ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ ДЛЯ АНАЛИЗА АВАРИЙ В ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ СИСТЕМАХ
1, 2, 1
1Институт проблем точной механики и управления РАН, Саратов, Россия
2Саратовский государственный университет, Саратов, Россия
Одной из актуальных задач является определение причин возникновения и динамики развития аварий в техногенных системах. Структуры современных человеко-машинных систем включают в себя большое количество разнородных элементов и связей между ними. Поэтому для эффективного поиска причин аварий и выбора стратегий их предотвращения необходимо совершенствование не только средств диагностики состояния системы, но и моделей, методов и алгоритмов, применяемых для анализа развития и функционирования этих систем.
Поиск причин аварии в сложной человеко-машинной системе требует учитывать взаимосвязи и взаимодействия протекающих в этой системе процессов различной природы. Существующие подходы к моделированию сложных систем направлены, главным образом, на исследование однородных процессов, что затрудняет их применение для решения поставленной задачи. Вместе с тем, в [1, 2] предложен метод построения моделей для представления, анализа и синтеза взаимосвязей и взаимодействий разнородных процессов в сложных человеко-машинных системах. В основу теории положена формализация причинно-следственных связей в структуре системы, а математическим аппаратом служит теория синтеза дискретных детерминированных систем.
Для описания структуры системы используются звенья причинно-следственных связей, общий вид которых представлен на рисунке. Структура звена включает в себя группу причины, состоящую из причины и условия реализации причинно-следственной связи, и группу следствия, образованную следствием и условием, возникающим после реализации связи. Причина, следствие, условия 1 и 2 представляются элементами некоторого универсума 
, содержание которого определяется конкретной областью приложения. Ядро представляет собой совокупность операторов, математических моделей и алгоритмов, которые описывают связь группы причины с группой следствия.
Группа причины содержат активные и пассивные составляющие. Пассивные – это имеющиеся в системе информационные и материальные ресурсы – инструкции, запасы материалов и энергии, активные – те, которые поступают из окружения системы и изменяют ее плановое, нормальное, «штатное», поведение.
Активная часть группы следствия содержит результаты, согласующиеся с целями системы, а ее пассивная часть представляет побочные эффекты, возникающие при реализации причинно-следственной связи.
Схемой, приведенной на рисунке, может в весьма общем виде представляться как событие в целом, так и его частные процессы. Поэтому иерархическая структура модели процесса, явления или события обладает свойством фрактальности или самоподобия [2].
Методику применения причинно-следственных комплексов для поиска причин аварии в сложной человеко-машинной системе предлагается построить с использованием теории технической диагностики [3].
Для характеристики ситуации, в которой произошла авария, предлагается использовать шесть компонентов элементов универсума, возможные значения которых представлены частными универсумами:
– командно-информационные характеристики, регламентирующие правила обеспечения безопасности (инструкции, расписание полетов или правила дорожного движения и т. д.) и представляющие принимаемые участниками аварии решения об их действиях во время ее развития.
– данные об участниках (характеристики и состояние участников происшествия).
– параметры и характеристики участвовавших в аварии технических средств.
– природные факторы (погода, природные аномалии и т. д.).
– данные о месте и условиях протекания аварии.
– параметры энергообеспечения (характеристики и запасы топлива, энергоснабжения и т. д.).
Рассмотренный подход продемонстрирован на примере расследования дорожно-транспортных происшествий, относящихся к классу наезд автомобиля на неподвижное препятствие. Для частного варианта такой аварии построены модели в виде причинно-следственных комплексов, в которых учитываются основные сведения о движении транспортных средств, и разработан прототип приложения, определяющего причину аварии на основе построенных моделей.
Список литературы
1. , Твердохлебов -следственные комплексы как модели процессов в сложных системах // Мехатроника, автоматизация, управление. М. 2007. № 7. С. 2-8.
2. Резчиков -следственные модели производственных систем. // Издательский центр «Наука». Саратов. 20с.
3. Основы технической диагностики. В двух кн. / , , Халчев ред. . // М.: "Энергия". 1976 г. кн.с.
