Теоретические основы решения задачи повышения уровня безопасности функционирования антропогенных систем в среде «человек – техносфера»

Abstract

RU: Цель. Техногенное направление развития человечества, научно-технический прогресс вызвали создание антропогенных систем различного назначения, как объективную необходимость его развития. Такие системы – технические, химические, биологические, в соответствии с аксиомой о потенциальной опасности объектов, характеризуются конечным значением уровня надежности, а значит и определенной опасностью для глобальных систем «человек – биосфера», «человек – техносфера» или их подсистем. Численное значение показателя безопасности антропогенной системы, независимо от ее направления и типа, непосредственно зависит от частоты отказов, которые наблюдаются во время ее функционирования, а также связано с наличием в ее структуре блоков и устройств прогнозирования, определения характера и времени реализации аварийных ситуаций. При этом, реализованная функциональная возможность прогнозирования отказов, выявления причин, которые вызывают такие ситуации, дает возможность прогнозировать их появление. Это позволяет повысить уровень безопасности системы, надежности ее функционирования в результате своевременного принятия необходимых мероприятий, что позволяет минимизировать ее негативное влияние на человека и окружающую среду. Исследования и опыт эксплуатации ряда антропогенных систем показывают, что реализация функции прогнозирования позволяет существенно снизить отрицательное воздействие последствий отказов системы на биосферу Земли через аварии, которые сопровождаются, например, выбросом вредных веществ, микробов, формирования электромагнитных или ионизирующих полей значительной напряженности. Положительный эффект достигается и в результате исключения возможных отрицательных изменений в здоровье, физиологических функциях, психологическому состоянию организма человека, обеспечения комфортности в среде «человек – техносфера». В дополнение следует отметить, что повышение надежности антропогенной системы в этом случае сопровождается и экономическим эффектом, который составляет около 30 % ее стоимости. Повышение слож-ности, мощности антропогенных систем, которое является логической необходимостью, следствием научно-технического прогресса, ставят задачу повышения уровня безопасности антропогенных систем в разряд первоочередных. Методика. Предлагается разработанное решение задачи определения степени надежности функционирования антропогенных систем, надежности их функционирования в динамическом режиме на основе положений технической диагностики, которая позво-ляет решать спектр задач, связанных с получением и оценкой диагностической информации. Научная новизна. Разработаны теоретические положения и функциональная схема контрольно-измерительной системы для решения задачи повышения надежности функционирования антропогенных систем. Практическая значимость. Реализация описанных результатов исследований даст возможность повысить уровень безопасности жизнедеятельности человека в системе «человек – техно-сфера», снизить отрицательное воздействие антропогенных систем на окружающую среду.

UK: Мета. Техногенний напрямок розвитку людства, науково-технічний прогрес викликали створення антропогенних систем різного призначення, як об'єктивну необхідність його розвитку. Такі системи – технічні, хімічні, біологічні, відповідно до аксіоми про потенційну небезпеку об'єктів, характеризуються кінцевим значенням рівня надійності, а значить і певною небезпекою для глобальних систем «людина – біосфера», «людина – техносфера» або їх підсистем. Чисельне значення показника безпеки антропогенної системи, незалежно від її спрямування й типу, безпосередньо залежить від частоти відмов, які спостерігаються під час її функціонування, а також пов'язане з наявністю в її структурі блоків і пристроїв прогнозування, визначення типу та часу реалізації аварійних ситуацій. При цьому, реалізована функціональна можливість прогнозування відмов, виявлення причин, які викликають такі ситуації, дає можливість прогнозувати їх появу. Це дозволяє підвищити рівень безпеки системи, надійності її функціонування в результаті своєчасного прийняття заходів, що дозволяє мінімізувати її негативний вплив на людину і навколишнє середовище. Дослідження і досвід експлуатації ряду антропогенних систем показують, що реалізація функції прогнозування дозволяє істотно знизити негативний вплив наслідків відмов системи на біосферу Землі через аварії, які супроводжуються, наприклад, викидом шкідливих речовин, мікробів, формування електромагнітних або іонізуючих полів значної напруженості. Позитивний ефект досягається і в результаті виключення можливих негативних змін у здоров'ї, фізіологічних функціях, психологічному стані людини, забезпечення комфортності в середовищі «людина – техносфера». На додаток слід зазначити, що підвищення надійності антропогенної системи в цьому разі супроводжується і економічним ефектом, який становить близько 30% її вартості. Підвищення складності, потужності антропогенних систем, яке є логічним наслідком розвитку науково-технічного прогресу, ставлять завдання підвищення рівня безпеки антропогенних систем в розряд першочергових. Методика. Пропонується розроблене рішення задачі визначення ступеня надійності функціонування антропогенних систем, надійності їх функціонування в динамічному режимі на основі положень технічної діагностики, яка дозволяє вирішувати спектр завдань, пов'язаних з отриманням і оцінкою діагностичної інформації. Наукова новизна. Розроблено теоретичні положення та функціональна схема контрольно-вимірювальної системи для вирішення завдання підвищення надійності функціонування антропогенних систем. Практична значимість. Реалізація описаних результатів досліджень дасть можливість підвищити рівень безпеки життєдіяльності людини в системі «людина – техносфера», знизити негативний вплив антропогенних систем на навколишнє середовище.

EN: Objective. Technogenic direction of human development, technological advances have caused the creation of man-made systems for various applications, as an objective need for its development. Such systems - technical, chemical, biological, ac-cording to the axiom about the potential danger of the object known, are characterized by a finite value of the reliability level, and therefore a certain risk for the global system «man - the biosphere», «man – technosphere» and their subsystems. The numerical value of human security index system, regardless of its direction and type, is directly dependent on the frequency of failures that occur during its operation, as well as due to the presence in its structure of blocks and forecasting devices, determining the type and time of implementation of emergency situations. At the same time, implemented functionality forecasting failures, identify the reasons that cause such a situation, makes it possible to predict their occurrence. This improves system security, reliability of its operation as a result of the timely adoption of measures to minimize its negative impact on human health and environment. Research and experience in operating a number of human systems show that the implementation of forecasting capabilities can significantly reduce the negative impact of the effects of system failures on the biosphere of the Earth through the accident, accompanied by, for example, the emission of harmful substances, microbes, or ionizing form of electromagnetic fields of great tension. The positive effect is achieved by eliminating the potential negative changes in the health, physiological functions, psychological state of the human body, providing comfort in an environment of «man – technosphere». In addition it should be noted that the increase of reliability of human system in this case is accompanied and economic effect, which is about 30% of system cost. Increasing complexity, capacity of human systems, which is a logical consequence of the development of human society, are aiming to increase the level of safety of human systems in the category of priority. Methods. It proposes to develop a solution to the problem of determining the degree of reliability of functioning of human systems, the reliability of their operation in dynamic mode on the basis of the provisions of the technical diagnostics, which allows to solve the range of problems related to the receipt and evaluation of diagnostic information. Scientific novel-ty. The theoretical position and a functional diagram of the control and measurement system for solving the problem of improving the reliability of functioning of human systems. Practical significance. The implementation of the described research results will make it possible to increase the level of safety of human life in the system «man – technosphere», to reduce the negative impact of human systems on the environment.