РОЗДІЛ 2
МОДИФІКАЦІЯ МЕТОДУ ОЦІНКИ ЦІЛІСНОСТІ АЕРОНАВІГАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ДЕРЕВА РИЗИКУ
2.1 Побудова дерева ризику для різних етапів польоту
Метод дерева ризику являє собою метод графічного представлення логічного зв'язку між окремим станом відмови і причинами або відмовами, що призводять до цього стану. Цей метод є різновидом аналізу дерева відмов, використовуваного в аерокосмічній промисловості.
У випадку простого дерева відмов імовірності можуть обчислюватися безпосередньо, однак необхідно виявляти обережність у тих випадках, коли первинні відмови не є незалежними, тобто коли відмови є спільними для декількох послідовностей подій.
Метод дає наочне уявлення про послідовності і сполучення подій, що призводять до завершального стану відмови. Цей метод може також використовуватися для визначення ймовірності виникнення завершальної події.
Припустима ймовірність виникнення завершальної події встановлюється шляхом призначення ризику, а дерево відмов використовується для наступного поділу цього ризику на складові ризику, що відносяться до цілісності і неперервності обслуговування. У цьому зв'язку термін "дерево ризику" використовується замість терміна "дерево відмов" [1, 3, 23].
Загальне дерево ризику, характерне для посадкових операцій повітряних кораблів, приведене на рис. 2.1.
Приймається, що завершальна подія цього дерева означає втрату повітряного корабля внаслідок відмови системи наведення, що не знаходиться на борту повітряного корабля. Причини цієї події пов'язані або з порушенням цілісності основного устаткування наведення, що не знаходиться на борту повітряного корабля, або з порушенням неперервності обслуговування системи наведення, що не знаходиться на борту повітряного корабля (тобто як основної системи, так і будь-якої допоміжної системи, використовуваної для забезпечення перерваного заходу на
Рис. 2.1 Модифіковане загальне дерево ризику
(напівжирним шрифтом показані величини, які не розраховуються)
посадку, відходу на друге коло). Приймається, що основна система наведення, що не знаходиться на борту повітряного корабля, містить у собі ряд елементів від 1 до N, наприклад азимутальний і кутомістний елементи. Допоміжною системою наведення може бути альтернативна система, що не знаходиться на борту повітряного корабля, або в деяких випадках бортова навігаційна система, наприклад інерціальна система відліку.
З області динамічних обмежень, апроксимованої поліномами, можна визначити наступні імовірності:
Ра ? імовірність втрати повітряного корабля, внаслідок відмови системи наведення, що не знаходиться на борту повітряного корабля;
Рb ? імовірність втрати повітряного корабля, внаслідок порушення цілісності основного наведення;
Рc ? імовірність втрати повітряного корабля внаслідок порушення неперервності обслуговування;
Рk ? імовірність того, що пілот не в змозі виявити порушення цілісності основного наведення й успішно втрутитися в керування після такої події. Даний фактор зменшення ризику відноситься тільки до тих випадків, коли порушення цілісності системи наведення може виявлятися пілотом, наприклад на висоті прийняття рішення при заході на посадку по ILS в умовах категорії I;
Рр ? імовірність порушення неперервності обслуговування основного наведення;
Pd ? імовірність втрати повітряного корабля при виконанні перерваного заходу на посадку/відходу на друге коло;
Рi ? імовірність порушення цілісності основного наведення;
PiN ? імовірність порушення цілісності навігаційного елемента N;
PpN ? імовірність порушення неперервності обслуговування навігаційного елемента N;
Рs ? імовірність утрати повітряного корабля при здійсненні перерваного заходу на посадку/відходу на друге коло з забезпеченням допоміжного наведення;
Рs1 ? імовірність порушення неперервності обслуговування допоміжного наведення;
Рs2 ? імовірність порушення цілісності допоміжного наведення;
РU ? імовірність того, що пілот не в змозі успішно втрутитися в керування після порушення цілісності основного наведення при відсутності повторного наведення, де:
Допустима імовірність Pa завершальної події може бути визначена шляхом поділу загального показника ризику для етапу заходу на посадку і посадки між різноманітними класами подій. На основі цього методу було визначено допустиме значення Ра, що дорівнює . Ця величина узгоджується з найменшою імовірністю, яку можна віднести до кожного наземного навігаційного елементу і яка дорівнює (звичайно розділяється порівну між порушенням цілісності і порушенням неперервності обслуговування).
В даному методі значення ймовірності порушення цілісності основного наведення Pi та імовірності порушення цілісності допоміжного наведення Рs2 засновані на допущенні про значення часу прольоту перешкод та значення середнього наробітку між виходами з ладу (MTBF) для навігаційних елементів відповідно.
Задача полягає в моделюванні цих ймовірностей порушення цілісності, тобто удосконаленні відомого методу дерева ризику, що дозволить більш адекватно оцінити цілісність аеронавігаційної системи.
Моделювання порушення цілісності основного наведення проводимо за методикою моделювання рідкісних подій [98] при оптимальній допоміжній вибірці [5]. Стислий алгоритм моделювання ймовірності Pi представлено на рис. 2.1 (нижня частина).
Моделювання порушення цілісності допоміжного наведення проводимо за розробленою методикою ідентифікації сузір'я навігаційних супутників [68, 69]. Стислий алгоритм моделювання ймовірності Ps2 також представлено на рис. 2.1 (нижня частина).
2.2 Методика моделювання рідкісних подій
2.2.1 Рідкісні події.
Рідкісні події створюють особливі труднощі для моделювання по методу Монте-Карло. Якщо ми хочемо визначити - імовірність того, що система досягає стану збою до настання деякого моменту по відношенню , де є загальне число раз, коли ми досягаємо заданого стану при моделювань тривалістю , то тоді . Якщо велике, а мале (наприклад, якщо [12]), то су
- Київ+380960830922