вероятность поражения которых наиболее высока; признать повышенный риск оправданным из экономико-организационных соображений (признать наличие «фактора удовольствия»). Выбор варианта действий остается за лицом, принимающим решение.

Вопросы для самоконтроля: 1. Какую роль играет безопасность при исследовании систем управления? 2. По каким 5 параметрам оценивается безопасность? 3. Что может входить в алгоритм проектирования и оценки целевой эффективности систем обеспечения безопасности? 4. Какие действия необходимо предпринять в случае признания функционирования, исследования - опасными?

Список использованной литературы: 1. Исследование систем управления: социологические, экономические, прогнозные, плановые, экспериментальные исследования. - Глущенко В. В. и др. : Крылья: Железнодорожный, – 416 с. 2. Игнатьева А.В., Максимцов М.М. Исследование систем управления: Учебное пособие для вузов.: М. ЮНИТИ-ДАНА, – 157 с. 3. Коротков Э. М. Исследование систем управления. - М.: ДеКА, с 4. Мепьник М.В. Анализ и оценка систем управления на предприятиях. М.: Финансы и статистика, –136 с. 5. Мишин В.М. Исследование систем управления: Учеб. Пособие для вузов / ГУУ. – М.: ЗАО «Финстатинформ», – 119 с. 6. Мишин В.М.Исследование систем управления. – Учебник для вузов. – М: ЮНИТИ-ДАНА, – 527 с. 7. Михаил Стюгин «Оценка безопасности системы информационного управления Российской Федерации.» 8. _30_11_2006http:// _30_11_

Глоссарий. Безопасность - защищенность от чрезмерной опасности. Безопасность производственного оборудования – это свойство сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций в определенных условиях в течение установленного времени. Оценкой безопасности системы управления называют сравнение результатов анализа безопасности с приемлемыми значениями, заключение о пригодности оцениваемой системы по этому параметру. Предложенный показатель - вероятность нанесения недопустимого ущерба - включают в состав критерия выбора наилучшего варианта системы и(или) операции. Исследование безопасности - может выполняться в зависимости от степени структурированности этой подзадачи либо в рамках запрограммированного решения, либо в рамках незапрограммированного решения.

Над презентацией работали: Нуриева Лейсан и Соловьева Инна – сбор данных и обработка материала Каргин Эмиль и Фазлиахметова Альфия – оформление и корректировка работы