Оценка риска как повышение безопасности мореплавания

    Техническая надежность должна быть понята как  вероятность надежной операции систем судна и приборов, которые затрагивают безопасное выполнение данного маневра.

    Эффекты, вызванные определенным столкновением, зависят от отношения между энергией воздействия судна на гидротехническую структуру и допустимой энергией безопасного воздействия, которое не будет наносить ущерба корпусу или структуре.

1.1. МОДЕЛЬ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЯ,когда СУДНО маневрирует в стеснённых водах.

    Вероятность возникновения столкновения, выполняя указанный маневр в ограниченном  бассейне, может быть представлена как следующая зависимость:

P = 1 - Pв

(2)

где:

Pв - Вероятность безопасного выполнения данного маневра судном указанных параметров, в указанных навигационных и гидрометеорологических условиях (внешнее влияние ветра и течения), управляемого судоводителем соответствующей квалификации.

    Технические и навигационные виды надежности включая человеческий фактор фактически независимы, и, в связи с вышеупомянутым, вероятность выполнения данного маневра может быть представлена следующим образом:

                                                          Pb=Pn*Pt                                               (3)

где:

Pn - вероятность, что судно указанных параметров, управляемое судоводителем соответствующей квалификации, не будет вовлечено в столкновение в указанных навигационных и гидрометеорологических условиях, выполняя данный маневр,

Pt- вероятность надежной работы систем судна и приборов, затрагивающих выполнение и безопасность данного маневра.

    Вероятность выполнения безопасного маневра  судном данного типа, в указанных  навигационных и гидрометеорологических условиях, управляемых навигатором указанных квалификаций в требуемое время и место:

                                      

                                           Pn=P(Xj<dj)                          (4)

и выраженный посредством нормального стандартизированного распределения [1]:

                                           Pn=P[(Xj-xj)/qj<(dj-xj)/qj]

(5)

где:

Xj - максимальное  расстояние  крайней точки   судна по левому или правому  борту от оси фарватера в  jsection данного района(случайная переменная),

xj, q - означают величину и стандартное отклонение максимальных  отклонений судна влево

или вправо от оси фарватера в j - секции морской области,

dj - наименьшее  расстояние от опасности по j-секции  морской области, 

a - уровень значимости.

Распределение рarameters x., O. вычислены на основе тестов моделирования, выполненных для

      J J

данного маневра, которые используются, чтобы определить ширину полосы движения (Рис. 1. 1).

 
 

    Техническая надежность была уменьшена до уровня необходимого для выполнения  указанного маневра безопасно. Это зависит от надежной работы главного  двигателя, вспомогательных двигателей с генераторами, рулевых механизмов , буксиров и радаров в случае плохой видимости.

    Каждый  из вышеупомянутых приборов характеризован вероятностью надежной работы во время t, который отмечен следующим образом:

Pl (t) - вероятность  надежной операции основного  двигателя, 

P₂ (t) - вероятность надежной работы вспомогательного двигателя с генератором, P₃ (t) - вероятность надежной работы рулевого механизма ,

P 4 (t) - вероятность  надежности действий буксира, 

P s (t) - вероятность  надежной работы радара.

shapeType75fBehindDocument1pWrapPolygonVertices8;18; (21499,0); (0,0); (0,16088); (992,16088); (992,17750); (1067,17750); (1067,21500); (9946,21500); (9946,17056); (11170,17056); (11170,16500); (12086,16500); (12086,15669); (14537,15669); (14537,16088); (14995,16088); (14995,16919); (21499,16919) pib

 

      .

 

    Чтобы вычислить надежность работы вышеупомянутых приборов, там используется функция интенсивности повреждения во время t, который является функцией плотности возникновения повреждения при условии, что никакое повреждение не имело место пока. Функция может быть представлена следующим образом:

              H(t)=lim(n(t,∆t)/Ns*∆t)=No[P(t)-P(t+∆t)]/ Ns*∆t]

       

 

(6)

где:

H(t)- функция интенсивности повреждения во время t,

n(t,∆t)- число случаев повреждения во время статистического теста в испытательное время,

Ns- число приборов, работающих достоверно во время t,

No- число тестируемых приборов.

Признавая, что Ns/No= p (t), мы получаем

               H(t) = lim P(t) - P (t + ∆ t) = P' (t)

                               P(t)*∆t              P(t)                            (7)

 
 
 

  следовательно, после преобразования:

   (8)

                                 P(t)=exp(-∫H(t)dt) от 0 до t

где ориентировочно высчитывается  безаварийный срок службы  для данного прибора:

 

(9)                    T=∫P(t)dt от 0 до ∞

Диаграмма функции  интенсивности повреждения, за время  использовагия, представлена в Рис. 1.2

 
 

t

Рис. 1.2. Диаграмма функции интенсивности повреждения во время ее действия

Диаграмма показывает три фазы действия прибора: фаза старта (от 0 до t1),

 
 
 

неподвижная (устойчивая) фаза операции (от tl до t2),

  фаза старения (от t2).

    Рассматривая  только устойчивую фазу операции (которая является представляющим интерес для того, чтобы классифицироваться учреждениями), функция риска H(t) не зависит от времени и постоянна , и вероятность надежной

работы определена зависимостью:

(10)

 

                                       P (t) = e-^l. t

Тогда ориентировочный срок службы без аварий:

                                                   T=1/H

(11) и после  замены:

                         –t/T

P (t) = e

                                                                                                (12)

Разложение  на множители выражения P (t) в силовой ряд:

и напоминание  о коротких продолжительностях маневров (~t):

T »t

мы можем  принять, с очень маленькой  точностью, надлежащей для практики, что:

P (t) =1-H*∆t

(14)

    В связи с вышеупомянутым вероятность надежной операции специфических приборов может быть представлена следующим образом:

Pi=1-Hi*∆t

(15)

    Интенсивность повреждений для буксира может  быть вычислена, предполагая, что надежность его приборов аналогична с приборами судна, который является: H4=H1+H2+H3

 

(16)

    Предполагая, что повреждение каждого из вышеупомянутых приборов, при указанных обстоятельствах, может вызвать столкновение судна, вероятность надежной работы всех приборов - продукт вероятности надежной работы специфических приборов:

Pt = P1· P₂ · P₃ · P₄ · постскриптум

И это может  быть написано с приближением  ко второму порядку величины:

(17)

                          

                                   P(t)=1-(H1*∆t1+H2*∆t2+…..+H5*∆t5)

 

(18)

где:

~tl - временной  интервал во время выполнения  маневра, при котором отказ  основного двигателя вызывает  угрозу столкновения,

~t2 - временной  интервал во время выполнения  маневра, при котором отказ  вспомогательного двигателя - генератора  вызывает угрозу столкновения,

~t3 - временной  интервал во время выполнения  маневра, при котором отказ  руля вызывает угрозу столкновения,

~4 - временной  интервал во время выполнения  маневра, при котором отказ  буксира вызывает угрозу столкновения,

~t5 - временной  интервал во время выполнения маневра, при котором отказ радара вызывает угрозу столкновения.

Дополнительно, необходимо учитывать двойные приборы, работающие в системе взаимозаменяемости.

Во время  маневров в порту такие приборы  включают: вспомогательные двигатели,

радары,

буксиры.

Используя зависимость:

P=1-(1-P1)*(1-P2)*….(1-Pn)

(19)

где:

n - время  замены,

возможно определить вероятность надежности действия двойных  приборов:

a) вспомогательные  двигатели: P=1-H2*H2*∆t2*∆t2

 

b) буксиры: : P=1-H4*H4*∆t4*∆t4

 
 

c) радары: : P=1-H5*H5*∆t5*∆t5

 
 

После замены прибавим это к общей формуле  вероятности надежной работы всех систем и мы получаем:

P=1-(H1*∆t1+ H2*H2*∆t2*∆t2+H3*∆t3+ H4*H4*∆t4*∆t4+H5*H5*∆t5*∆t5)

 
 
 

(20)

Не каждая нехватка надежности приборов исследованых выше, во время  маневрирования в рассматриваемых  районах приводит к столкновению судна. Это зависит, дополнительно, от следующих факторов:

позиция судна  при возникновении повреждения  в данном районе,

гидрометеорологические  условия, преобладающие во время выполняемого маневра, сфера деятельности данного прибора.

Рассматривая  специфические факторы, можно заявить  что:

1. Только в некоторых   точках данного района, повреждение данного прибора приводит к столкновению судна.

Это учитывается  определяя, индивидуально для данного района, интервалы определённого времени.