Тема 6. Теория безопасности

1. Основные понятия и определения безопасности

Для технических объектов, управляющих ответственными процессами, характерно появление в результате отказов аварийных или опасных ситуаций. К этим объектам можно отнести системы управления атомными электростанциями, системы управления космическими аппаратами, различные транспортные системы, в том числе системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ).

Определенного вида отказы в СЖАТ в некоторых поездных ситуациях могут приводить к нарушению безопасности перевозочного процесса. К таким отказам относятся отказы, приводящие к ложному появлению на светофоре более разрешающего огня, самопроизвольному переводу стрелок, появлению ложной информации о свободности путевых и стрелочных участков.

В соответствии с ОСТ 32.17-92 «Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Термины и определения.» различают два вида неработоспособного (непредельного) состояния СЖАТ: защитное и опасное.

Защитное состояние - неработоспособное состояние системы, при котором значения всех параметров, характеризующих ее способность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения поездов, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Опасное состояние – неработоспособное состояние системы, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего её способность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения поездов, не соответствует требованиям нормативно- технической и (или) конструкторской документации.

В соответствии с приведенными определениями различают также защитные и опасные отказы. Защитный отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния системы при сохранении защитного состояния. Опасный отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного и защитного состояний.

Разделение отказов на опасные и защитные дает возможность при построении системы сконцентрировать внимание в первую очередь на защите от опасных отказов, что способствует повышению безопасности и уменьшению объёма избыточной аппаратуры.

Безопасность СЖАТ – свойство системы непрерывно сохранять исправное, работоспособное или защитное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. При анализе и синтезе безопасных систем используют определенные критерии опасных отказов – признаки или совокупности признаков опасных состояний системы. Данные критерии устанавливаются для конкретных СЖАТ и их элементов.

При исключении опасных отказов в СЖАТ используются определенные концепции безопасности. Они позволяют получить заданный уровень безопасности. Этот уровень определяется показателями безопасности. Отмеченные понятия определяются следующим образом [1].

Показатель безопасности – количественная характеристика свойства безопасности. Под концепцией безопасности понимается совокупность положений, в соответствии с которыми строится система, отвечающая требованиям безопасности. Уровень безопасности представляет собой совокупность требований к системе, определяемую предельными значениями показателей безопасности. Безопасная система – система, построенная в соответствии с определенной концепцией безопасности и удовлетворяющая заданному уровню безопасности.

Концепция безопасности имеет фундаментальное значение, поскольку на её основе устанавливается критерий опасного отказа системы. Она зависит в основном от свойств элементной базы, используемой для построения системы. Так, одна из распространенных концепций безопасности для микроэлектронных систем состоит в том, что одиночные дефекты аппаратных и программных средств не должны приводить к опасным отказам, а должны обнаруживаться с заданной вероятностью на рабочих и тестовых воздействиях не позднее, чем в системе возникнет второй дефект.