Bezpieczeństwo jako kryterium eksploatacji środków transportu

Transkrypt

1 BOJAR Potr MIGAWA Klaudusz Bezeczeństwo jako kryterum eksloatacj środków transortu WSTĘP Teora bezeczeństwa zawera os zdarzeń zagraŝających zdrowu ludz, stnenu obektów techncznych środowsku naturalnemu, oraz rzedstawa zasady analzy systemów z unktu wdzena bezeczeństwa []. W lteraturze z zakresu bezeczeństwa systemów wyróŝna sę dwa odstawowe ojęca bezeczność bezeczeństwo. Bezeczność systemu defnowana jako cecha systemu warunkująca take jego stnene funkcjonowane które ne zagraŝa Ŝycu zdrowu oeratora oraz nnych ludz znajdujących sę w zasęgu oddzaływana systemu, ne zagraŝa sam sobe, a takŝe ne zagraŝa stnenu ne zakłóca rawdłowego funkcjonowana nnych systemów oraz środowsku, które go otacza [,,, 5], bezeczność jest właścwoścą względną jej ozom zaleŝy ne tylko od wartośc cech osujących system ale takŝe od oddzaływań otoczena, oddzaływań sterujących oeratora []. Bezeczeństwo systemu defnuje sę jako jego stan. Stan systemu S T, w chwl t wyznaczają chwlowe wartośc cech xj, j,,,,k, zboru X utworzonego z unktu wdzena jego bezecznośc.. WARTOŚCI GRANICZNE CECH BEZPIECZNOŚCIOWYCH PonewaŜ system od wływem oddzaływań czynnków wymuszających zmena w czase swoje stany, to koneczne jest ustalene wartośc grancznych x gr krytycznych x kr cech wyznaczających jego stan. Bezeczność to cecha rzyjmująca róŝne wartośc w zaleŝnośc od stanów bezeczeństwa. W racy zaroonowano nastęującą klasyfkację stanów bezeczeństwa: stan ntencjonalny, w którym wartośc cech osujących system osągnęły oczekwane wartośc, stan akcetowalny, w którym wartośc cech osujących system meszczą sę w ustalonych grancach, stan granczny, w którym co najmnej jedna z cech osujących system osągnęła wartość granczną, stan krytyczny, osągnęce które oznacza moŝlwość znszczena systemu. Rys.. Interretacja grafczna stanów bezecznoścowych systemu Stan w którym osane zmenne rzyjmą nastęujące wartośc: x, y, z nazywamy ntencjonalnym stanem bezeczeństwa S,stan ten osano zaleŝnoścą (). Unwersytet Technologczno Przyrodnczy w Bydgoszczy, Wydzał InŜyner Mechancznej, Zakład Transortu Eksloatacj, al. Prof. S. Kalskego7, Bydgoszcz, bbojar@gmal.com 68

2 { x ( t ), y ( t ), z ( t ) } S () Natomast stan systemu w którym wartośc cech bezeczeństwa osujących system ne rzekraczają wartośc grancznych nazywamy stanem akcetowalnym bezeczeństwa dzałana systemu S (). { < x ( t ) < x, < y ( t ) < y, < z ( t ) z } S < gr gr gr () Stan w którym wartośc cech bezecznoścowych rzyjmą wartośc granczne lub je rzekroczą nazywamy grancznym stanem bezeczeństwa S, stan ten osano zaleŝnoścą (). { x x ( t ) < x, y y ( t ) < y z z ( t ) z } S < gr kr gr kr, gr kr () Stan systemu w którym wartośc cech bezeczeństwa osujących system osągnęły lub rzekroczyły wartość cech krytycznych nazywamy krytycznym stanem bezeczeństwa S (). S { x x, y y z z } kr kr, kr () Interretację grafczną bezeczeństwa dzałana systemu rzedstawono na rysunku. Jak wynka z rysunku stan ntencjonalny bezeczeństwa jest wówczas gdy wartośc ustalonych cech rzyjmują wartośc równe zeru. JeŜel wartośc cech bezecznoścowych rzyjmą wartośc wększe od zera lecz mnejsze od wartośc grancznych to system znajduje sę w stane akcetowalnym. Oznacza to Ŝe, od stanu systemu zaleŝy jego bezeczność. W stane system charakteryzuje sę bezecznoścą, natomast zman stanu na lub owoduję utratę bezecznośc oznacza Ŝe system znalazł sę w stane grancznym lub krytycznym. Przebywane systemu w stane grancznym oznacza Ŝe decydenc mają czas na odjęce dzałań uzdatnających orawę stanu na akcetowalny lub ntencjonalny. Brak odjęca dzałań uzdatnających sowoduję zmanę stanu na krytyczny w którym nemoŝlwa jest dalsza realzacja celu systemu.. ZDARZENIOWY MODEL BEZPIECZNOŚCI SYSTEMU Na odstawe owyŝszych rozwaŝań zaroonowano w racy zdarzenowy model bezecznośc systemu transortowego. W modelu tym wyróŝnono cztery stany bezecznoścowe: S-ntencjonalny, S-akcetowalny, S-granczny S-krytyczny. Na rysunku rzedstawono czterostanowy graf skerowany oceny bezecznośc systemu. Na którym: λ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu ntencjonalnej bezecznośc do bezecznośc akcetowalnej λ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu ntencjonalnej bezecznośc do bezecznośc grancznej λ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu ntencjonalnej bezecznośc do bezecznośc krytycznej λ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu akcetowalnej bezecznośc do bezecznośc grancznej λ5 (t) - ntensywność rzejśca ze stanu akcetowalnej bezecznośc do bezecznośc krytycznej λ6 (t) - ntensywność rzejśca ze stanu grancznej bezecznośc do bezecznośc krytycznej µ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu akcetowalnej bezecznośc do bezecznośc ntencjonalnej µ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu grancznej bezecznośc do bezecznośc ntencjonalnej µ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu krytycznej bezecznośc do bezecznośc ntencjonalnej 69

3 µ (t) - ntensywność rzejśca ze stanu grancznej bezecznośc do bezecznośc akcetowalnej µ5 (t) - ntensywność rzejśca ze stanu krytycznej bezecznośc do bezecznośc akcetowalnej µ6 (t) - ntensywność rzejśca ze stanu krytycznej bezecznośc do bezecznośc grancznej (t) S S (t) (t) (t) (t) (t) (t) (t) 6(t) 5(t) S Rys.. Graf skerowany oceny bezecznośc systemu [] 5(t) S. ŁAŃCUCH MARKOWA DLA ZAPROPONOWANEGO MODELU Na odstawe grafu skerowanego rzedstawonego na rysunku została zbudowana macerz P rawdoodobeństw zman stanów dla łańcucha Markowa (5) T gdze j rawdoodobeństwo rzejśca ze stanu S do stanu S j. (6) Perwszym etaem wyznaczena rawdoodobeństw grancznych dla łańcucha Markowa jest zbudowane układu równań macerzowych T Π Π (7) 6

4 (8) Układ równań macerzowych moŝna zasać w ostac układu równań lnowych czyl j j (9) () Układ równań lnowych jest układem zaleŝnym. Aby rozwązać ten układ jedno z równań układu zostało zastąone warunkem normalzacyjnym ostac () Wówczas układ równań lnowych rzy uwzględnenu warunku normalzacyjnego został zasany w ostac () W wynku rozwązana układu równań lnowych otrzymano rawdoodobeństwa granczne rzebywana w stanach S dla łańcucha Markowa, osane nastęującym zaleŝnoścam gdze b () + ( - ) a + ( - ) b + - b - a () + ( - ) a + ( - ) b + (5) + ( - ) a + ( - ) b + a (6) + ( - ) a + ( - ) b + 6

5 a ( ) ( ) + ( + ) ( + ) ( ) ( + ) + ( + ) ( + ) (7) b a ( ) (8) + WNIOSKI W racy rzedstawono roozycję budowy czterostanowego modelu oceny bezecznośc systemu transortowego. W zaroonowanym modelu wyznaczono rawdoodobeństwa grancznych dla łańcucha Markowa. Kolejnym etaem będze wyznaczene rawdoodobeństw dla rocesu Markowa. Zaroonowany w racy model jest modelem unwersalnym który moŝe zostać wykorzystany do oceny bezecznośc dowolnego systemu transortowego. Konkretne wynk oceny realzowanego rocesu dla wybranego systemu transortowego zostaną rzedstawono w kolejnych racach autorów. Streszczene Identyfkacja wartośc brzegowych cech, które osują bezeczeństwa dzałana systemu jest kluczowym roblemem dla oceny bezeczeństwa dzałana systemu. W artykule, rzedstawono model oceny bezeczeństwa dowolnego systemu transortowego. Przedstawony model stanow nowatorske odejśce do oceny systemów transortowych z unktu wdzena kryterum jego bezeczeństwa. W modelu tym zakłada sę cztery stany bezecznośc systemu. Perwszy stan ntencjonalny, który odzwercedla sytuację bez wyadków kolzj drogowych oraz oszkodowanych w tych wyadkach. Drug stan to stan akcetowalny, w stane tym wystęują kolzje drogowe, czyl na skutek zastnałych zdarzeń ne ma ofar są tylko straty materalne. Stan granczny to stan w którym doszło do wyadku drogowego lecz na jego skutek wystąły tylko osoby ranne, ostatn z rozatrywanych stanów to stan krytyczny w którym zastnały wyadk drogowe zgnęła co najmnej jedna osoba. W racy wyznaczono rawdoodobeństwa dla zbudowanego łańcucha Markowa. Safety as the man crteron for the oeraton of transort Abstract Identfcaton of the lmt values and characterstcs that descrbe the securty of the system s a key concern for the safety assessment of the system. The artcle resents a model safety evaluaton of any transort system. The model s an nnovatve aroach to the evaluaton of transort systems from the ont of vew of ts safety. In ths model assumes four states system safety. The frst ntentonal state, whch reflects the stuaton wthout road accdents and collsons and vctms n these cases. The second condton s a condton accetable, n ths state there are road collsons, or as a result of events occurrng no eole njured, only materal losses. Lmt state s a condton n whch the accdent occurred on the road but ts effect occurred erson njured, the last of the concerned states s a crtcal state n whch accdents occurred and klled at least one erson. In the study, the robablty of the constructed Markov chan. BIBLIOGRAFIA. Bojar P., Woroay M.: Bezeczeństwo w śwetle róŝnorodnych wymuszeń. Praca zborowa od redakcją Tadeusza Dąbrowskego. Badane Wnoskowane Dagnostyczne wybrane zagadnena. Wojskowa Akadema Technczna, Warszawa. Bojar P., Woroay M.: Road transort systems safety crtera. Journal of KONES Powertran and Transort, Vol., No.. Jaźwńsk J., WaŜyńska Fok K.: Bezeczeństwo systemów. PWN, Warszawa 99.. Radkowsk S.: Podstawy bezecznej technk. Ofcyna wydawncza Poltechnk Warszawskej. Warszawa. 6

6 5. Smalko Z.: Charakterystyk soleglwośc układu Człowek - Maszyna - Otoczene. XXXV Zmowa Szkoła Nezawodnośc - Szczyrk Smalko Z.: Studum termnologczne nŝyner bezeczeństwa transortu. Ofcyna Wydawncza Poltechnk Wrocławskej. Wrocław 6