М. Киван, Д.В. Березкин, А. Хамед
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
Постановка проблемы. Возрастающая сложность в высокотехнологичных системах приводит к возникновению новых типов отказов и требований к обеспечению их безопасности. Это потребовало разработки новых подходов к моделированию аварий и управлению рисками. В последние годы расширенные и гибридные подходы к моделированию различных аварийных ситуаций приобретают все большую популярность благодаря своей эффективности в принятии решений по проектированию и эксплуатации социотехнических систем. Увеличение числа этих подходов вызывает трудности при выборе подходящего подхода при проектировании конкретной системы.
Цель. Провести сравнительный анализ гибридных методов и подходов к моделированию различных аварийных ситуаций в социотехнических системах, выявить слабые и сильные стороны существующих методов, изучить целесообразность их использования для управления рисками.
Результаты. Проанализированы основные методы и подходы к моделированию аварийных ситуаций с использованием таких методов, как FRAM, STAMP, дерево отказов, AcciMap, и их ограничения в определении причинно-следственных связей и динамики современных сложных систем. Обсуждены новые подходы к моделированию безопасности и аварий в социотехнических системах. Установлено, что эти подходы зависят от объединения нескольких моделей и методов в один гибридный подход: нечеткий-АДО, FRAM-ANP, ACAT-FRAM, STAMP-HFACS, AcciMap-ANP, и СД-ДС-ДО-ИНС. Выполнен обзор гибридных подходов к моделированию аварий в сложных системах и выявлены слабые и сильные их стороны, а также приведены области применения каждого из этих подходов.
Практическая значимость. Данное исследование может быть использовано для моделирования аварий и управления рисками в социотехнических системах. Показана необходимость использования различных методов управления рисками в зависимости от вида риска и сложности системы.
Киван М., Березкин Д.В., Хамед А. Гибридные методы и подходы к моделированию аварийных ситуаций для управления рисками в социотехнических системах // Динамика сложных систем. 2021. T. 15. № 2. С. 14−27. DOI: 10.18127/j19997493-202102-02
- Киван М., Березкин Д.В., Раад М., Рашид Б. Анализ основных подходов к моделированию аварийных ситуаций для управления рисками в социотехнических системах // Динамика сложных систем. 2021. T. 15. № 1. С. 22−37.
- Dugan J.B., Bavuso S.J., Boyd M.A. Fault trees and sequence dependencies 1990. P. 286–293.
- Huang W., Liu Y., Zhang Y. и др. Fault Tree and Fuzzy DS Evidential Reasoning combined approach: An application in railway dangerous goods transportation system accident analysis. Information Sciences. 2020. № 520. P. 117–129.
- Liu P., Yang L., Gao Z. и др. Fault tree analysis combined with quantitative analysis for high-speed railway accidents. Safety science. 2015. № 79. P. 344–357.
- Hollnagel E., Goteman O. The functional resonance accident model. Proceedings of cognitive system engineering in process plant. 2004. № 2004. P. 155–161.
- Macchi L. A Resilience Engineering approach for the evaluation of performance variability: development and application of the Functional Resonance Analysis Method for air traffic management safety assessment. 2010.
- Rosa L.V., Haddad A.N., Carvalho P.V.R. de Assessing risk in sustainable construction using the Functional Resonance Analysis Method (FRAM). Cognition, Technology & Work. 2015. № 4 (17). P. 559–573.
- Patriarca R., Gravio G. Di, Costantino F. A Monte Carlo evolution of the Functional Resonance Analysis Method (FRAM) to assess performance variability in complex systems. Safety science. 2017. № 91. P. 49–60.
- Slim H., Nadeau S. A proposal for a predictive performance assessment model in complex sociotechnical systems combining fuzzy logic and the Functional Resonance Analysis Method (FRAM). American Journal of Industrial and Business Management. 2019. № 6 (9). P. 1345–1375.
- Li W., Zhang L., Liang W. An Accident Causation Analysis and Taxonomy (ACAT) model of complex industrial system from both system safety and control theory perspectives. Safety science. 2017. № 92. P. 94–103.
- Li W., He M., Sun Y. и др. A proactive operational risk identification and analysis framework based on the integration of ACAT and FRAM. Reliability Engineering \& System Safety. 2019. № 186. P. 101–109.
- Leveson N. A new accident model for engineering safer systems. Safety science. 2004. № 4 (42). P. 237–270.
- Li C., Tang T., Chatzimichailidou M.M. et al. A hybrid human and organisational analysis method for railway accidents based on STAMP-HFACS and human information processing. Applied ergonomics. 2019. № 79. P. 122–142.
- Rasmussen J. Risk management in a dynamic society: a modelling problem. Safety science. 1997. № 2–3 (27). P. 183–213.
- Akyuz E. A hybrid accident analysis method to assess potential navigational contingencies: The case of ship grounding. Safety science. 2015. № 79. P. 268–276.
- Saaty T.L. Decision making with dependence and feedback: The analytic network process. RWS publications Pittsburgh. 1996.
- Kiwan M., Berezkin D.V. Disaster Recognition System for Risk Management in Socio-Technical Systems. in 2021 International Conference on Advances in Electrical, Computing, Communication and Sustainable Technologies (ICAECT). Feb. 2021. P. 1–7. DOI: 10.1109/ICAECT49130.2021.9392625.
- Hollnagel E. FRAM, the functional resonance analysis method: modelling complex socio-technical systems. Ashgate Publishing Ltd. 2012.