АНАЛІЗ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МІЖ ДИНАМІКОЮ ПОХИБОК І ЗАГАЛЬНИМ РІВНЕМ РИЗИКУ У ФУНКЦІОНУВАННІ СИСТЕМ ВОДООЧИЩЕННЯ

Анотація

На сьогодні забезпечення надійної та безпечної роботи систем водоочищення, що входять до складу критичної інфраструктури, є одним із ключових завдань екологічної та техногенної безпеки. Незважаючи на досконалість сучасних технологій, жодна складна інженерна система не функціонує в умовах повної стабільності – постійна змінність параметрів вихідної води, коливання активності реагентів, інерційність процесів та інші фактори зумовлюють виникнення похибок у роботі окремих функціональних блоків. Ці похибки, навіть за умов штатної експлуатації, формують відхилення, що можуть негативно впливати на результуючу якість очищеної води. Їх накопичення або недооцінка потенційної шкоди підвищує ризики порушення санітарно-технічних норм та створює загрозу для довкілля.

З метою дослідження науково-методологічного підходу до аналізу взаємозв’язку між динамікою похибок у функціонуванні систем водоочищення та формуванням загального рівня ризику, у роботі поетапно проаналізовані похибки в системах водоочищення та їх прямий зв'язок з ризиками,  зв'язок з передаточними функціями та часом відновлення і розроблений математичний апарат для кількісної оцінки та управління ризиками. Аналіз отриманих результатів показав, що похибки, які виникають на кожному технологічному етапі, не є ізольованими, а підсумовуються та трансформуються по всьому ланцюгу водоочищення, що призводить до формування результуючої похибки і безпосередньо впливає на відповідність якості води нормативам. Встановлено, що ймовірність перевищення критичних показників якості води прямо залежить від результуючої похибки, яка, у свою чергу, є функцією від стандартних відхилень похибок окремих блоків та довірчого коефіцієнта (t). Доведено, що масштаб наслідків є функціонально залежним від тривалості проблеми (T_{проблеми}), яка охоплює час виявлення (T_{виявлення}), час реагування (T_{реагування}) та, що особливо важливо, час відновлення (T_{відновлення}) функціональності системи водоочищення. Застосування передаточних функцій  у поєднанні з перетворенням Лапласа забезпечує можливість динамічного моделювання передачі та накопичення похибок у часовій області, а також їх впливу на параметри T_{проблеми}. Розроблена інтегрована формула ризику надає математичний апарат для кількісної оцінки та управління ризиками, що поєднує статистичні характеристики похибок блоків та операційні параметри реагування системи на відхилення.