Надежность технических систем и техногенный риск. Ветошкин А.Г. - 129 стр.

      Проектирование сложных технических систем и конструкций выполняется на основе
численных методов (например, строительной механики) с использованием ЭВМ. Однако вы-
численные на основе таких расчетов параметры и характеристики (например, усилия) следу-
ет рассматривать как приближенные, которые отличаются от действительных. Отклонения
расчетных параметров от действительных представляют собой случайные величины, кото-
рые зависят от условий задачи.
      Путем применения теории риска можно оценить неточности, возникающие при расчете
и проектировании конструкций. Вероятностный метод вычисления риска позволяет получить
новую информацию о том, какое влияние на величину риска оказывают разные источники
неопределенности в процессе расчета и проектирования конструкции и как это отражается на
окончательном проекте.
      Однако при использовании численных методов возникают неточности расчета, оценка
которых приобретает особое значение при определении вероятного риска.
      В инженерных задачах исходные данные часто бывают далеко не полными. Так, на-
пример, величина внешних сил изменяется во времени, свойства материала, из которого сде-
лана конструкция, также определяются как средние и имеют разброс, коэффициент надежно-
сти может быть определен вероятностным методом. Возникают термины “допустимый пре-
дел”, “инженерное решение”, которые подтверждают отсутствие достаточной точности в ис-
ходных данных. В результате для описания вероятности разрушения конструкции возникает
понятие “риск”, которым характеризуют полученное решение.
      В состав крупных сооружений входят объекты, имеющие различную степень ответст-
венности в обеспечении безопасности, например в гидротехническом узле наиболее ответст-
венным объектом является плотина, менее ответственными – здания, трубопроводы и т.д.
Однако желательно принимать для всех объектов одинаковую меру риска. Принцип сбалан-
сированного риска требует, чтобы все объекты, входящие в состав сооружения, проектиро-
вались на одинаковую степень риска.
      При решении многих инженерных задач приходится определять риск, который возни-
кает как результат облегчения той или иной конструкции. Риск определяется на основе обра-
ботки статистическими методами большого числа наблюдений. Величина риска зависит от
ожидаемой выгоды. Как правило, повышение величины риска приводит к снижению расхо-
дов на создание конструкции и увеличению ожидаемой выгоды. Но вместе с тем это повы-
шение может повлечь за собой разрушение конструкций в более короткий срок. Поэтому оп-
ределение принимаемой величины риска является весьма ответственной задачей, которая
может быть правильно решена только путем проведения глубокого статистического анализа.
      Функциональная зависимость между величиной риска и ожидаемой выгодой выражает-
ся нелинейным законом, как это показано на рис.10.13.
      Построенная на этом рисунке кривая делит координатную плоскость на две части.
Справа от кривой расположены значения, которые могут быть при известных условиях при-
няты (эта область заштрихована). Точки, расположенные слева от кривой, относятся к не-
приемлемым значениям.
      Рассмотрим подробнее физический смысл числового выражения риска. Наиболее пол-
ные статистические данные имеются для риска, которым характеризуются несчастные слу-
чаи в разных областях производства. Так, например, риск, характеризуемый числом 10-3 слу-
чаев на одного человека в год, является совершенно неприемлемым. Уровень риска 10-4 тре-
бует принятия мер и может быть принят только в том случае, если другого выхода нет. По
данным, приведенным в работах американских ученых, риск в автомобильных авариях дос-
тигает уровня 2,8⋅10-4. Уровень риска 10-5 соответствует естественным случайным событиям,
как, например, несчастным случаям при купании в море, для которых риск исчисляется
3,7⋅10-5. Несчастные случаи, обусловленные риском 10-6, относятся к такому уровню, на ко-

                                           130