Программа курса (syllabus) по дисциплине: «Cистемный анализ и моделирование систем в техносфере»

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный технический университет им.

Институт строительства и архитектуры

Кафедра «Безопасности жизнедеятельности»

  Утверждаю

Директор института строительства

  и архитектуры

_______________

«____»_________________ 2010 г.

ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)

по дисциплине:  «Cистемный анализ и моделирование систем в техносфере»

специальность:  050731 –  «Безопасность жизнедеятельности и

  защита окружающей среды»

Форма обучения	Очное
Количество кредитов	3
Курс	2
Семестр	3
Лекций	30 часов
Практические  работы	15 часов
Количество рубежного контроля	1
СРСП	45 часов
СРС	45 часов
Всего аудиторных	60 часов
Всего внеаудиторных	75 часов
Трудоемкость	135 часов
Экзамен	П

Алматы  2010

Программа курса составлена д. т.н., профессором кафедры «Безопасность жизнедеятельности» и к. т.н., ст. преподавателем – Алматы: КазНТУ  2010.

Рассмотрена на заседании кафедры БЖД

«  »  2010  г.,  протокол №        

Зав. кафедрой, 

д. т.н., профессор 

Одобрена методическим Советом Института строительства и архитектуры

«____»__________2010  г. Протокол №_________

Председатель, профессор,

д. т.н., профессор 

Составители:

Жараспаев Мырзагали Токпакович, д. т.н., профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности»

, к. т.н., старший преподаватель кафедры «Безопасность жизнедеятельности», окончила КазНТУ им. , металлургический факультет, специальность «Физико-химические исследования металлургических процессов». Педагогический стаж в КазНТУ – 9 лет.  Опубликовано более 10 научно-методических разработок по проблемам охраны труда и безопасности жизнедеятельности.

.

Время пребывания на кафедре (office hours): по расписанию СРСП на кафедре.

Дисциплина «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере»

количество кредитов – 3

место проведения – КазНТУ.

офис: кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Адрес:  480013 г. Алматы, Сатпаева 22,  140 ГМК

тел. рабочий 8 [phone]

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1 Цель преподавания дисциплины

Дисциплина «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере». В системе подготовки инженеров по безопасности жизнедеятельности и защита окружающей среды определяет знания о теории системного анализа и моделирование процессов в техносфере. Полученные знания позволит будущим специяльностям самостоятельно достичь поставленный цели путем системного анализа объектов исследования и моделирование процессов в техносфере, позволяющих снизить опасность технических систем и технологических процессов производства.

1.2 Задачи изучения дисциплины

Задачи изучения дисциплины является формирования у студентов умений самостоятельно провести системный анализ в области безопасности жизнедеятельности человека и моделирование процессов в техносфере для снижения опасности жизнедеятельности человека и защиты окружающей среды.

1.3 Пререквизиты – Высшая математика. Дифференциальное и интегральное исчисление. Теория вероятности и математическая статистика. Математическая логика. Алгебра математической логики. Теория множества. Теория матриц. Теория графов. Физика гигена труда, физиология и психология труда производственная санитария, теория надежности.

1.4 Постреквизиты – Безопасность жизнедеятельности, Охрана труда, Промышленная экология, Безопасность производственных процессов и технологии. Стандартизация и сертификация. Основы метралогиии. Системы техники, кибернетики, Автоматизированная система управления в расчетах.

.

2. Система оценки знаний студентов

По кредитной технологии обучения КазНТУ применяется рейтинговый контроль знаний студентов.

Рейтинг каждой дисциплины,  включенный в рабочий учебный план специальности, оценивается по 100 бальной шкале (таблица №1).

Для  дисциплины «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере» устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль (таблица№1)

Таблица 1

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	Проценты
1.	Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Видами текущего контроля являются практические работы. К итоговому контролю относится экзамен.        

Сроки сдачи текущего контроля должны определяются календарным графиком учебного процесса по дисциплине «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере». Количество текущих контролей определяется содержанием дисциплины  и ее объемом, который указывается в учебно-методическом комплексе дисциплины.

Таблица 2

Календарный график учебного процесса по дисциплине

«Системный анализ и моделирование процессов в техносфере»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Виды контроля	ПР1	СР1	ПР2	СР2	ПР3	СР3	ПР4	СР4	РК1 ПР 5	СР5	ПР6	СР6	ПР7	СР7	РК2 СР8
Недельное количество контроля	1	1	1	1	1	1	1	1	2	1	1	1	1	1	2

Виды контроля:  П – практические работы, РК – рубежный контроль, Р – реферат.

Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного рейтингового балла 30. Итоговый контроль считается  сданным в случае набора ≥20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (табл.№3).

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл  (в  %)	В баллах
отлично	A	95-100	4
A-	90-94	3.67
хорошо	B+	85-89	3.33
B	80-84	3.0
B-	75-79	2.67
удовлетворительно	C+	70-74	2.33
C	65-69	2.0
C-	60-64	1.67
D+	55-59	1.33
D	50-54	1.0
неудовлетворительно	F	0-49	0

3 Содержание дисциплины

Таблица  4

2.1 Тематический план курса

№ п/п	Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практические занятие	СРСП	СРС
1	2	3	4	5	6
Модуль 1
1	Введение. Предмет «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере», его состав и содержания. Цель и задача дисциплины, ее место в системе подготовки инженеров.	2	1	3	3
2	Сложные системы. Функционирование сложных сситем.	2	1	3	3
3	Управление технологическими системами.	2	1	3	3
4	Системный подход к безопасности, ее задачи и связь с другими дисциплинами.	2	1	3	3
5	Условия и средства решения в системном анализе. Физико – технические системы.	2	1	3	3
6	Системный анализ риска.  Общая характеристика безопасности системы ЧМС.	2	1	3	3
Модуль 2
7	Влияние машинного компонента на безопасность системы ЧМС.	2	1	3	3
8	Влияние среды на безопасность системы ЧМС.	2	1	3	3
9	Экспертиза безопасности и методы классификации информации.	2	1	3	3
10	Методы анализа безопасности сложных систем.	2	1	3	3
11	Идентификация и предварительная оценка безопасности системы.	2	1	3	3
12	Оснавная формальная структура принятия решения. Матрица решений и оценочная функция.	2	1	3	3
13	Сравнение степени риска. Формализованные описание риска.	2	1	3	3
14	Угроза безопасности людей при различных чрезвычайных ситуациях.	2	1	3	3
15	Реализация целей приниятых решений сниженияопасности. Алтернативные мотоды.	2	1	3	3
Всего часов	30	15	45	45

Темы лекционных занятий и их содержание – 30  часов

Введение. Предмет «Теория системного анализа и принятие технических решений» – 2ч.

Cостав и содержания. Цель и задача дисциплины, ее место в системе подготовки инженеров.

Основные признаки сложных систем – 2 ч.

Функционирование системы. Математическое описание процессов функционирование.

3. Управление технологическими системами – 2 ч.

Сущность процессов управления. Орган управления и объект управления.

4. Системный подход к анализу объектов человеческой деятельности – 2 ч.

5. Условия и средства решения проблемы – 2 ч.

Исследование физико-технических систем.

6. Системный анализ риска – 2 ч.

Системный подход и безопасность. Традиционная система анализа риска.

7. Общая характеристика безопасности системы человек – машина среда (ЧМС) – 2

ч.

8. Классификация опасных факторов, влияющих на безопасность систем ЧМС – 2 ч.

9. Экспертиза безопасности и методы классификации информации  – 2ч.

.

10. Методы анализа сложных систем – 2ч.

.

11. Идентификация опасности и предварительная оценка безопасности системы – 2ч.

Логические методы анализа безопасности системы.

12. Основная формальная структура принятия решений – 2ч.

Матрица решений и оценочная функция.

13. Сравнение степени риска – 2ч.

Формализованное описание риска.

14. Угроза безопасности людей при различных чрезвычайных ситуациях – 2 ч.

.

15. Реализация целей принятых решений снижения опасности – 2 ч.

Альтернативные методы.

Темы практических занятий и их содержание – 15 часов

1. Безопасность и надежность человека в управлении техническими системами. Взаимосвязь человека и машины. Надежность работы и ошибки человека при взаимодействии с техническими системами. Прогнозирование ошибок человека. Оценка надежности системы «человек-машина» – 2 часа.

2. Алгоритм построения дерева отказа. Метод построения дерева отказа. Терминология и особенности реализации метода дерева отказов. – 2 часа.

3. Логические методы анализа безопасности системы. Выявления полного набора предполагаемых факторов, влияющих на безопасность, оценка их взаимосвязи, выделение основных факторов. – 2 часа.

4. Составление схем ухудшения здоровья работающих. Профессиональный риск, профессиональная заболеваемость персонала, расчет и оценка несчастных случаев. – 2 часа.

5. Предварительный анализ опасностей технического процесса на основании алгоритма отказов. Расчет вероятности и статистического анализа опасностей и отказов. – 2 часа.

6. Анализ остановок технологических систем. Предварительная остановка технологических систем и безопасное отключение, не влияющая на работу персонала и не приводящая к несчастным случаям. – 2 часа.

7. Анализ ошибок персонала. Ошибки персонала и анализ ошибок на объекте. – 2 часа.

8. Стандартныйпоказатель несчастных случаев. Расчет стандартных показателей несчастных случаев, коэффициент частоты и показатель тяжести несчастных случаев. – 2 часа.

9. Оценка выборочного анализа опасностей. Определение и оценка опасностей, планирование предупредиельных мероприятий. – 2 часа.

10. Оценка экспертной системы техногенных опасностей в опасных производственных объектах. – 1 час.

11. Распределения времени безотказной работы. Оценка надежности системы и распределения времени безотказной работы, процесс и ведения производственной операции. Среднее время безотказной работы. – 1 час.

Темы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) – 45 часов

1.	Методы анализа операции в системном анализе  неопределенность  целей.	– 3 часа
2.	Проблема быстродействия. Формальная постановка задачи.	– 3 часа
3.	Программный метод в нерефлексных системах. Имитация и минимальный эксперимент.	– 3 часа
4.	Линейная задача. Примеры тихоновских и квазитихоновских  систем.	– 3 часа
5.	Методы усреднения  в задачах  оптимального управления	– 3 часа
6.	Экспертизы и неформальные процедуры. Эвристические методы  в дискретных задачах.	– 3 часа
7.	Проблемы матричного синтеза. Стохастические задачи	– 3 часа
8.	Математическое описание процессов функционирования	– 3 часа
9.	Состав подсистем управления безопасности предприятия	– 3 часа
10.	Традиционная система анализа риска	– 3 часа
11.	Логические методы анализа безопасности системы	– 3 часа
12.	Матрица решений и оценочная функция	– 3 часа
13.	Технический риск формализованное его описание	– 3 часа
14.	Альтернативные методы	– 3 часа
15.	Примеры иерархических систем	– 3 часа

Темы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС) – 45часов

1.	Матиматическое описание – создание модели операции	– 4 часа
2.	Методы расчета оптимальных программ, использующие принципы макисмума	– 3 часа
3.	Формальное описание риска	– 3 часа
4.	Технический риск	– 3 часа
5.	Технико-экономический риск	– 4 часа
6.	Информация принимающего решения	– 3 часа
7.	Сравнение степени риска	– 3 часа
8.	Проблемы синтеза	– 3 часа
9.	Использование доверительных факторов в задачи принятия решения	– 4 часа
10.	Методы реализации приянтия решений снижения опасности	– 3 часа
11.	Энтропия независимого параметра	– 3 часа
12.	Средства контроля состояния защищаемого объекта	– 5 часа
13.	Система взамодействия различных служб реагирования	– 4 часа

График проведения занятий

Таблица 5

№	Дата	время	Наименование тем
Лекции
1	Введение. Предмет «Системный анализ и моделирование процессов в техносфере», его состав и содержания. Цель и задача дисциплины, ее место в системе подготовки инженеров.
2	Сложные системы. Функционирование сложных сситем.
3	Управление технологическими системами.
4	Системный подход к безопасности, ее задачи и связь с другими дисциплинами.
5	Условия и средства решения в системном анализе. Физико – технические системы.
6	Системный анализ риска.  Общая характеристика безопасности системы ЧМС.
7	Общая характеристика безопасности системы человек – машина среда (ЧМС).
8	Классификация опасных факторов, вляющих на безопасность систем чмс.
9	Экспертиза безопасности и методы классификации информации.
10	Методы анализа сложных систем.
11	Идентификация опасности и предварительная оценка безопасности системы. Логические методы анализа безопасности системы.
12	Оснавная формальная структура принятия решения. Матрица решений и оценочная функция.
13	Сравнение стерени риска. Формализованные описание риска.
14	Угроза безопасности людей при различных чрезвычайных ситуациях.
15	Реализация целей приниятых решений сниженияопасности. Алтернативные мотоды.
Практические работы
1	Безопасность и надежность человека в управлении техническими системами. Взаимосвязь человека и машины. Надежность работы и ошибки человека при взаимодействии с техническими системами. Прогнозирование ошибок человека. Оценка надежности системы «человек-машина»
2	Алгоритм построения дерева отказа. Метод построения дерева отказа. Терминология и особенности реализации метода дерева отказов.
3	Логические методы анализа безопасности системы. Выявления полного набора предполагаемых факторов, влияющих на безопасность, оценка их взаимосвязи, выделение основных факторов.
4	Составление схем ухудшения здоровья работающих. Профессиональный риск, профессиональная заболеваемость персонала, расчет и оценка несчастных случаев.
5	Предварительный анализ опасностей технического процесса на основании алгоритма отказов. Расчет вероятности и статистического анализа опасностей и отказов.
6	Анализ остановок технологических систем. Предварительная остановка технологических систем и безопасное отключение, не влияющая на работу персонала и не приводящая к несчастным случаям.
7	Анализ ошибок персонала. Ошибки персонала и анализ ошибок на объекте.
8	Стандартныйпоказатель несчастных случаев. Расчет стандартных показателей несчастных случаев, коэффициент частоты и показатель тяжести несчастных случаев.
9	Оценка выборочного анализа опасностей. Определение и оценка опасностей, планирование предупредиельных мероприятий.
10	Оценка экспертной системы техногенных опасностей в опасных производственных объектах.
11	Распределения времени безотказной работы. Оценка надежности системы и распределения времени безотказной работы, процесс и ведения производственной операции. Среднее время безотказной работы.

4 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Основная литература

1. Теория надежности: Учеб. для вузов /. – М.: Высш. шк., 2003. -463 с.

2. Введение в теорию надежности: Учеб. пособие /; Карагандинский государственный технический университет. –Караганда: Изд-во КарГТУ, 2006. -94 с.

3. . Системный анализ в управлении. М. Химия. 1984, -223 с.

4. , . Проблемы анализа безопасности человека, общества и природы Санкт-Петербург, Наука, 1997, -243 с.

Дополнительная литература

1. Вычислительные методы теории принятия решения. М., Наука, 1990, -160 с.

2. . Математические задачи системного анализа. Учебное пособие для вузов. М., Наука, 1981, -488 с.

3. Э. Мушик, П. Мюллер. Методы принятия технических решений. М., Мир, 1990, -204 с.

4. Риск в современном мире: идентификация и защита /Материал VIII Международных научных чтений Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. – Из-воМА НЭБ СПТ, 2004, -405 с.

Содержание

1	Цель и задачи дисциплины
1.1	Цель преподавания дисциплины
1.2	Задачи изучения дисциплины
1.3	Пререквизиты
1.4	Постреквизиты
2	Система оценки знаний студентов
3	Содержание дисциплины
4	Учебно-методические материалы