osnove prometnog inŽenjerstva - weboteka.net prometnog inženjerstva/opi... · fazi, rokove...
TRANSCRIPT
prof. dr. sc. Ljupko Šimunović, dipl. ing.
Fakultet prometnih znanosti, Zagreb
Zavod za gradski promet
OSNOVE PROMETNOG INŽENJERSTVA
2. PREDAVANJE 2015
SAMO ZA INTERNU UPORABU !!
SUSTAVSKO MODELIRANJE PROMETNOG FENOMENA
SADRŽAJ
Sustav, opća teorija sustava
Pojam sustava
Objašnjenje prometnog fenomena preko teorije sustava
Vrste sustava
Životni ciklus sustava
Sustavske metode i modeli sustavskog inženjerstva
Sigurnost
Pouzdanost
Raspoloživost
Održavanje
Rizik
SUSTAV, OPĆA TEORIJA SUSTAVA
Teorija sustava je način mišljenja koji svaki problem ili dio stvarnosti promatra kao sustav.
Teorija sustava bavi se izučavanjem sustava i njihovih zakonitosti, proučavanjem veza unutar sustava i veza sustava i okoline
Jedna od vrlo čestih pogrešaka kod praktične primjene Teorije sustava je u tome što se ponekad skupovi tretiraju kao sustavi i onda se očekuje da se oni ponašaju prema sustavskim zakonima
Promet je sustav, a ne skup čiji problem je dominantno vezan za interakciju komponenata
SKUP - čine jedinke (komponente, elementi, članovi) koji imaju neko zajedničko obilježje
SUSTAV - čine različite komponente (elementi) koji imaju svoju strukturu i svojufunkciju ; funkcionalna cjelina
SUSTAV, OPĆA TEORIJA SUSTAVA
Sustav je tvorevina prirodna, društvena, tehnička ilimješovita, koja u danoj okolini djeluje samostalno sodređenom svrhom
Sustav (S) možemo formalno definirati izrazom:
S = { K, R, F }, gdje su:
K – komponente (elementi),funkcionalni sastavni dijelovi sustava
R - relacije (skup odnosa i veza u sustavu, struktura)
F - funkcija ( svrha postojanja i uloga sustava)
SUSTAV, OPĆA TEORIJA SUSTAVA
Podsustav (PS) je skupina komponenti (elemenata)sustava koji imaju zajedničku strukturu i zajedničku funkciju koja utječe ili je dio funkcije sustava
Svaki element (komponenta) sustava može postati podsustav ako se rasčlani na elemente nižeg ranga.
Ako je sve sustav i podsustav tada je problem na kojoj razini uzeti pojavu kao zaokruženu relevantnu cjelinu promatranja – istraživanja
Nespretnim raščlanjivanjem sustava može se i relativno jednostavan problem učiniti nerješivim.
SUSTAV, GRANICE SUSTAVA, OKOLINA, OKOLICA
ulaz usustav
izlaz izsustava
Transformacija
BLOK DIJAGRAM PRIKAZA SUSTAVA
M – materijaE – energijaI – informacije
SUSTAV, GRANICE SUSTAVA, OKOLINA, OKOLICA
Okolina- je sve ono što se nalazi izvan sustava
Okolica (O)- ili aktivna okolina, je onaj dio okoline koji na sustav značajno utječe i na koji sustav značajno utječe sa određenog stajališta. Okolicu sustava može činiti više potpuno različitih sustava ili samo jedan
PROMET KAO SUSTAV
Promet je sustav ili proces čija je svrha obavljanje prijevoza ili prijenosa transportnih entiteta (ljudi, roba, informacija) u odgovarajućim prometnim entitetima zauzimanjem dijela kapaciteta prometnice/kanala prema utvrđenim pravilima i protokolima (I. Bošnjak)
Promet je sustav: Complex, Large, Integrated, Open System (CLIOS) Ako je tako onda se na prometne procese mogu primijeniti metode teorije sustava
PROMETNI SUSTAV
Prometni entiteti (vozila): osobna, autobusi, kamioni, zrakoplovi, brodovi, lokomotive i vagoni..
Transportni entiteti: putnici, vozači, roba, informacije....
Infrastruktura: Ceste: izvan gradske (autoceste, državne, županijske, lokalne,..), gradske (pristupne, sabirne, kolektori, brze ceste..), željezničke pruge, luke, parkirališta, točke transfera...
Karakteristike sudionika u prometu. Mlad, pripit, sa iskustvom, ne posjeduje dozvolu...
Okruženje: kiša, snijeg, magla, sunčano, noć, dan..
Kontrola prometa: signalizacija, AUP, naplata...
PROMET KAO SUSTAV
Sustav: promet
Podsustavi: infrastruktura, prometni entiteti, transportni entiteti...
Sustav: infrastruktura
Podsustavi: ceste, kolosijeci, plovni putovi
Sustavi: ceste
Podsustavi: autoceste, državne, regionalne, lokalne
PROMETNA MREŽA KAO SUSTAV
Prometni problemi su složeni i kompleksni te je za njihovo rješavanje nužan sustavski pristup
Sustavski pristup predstavlja posebnu istraživačku koncepciju i način istraživanja pri čemu se izgrađuju apstraktni sustavi kojima se opisuju i rješavaju problemi u "realnim" sustavima koristeći poopćena sustavska znanja, metode i pomagala.
SUSTAVSKI PRISTUP
JEDNOSTAVNI SUSTAV
SLOŽENIJI SUSTAVA (FUNKCIONIRANJE)
METODE CRNE, SIVE I BIJELE KUTIJE
Koriste se za analizu ponašanja sustava
SUSTAVSKI PRISTUP
Specifikacija
sustava
Input-output
pristup
Ciljno-orijentirani
pristup
Osnovni pristupi specifikaciji sustava
SUSTAV
• Tri komponente sustava (ulaz, proces i izlaz)• Unutar sustava se događaju transformacije preoblikovanja• Proces, transformacija T (processing, obrada) predstavlja procese transformacije koji konvertiraju ulaz “U” u izlaz “I” I = U ×T
BLOK DIJAGRAM
PRISTUPI SPECIFIKACIJI SUSTAVA
INPUT OUTPUT PRISTUP
Minimalno vrijeme zadržavanja na mreži, raskrižju..
Maksimalni protok vozila, informacija...
CILJNO ORIJENTIRANI PRISTUP
Ciljno orijentirani pristup – definiraju se ciljevi i funkcije performanci
kojom se opisuju razlike ciljnih (p) i aktualnih (pa) performanci d(p, pa)
Stupanj zadovoljenja ciljne funkcije može se izraziti u postocima, npr.
perf (p, pa) = 0.91%
PRISTUPI SPECIFIKACIJI SUSTAVA
INPUT OUTPUT PRISTUP
Promet je dinamički proces pa je nužno razumijevanje vremenske dinamike sustava • funkcije odziva (response function)• funkcije stanja i prijelaza (state transition function)
CILJNO ORIJENTIRANI PRISTUP
SVOJSTVA SUSTAVSKOG PRISTUPA
Sustavni pristup je pretpostavka za rješavanje složenih inženjerskih problema
Svojstva:
holistički pristup - pojave se promatraju kao sustav, odnosno cjelina koja se ne može rastaviti na elemente, a da se pri tome ne izgube njena osnovna svojstva,
teleološko načelo - tijekom cijelog postupka istraživanja uvijek se polazi od postavljenog cilja,
SVOJSTVA SUSTAVSKOG PRISTUPA
heuristika - pristup se temelji se na znanju i iskustvu istraživača, posebice iskustvu na rješavanju sličnih problema,
ekvifinalitetna svojstva - postavljeni cilj se može
ostvariti na više različitih načina. Što bolje razumijemo promatrani sustav to je krajnji rezultat tog promatranja bolji,
fazna, iterativna svojstva
VRSTE SUSTAVA
Prema prirodi komponenata
•apstraktne•realne
Prema vezama s okolinom:
•otvoreni•zatvoreni
Prema načinu ponašanja:
•statički•dinamički
DIMENZIJE SUSTAVA
DIMENZIJE SUSTAVA
Friday, 27 March 2015
VRSTE SUSTAVA
S obzirom na mogućnost predviđanja njihovog budućeg ponašanja:• deterministički /određeni/ i• stohastički /slučajni, neodređeni/ • potpuno nedeterminirani sustav nered ili KAOS.
Prema stupnju složenosti, tj. prema broju komponenti (elemenata) i njihovihveza: • jednostavni• složeni.• kompleksni/vrlo složeni
Prometni sustav je realan, otvoreni, dinamički, stohastički, složen/kompleksan
Pod pojmom “kompleksno” podrazumijeva se nešto vrlo složeno što nije moguće do kraja opisati.
ŽIVOTNI CIKLUS SUSTAVA
Životni ciklus/vijek sustava (engl. system life cycle) jevrijeme od početka ulaganja materijalnih sredstava sciljem realizacije sustava pa do konačnog izdvajanjasustava iz procesa eksploatacije (dekomisije).
Životni ciklus sastoji se od faza, od početka života pa donjegovog završetka.
Životni ciklus određuje poslove koje treba obaviti u pojedinojfazi, rokove dovršetka poslova pojedinih faza te načinnjihova pregleda i prihvaćanja, sudionike po pojedinimfazama, te način kontroliranja i odobravanja svake faze
Eksploatacijski ciklus/vijek sustava je vrijeme odpuštanja sustava u rad (komisija) do njegovogisključivanja iz eksploatacije (dekomisija).
U tom periodu moraju se vratiti sva sredstva uložena usustav (utrošena u životnom vijeku sustava).
ŽIVOTNI CIKLUS I VIJEK EKSPLOATACIJE SUSTAVA
trenutak definiranja potrebe za sustavom
trenutak puštanja u operativni rad
trenutak dovršetka razgradnje
ŽIVOTNI CIKLUS SUSTAVA
EKSPLOATACIJSKI VIJEK TRAJANJA SUSTAVA
Svaki sustav nastaje, razvija se i nestaje
ŽIVOTNI CIKLUS SUSTAVA
ŽIVOTNI CIKLUS SUSTAVA
Friday, 27 March 2015
Problemi prometnog inženjerstva ne mogu se rješavati bez
metoda sustavskog inženjerstva
Sustavsko inženjerstvo (system engeenering) je primjena
znanja i vještina u kreiranju sustava kroz fazni ciklus koji
uključuje identifikacije potreba korisnika (viziju i plan), dizajn,
razvoj, izgradnju, uporabu i održavanje sustava te završava
povlačenjem i razgradnjom
Definiranje
Razvoj
Postavljanje Definiranje
Razvoj
Postavljanje Definiranje
Razvoj
Postavljanje
Planiranje i marketing
Razvoj, projektiranje i
građenje sustava
Uporaba i održavanje
vizija
razgradnja
ukupni životni ciklus tehničkog sustava
Faze ukupnoga životnog ciklusa tehničkog sustava (klasični vodopadni model)
ŽIVOTNI CIKLUSI TEHNIČKOG SUSTAVA
ŽIVOTNI CIKLUSI TEHNIČKOG SUSTAVA
Težište, u kreiranju sustava su primarne faze (3D koncept) :
Definiranje (Definition) razgraničava se sustav od okoline,identificiraju potrebe i zahtjevi korisnika
Razvoj rješenja/sustava (Development) razradaarhitekture sustava, specifikacija podsustava i komponenti, tenjihov dizajn
Postavljanje rješenja (Deployment) puštanje sustava urad, tehnička kontrola, obuka osoblja
Nakon završetka eksploatacijskog vijeka slijedi razrgadnjasustava
Uspješnost sustavskog inženjerstva:
TE
SESE
E
E
ESE
– učinci sustavskog inženjerskog pristupa
ETE
– učinci tradicionalnog pristupa
PAUZA
(Epistemiologija - znanost o znanosti)Znanje je dio hijerarhije
Kategorije sustava razlikuju se prema epistemiološkim karakteristikama tako da sustav više razine sadrži sve raspoložive informacije sustava niže razine te neke dodatne informacije
Metasustav
Strukturni
sustav
Generativni
sustav
Podatkovni
sustav
Izvorni
sustavEmpirijski podataci, elementi
predstavljeni skupom
Npr. Stanovništvo
Izvorni dopunjen podacima npr.
ekološki sustav rijeke, temperatura,
sastav H2O, moguć interes
Podatak sa značenjem, element od
interesa
,
Sastavljeni od strukturnih
elemenata koji se prikazuju
blok dijagramom, skicama
Skup specijaliziranih informacija
Sustav sustavskih znanosti, znanje
o znanju, opisuje relacije između
relacija
Sustav na epistemološkoj razini 0
Sustav na epistemološkoj razini 1
Sustav na epistemološkoj razini 2
Sustav na epistemološkoj razini 3
Sustav na epistemološkoj razini 4,5..
EPISTEMOLOŠKA HIJERARHIJA OPĆIH SUSTAVA PREMA G. KLIR-U
SUSTAVSKE METODOLOGIJA
Sustavska metodologija (Systems Methodology) kolekcijaje metoda, modela i pomagala kojima se istražuju i rješavajurazličiti sustavski problemi u širokom rasponu od “tvrdih”precizno definiranih do “mekih” i slabo definiranih
Sustavske metode temelje se na nekim općim zakonitostima,tj. moraju vrijediti za širu klasu problema, a ne samo za nekispecifični slučaj. Imaju svoju primjenu u raznim strukama(znanost)
Jedan od glavnih zadaća Teorije sustava je pronalaženjesustavskih metoda pomoću kojih će se i najsloženiji problemimoći pojednostaviti i učiniti dostupnim organiziranomistraživanju i rješavanju.
POVJESNI RAZVITAK ZNANSTVENIH METODA
Znanstvene metode mogu se podijeliti u tri osnovne grupe:
a) OPSERVACIJSKO DESKRIPTIVNE METODE
Stajalište je znanstvenika toga doba da će nakon dovoljno dugog i dovoljno pažljivog promatranja, te pomnog opisivanja i bilježenja zamijećenih pojavnosti, izučavani fenomen biti objašnjen, odnosno problem riješen.
Ovakav pristup daje dobre rezultate kad se izučavaju pojave koje spadaju u klasu determinističkih fenomena. (izmjena dana i noći, pad tijela pod utjecajem sile teže)
POVJESNI RAZVITAK ZNANSTVENIH METODA
b) ANALITIČKE METODE
Analitički se pristup bavi stohastičkimiliprobabilističkim fenomenima koji su u stvarnomsvijetu daleko češći od determinističkih (ishod bacanjaigraće kocke)
Analitički pristup počiva na primjeni logičke metodeindukcije
Provodi se raščlanjivanjem (analizom) izučavanogfenomena (problema) na sastavne (fizičke ili logičke)dijelove i razmatranjem uzročno-posljedičnih(kauzalnih) odnosa donosi se rjršenje problema
POVJESNI RAZVITAK ZNANSTVENIH METODA
c) SUSTAVSKE METODE
Sustavski pristup se bavi fenomenima s obilježjima sinergije
U osnovi sustavskog pristupa je da se skupina pojava pokušava shvatiti što cjelovitije, zajedno sa njihovom okolicom.
Koristi se deduktivnim metodama
Modeli se rješavaju po sustavskim razinama, a zatim se postepeno, primjenom saznanja i metoda teorije sustava, približavamo cilju-rješenju
KLASIČNI vs. SUSTAVSKI PRISTUP
Priča o slijepcima i slonu...
Analitički vs. sustavski pristup
Prometni problemi su složeni i kompleksni te je za njihovorješavanje nužan sustavski pristup
Promet je dinamičan sustav i proces pa je nužnorazumijevanje vremenskog sustava
Problemi prometnog inženjerstva ne mogu se rješavati bezsustavskog inženjerstva
Sustavsko inženjerstvo (system engeenering) jeprimjena znanja i vještina u kreiranju sustava kroz fazniciklus koji uključuje identifikacije potreba korisnika (viziju iplan), dizajn, razvoj, izgradnju, uporabu i održavanjesustava te završava povlačenjem i razgradnjom sustava
SUSTAVSKI PRISTUP U MODELIRANJUPROMETNOG FENOMENA
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
Klasično matematičko modeliranje je uspješno ukoliko je “sve” o sustavu precizno određeno i poznato
Za analizu procesa unutar prometnog toka koristi se vjerojatnost i statistika
Vjerojatnost je deduktivna Statistika je induktivna
(teorija slučajnih događaja) (istražuje masovne pojave)
Na temelju informacija u kutiji Na temelju informacija u ruci zaključujemo što je u ruci. Zaključujemo što je u kutiji
Pokus: dolazak vozila na naplatne kućice Događaj: dolazak više od 4 vozila u
15 minuta
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
suprotna vjerojatnost
nemoguć
događaj
siguran
događaj
0 1
P(A) ... vjerojatnost nastupanja dogaaja A
... "non A”dogaaj koji označva ne nastupanje
događja A)A
A
A
Vjerojatnost da se u nizu od m A pojavi BAREM jedan puta dana je sa:
SKALA VJEROJATNOSTI
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
vjerojatnost dogaaja D
m(D).... broj povoljnih ishoda (dogaaja koji realiziraju dogaaj D)
n.......... broj svih ishoda (kardinalni broj prostora elementarnih dogaaja)
Aritmetička (geometrijska, harmonijska) sredina
Aritmetička sredina nema smisla, tj. nije dobar reprezentant podataka ako je razdioba asimetrična, broj podataka mali, a varijabilnost velika
Mjere raspršenja ( varijabilnosti ) – varijanca, standardna devijacija
Momenti razdiobe
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
Slučajna varijabla pravilo po kojem se pojedinim slučajnim događajima dodjeljuju brojevi (atributi) tako da je uz svaki od njih pridružena određena vjerojatnostNpr. varijabla brzine vozila na autocesti mogu poprimiti vrijednosti .....50 km/h, 60 km/h, ...120 km/h,..Zovemo ju slučajnom ako je svakoj od vrijednosti pridružena određena vjerojatnost (npr. Vjerojatnost brzine od 50 km/h je 0,1, 90 km/h je 0,4, 100km/h je 0,6..)
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
Kompleksnost se rješava metodama bliskim čovjeku –INŽINJERSKI PRISTUP (izradom kvalitativnih modela, a ne kvantitativnih)
Kvalitativnim modeliranjem u odnosu na matematičko smanjujemo preciznost, ali zato povećavamo primjenjivost modela;
Umjetna inteligencija i ekspertni sustavi neizrazita - fuzzy logika, expertni sustavi, neuronske mreže, inteligentni agenti (softverski, pokretni)..
Friday, 27 March 2015
Metode agregacije (združivanja):
Pogodne u slučajevima strukturne ili organizacijske kompleksnostiElemente sustava združujemo u podsustave (na temelju sličnog ponašanja ili prostornog rasporeda)
Metoda apstrakcije (poopćavanja):
Pogodne u slučajevima nedovoljne određenostisustavaSmanjujemo rezoluciju – upotreba intervala umjesto pojedinačnih vrijednosti
PRIMJENA SUSTAVSKIH METODA U RAZRJEŠAVANJU KOMPLEKSNOSTI
SUSTAVSKE METODE
Algoritmičke metode su dobro definirani i razrađenipostupci koji daje veliku vjerojatnost postizavanja cilja -rješenja problema, uz uvjet da ga se u cijelosti striktno pridržavamo
Heurističke metode su dobro promišljeni postupcizasnovani na logici, tj. na zdravom razumu i dobro postavljenom cilju .
Primjer: ALGORITAM ZA PRELAZAK ULICE NA
PRIJELAZIMA BEZ SEMAFORA
Primjer: ALGORITAM ZA PRIJELAZAK ULICE SA
SEMAFOROM
MODELI SUSTAVSKOG INŽENJERSTVA
Vodopadni (waterfall) model
slijedno napredovanje iz faze u fazu
Modificirani vodopadni model
Uvode se povratne veze i
mogućnost promjene rezultata
prethodnih faza
MODELI SUSTAVSKOG INŽENJERSTVA
V-model
nakon svake faze provodi se testiranje i ispravljaju greške
Tehnike planiranja u sustavskom inženjerstvu
Linijski planovi:
Ganttogram
Prostorni
Ortogonalni plan
Ciklogram
Mrežni planovi:
Determinirani (CPM)
Stohastički (PERT)
GANTTOV GRAFIKON ILI GANTOGRAM
Metoda grafičkog prikazivanja informacija koje se koristi za utvrđivanje rasporeda aktivnosti
MREŽNI PLAN
Razvojem modeliranja uvidjelo se da model ne mora imati svasvojstva originala, ali mora imati sličnost s nekim svojstvimasustava i njegove okolice iz čega se razvila posebna matematičkadisciplina Teorija sličnosti.
Teorija (sličnosti) sustava bavi se proučavanjem zajedničkihsvojstava različitih sustava.
Metodologija i pristupi kojima se teorija sustava služi mogu seprimijeniti i na druge sustave jer postoji izrazit stupanj sličnostimeđu istraživanjima u različitim znanstvenim područjima
Teorija sličnosti predstavlja skup matematičkih metoda ipostupaka pomoću kojih se mogu odrediti parametri (dimenzije,oblik i sl.) modela i pomoću kojih se rezultati eksperimentiranja namodelu mogu pretvoriti u pouzdane veličine originala.
TEORIJA SLIČNOSTI
Razine sličnosti
Prema količini informacija koje možemo dobiti o originalu od modela
razlikujemo 3 razine sličnosti:
- razina izomorfije,
- razina homomorfije,
- razina analogije
Razine sličnosti
Friday, 27 March 2015
Razinu izomorfije imaju sustavi koji imaju iste ulazne i izlazneveličine i iste formalne karakteristike procesa tj. isto ponašanje, aline moraju imati istu fizičku prirodu elemenata i procesa (npr. živin idigitalni termometar ulaz temperatura tijela, izlaz stupanj topline -jednako reagiraju na vanjska djelovanja, procesi slijede istuzakonitost ). Opća teorija sustava zanima za izomorfizam procesa usustavima, a ne za sustave kao specifične objekte ili pojave
Homomorfija predstavlja djelomičnu sličnost između modela ioriginala.Takva je većina modela jer daju informacije o nekim značajkamaorginala (npr. mehanički sat je homomorfni model kretanja sunca)
Razinu analogije imaju sustavi koji imaju iste formalne značajke, tj.čije se značajke mogu definirati pomoću istih matematičkih jednadžbii ako se pojave u jednom sustavu mogu opisati/preračunativarijablama drugog sustava.
Analogije prometnog sustava i hidrodinamičkog sustava
PAUZA
SIGURNOST
Norma SIA 160 (1989. god.) definira sigurnost:
"Sigurnost otpornost sustava na opasnosti bez neželjenihposljedica, ako se opasnost drži pod kontrolom pomoćuodgovarajućih zahvata ili ako se ograniči na prihvatljivo malumjeru.Apsolutna sigurnost ne može se postići.Riječ sigurnost više se odnosi na ljude nego na samukonstrukciju ili strojRiječ zaštita više je vezana za kritičnu infrastrukturu (stroj,vijadukt..)Problemi sigurnosti u prometu: smrt i ranjavanje putnika,vozača, biciklistaProblemi zaštite: čuvanje i briga o mostovima, vijaduktima,tunelimaOpasnost (hazard) sustav potencijalno neželjenimposljedicama
POUZDANOST SUSTAVA (RELIABILITY)
Pouzdanost sustava (reliability) je sposobnost da uspješnoobavlja rad (rad bez otkaza) ili zadanu funkciju (funkciju zakoju je namijenjen), pod određenim uvjetima rada(korištenje sustava na propisan način i po propisanomopterećenju) unutar određenog vremenskograzdoblja/intervala/ perioda.
Pouzdanost sustava (reliability) se matematički izračunavapomoću vjerojatnost da će određeni sustav uspješnoobavljati postavljeni zadatak unutar određenog razdoblja uzunaprijed određene radne uvjete
Ukoliko se sa Pf označi vjerojatnost otkazivanja konstrukcije,onda se pouzdanost može shvatiti kao vjerojatnost da nećedoći do otkazivanja ili kao vjerojatnost preživljavanja te semože definirati kao komplement od Pf.
Ps=1−Pf
Friday, 27 March 2015
POUZDANOST SUSTAVA (RELIABILITY)
Moguće je izgraditi sustav bilo koje veličine i složenosti, te bilo koje pouzdanosti iz elemenata bilo koje nepouzdanosti
Pouzdanost sustava kod serijskog spoja komponenti/ elemenata k1, k2, …, kn:
k2knk1
ulaz izlaz
Ps = p1 * p2 * … * pn = Π pi
n
i = 1
Pouzdanost sustava kod serijskog spoja uvijek je manja od pouzdanosti
najslabijeg elementa
Pouzdanost sustava kod paralelnog spoja:
Pouzdanost sustava u paralelnom spoju veća je od pouzdanosti
najpouzdanije komponente
POUZDANOST SUSTAVA (RELIABILITY)
Pouzdanost sustava u mješovitom spoju:
Ps = p1 * p2 [1-(1-p3)(1-p4)(1-p5)] * … * pn
POUZDANOST SUSTAVA (RELIABILITY)
RASPOLOŽIVOST SUSTAVA (AVAILABILITY)
Friday, 27 March 2015
Raspoloživost (availability) je vjerojatnost da sustav radi
korektno (ispravno) tj. da je na raspolaganju u određenim
uvjetima i u određenom vremenskom trenutku t.
Spremnost za uporabu (radna spremnost, spremnost,
raspoloživost) je svojstvo sustava da obavlja projektiranu
funkciju u potrebnom trenutku (u određenom vremenskom
trenutku)
Da bi sustavi bili radno spremni za uporabu u svakom
trenutku potrebno je održavanje sustava
ODRŽAVLJIVOST (Maintainability)
Friday, 27 March 2015
Održavanje je kompleks aktivnosti administrativnog,organizacijskog, tehničkog i tehnološkog karaktera čiji je ciljočuvanje i poboljšanje radnih karakteristika ili pak osiguranjestanja održavanog sustava za obavljanje namjenske funkcije.
Svrha ili proizvod održavanja je postizanje maksimalneraspoloživosti sustava za obavljanje tražene funkcije, pa ječesti naziv za održavanje i „capacity producer“.
Sustav održavanja može se raščlaniti na sljedeće podsustave
• planiranje • pripremu• popravak i• analizu
VRSTE ODRŽAVANJA
Prema izvoru financiranja
• tekuće održavanje • investicijsko
Tekuće održavanje (financira se iz sredstava poduzeća tijekom godine i uglavnom su to radovi manjeg opsega i složenosti s učestalim izvođenjem)
Investicijsko (odnose se na veće radove i zahvate pa se sredstva osiguravaju na duži rok preko investicija, ove radove karakterizira veći obujam i složenost, niska učestalost izvođenja radova, veliki troškovi, često i sam prekid eksploatacije)
VRSTE ODRŽAVANJA
Održavanja prema tehnološkoj namjeni
VRSTE ODRŽAVANJA
Korektivno održavanje (provodi se nakon prepoznavanjapogreške s ciljem otklanjanja posljedica neispravnosti i dovođenjasustava u ispravno stanje, ima reaktivni karakter i stohastičke jenaravi)
Preventivno održavanje (ima planski karakter, provodi se premakalendarskom vremenu koje je unaprijed određeno ili vremenu radasustava i ima proaktivni karakter, a cilj je sprječavanje nastajanjauzroka poremećaja. Vrijeme održavanja se određuje na temeljufrekvencije pojavljivanja kvarova, vjerojatnosti kvara)
Prediktivno održavanje (provodi se na temelju prognozedobivene analizom i procjenom značajnih parametara koji ukazujuna dotrajalost elementa, planirano je, ima proaktivni karakter iutemeljeno na stanju fizičkih komponenti sustava tzv. pristup:“Condition based Monitoring” uspoređivanje trendova mjerenihfizičkih parametara s poznatim ograničenjima (unaprijeddefiniranih);
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Za svaki složeni tehnički sustav moguće je uspostaviti vezuizmeđu učestalosti kvarova (stanja u otkazu) i zakonitostpojave (pojavnost) kvarova u vremenu eksploatacije
Frekvencija pojave kvarova odnosno učestalost kvarova pojedinici vremena može se utvrditi mjerenjem vremenaizmeđu kvarova
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Prosječno vrijeme između kvarova (MTBF - mean timebetween failure) označava srednje izmjereno vrijeme izmeđudva kvara sustava u promatranom periodu eksploatacijesustava, označava se sa m i izražava u satima i u principu jepromjenjiva veličina u različitim fazama eksploatacijskogvijeka.
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Slika MTTF
MTTF
Srednje vrijeme do pojave kvara (MTTF - mean time tofailure) je vrijeme od trenutka kada se sustav dovede ustanje neprekidnog rada do pojave kvara.
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
MTTR (mean time to restore function) je srednje vrijeme doponovne uspostave funkcije (često se zamjenjuje pojmom srednjegvremena za koje će sistem biti popravljen i osposobljen za ponovnoobavljanje svojih usluga (mean time to repair). U praksi jepogodnije upotrebljavati pojam MDT (mean downtime) štooznačava srednje ukupno vrijeme kvara do ponovnog početkaspecificirane radnje definirane funkcijom kriterija, što znači da jeveličina MDT izračunata na temelju ukupnih vremena zastoja sustavaili TDT (total downtime).
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Tijekom eksploatacijskog vijeka nekog sustava vjerojatnost pojave kvarova je različita što prikazuje slika
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Broj kvarova (stanja „u otkazu“) značajno ovisi o periodueksploatacije sustava.U periodu uhodavanja pojavljuje se veliki broj slučajnihkvarova uslijed proizvodne greške.Otklanjanjem početnih kvarova njihov indeks značajno pada ipostaje konstantan.Ulaskom u period istrošenosti indeks kvarova ponovo rastezbog fizičke istrošenosti (promjena dimenzije) komponentisustava, zamora materijala, smanjene sposobnosti podnošenjaopterećenja/naprezanja, pojava trajnih deformacija, gubitkaoperativnih funkcionalnosti elemenata sustava.Mjerama preventivnog održavanja ovi kvarovi se moguznačajno umanjiti.Donositelj odluka mora koristiti navedene pokazatelje uanalizama i traženju optimuma između troškova i rizika
UČESTALOST I POJAVNOST KVAROVA
Između uloženog novca u održavanje i smanjenja rizika odpojave kvara postoji visok stupanj korelacije, što jeprikazano na slici.
OPTIMALNO ODRŽAVANJE
Svrha održavanja je postizanje maksimalne raspoloživostisustava, smanjenje troškova, podizanje kvalitetu proizvoda,očuvanje okoliša i sigurnost.Traženje optimalne točke (ekvilibrija) između uloženognovca i pojave rizika uslijed kvara je temeljni problemodržavanja, što je prikazano na slici.
RIZIK
Svaki sustav nosi određenu razinu neizvjesnosti, nesigurnosti,
odnosno određeni rizik da se pretpostavljeni događaji neće ostvariti.
Rizik u općem smislu predstavlja mogućnost da dođe do nastanka
neke štete
Rizik predstavlja mjeru za veličinu neke opasnosti
Posljedice pridružene određenim aktivnostima (štetnim za ljude,
okoliš, ekonomiju..)
Tehnički
Financijski
Socio-ekonomski
Ugovorni
Nepoznavanje budućnosti, odnosno budućih događaja, čini okosnicu rizika.
VRSTE RIZIKA
RIZIK KOŠTA
Cilj minimizirati rizik
RIZIK
Da bi se izbjegli ili ublažili negativni utjecaji odnosno izloženostnezgodi ili opasnosti sustavom treba upravljati kroz njegov životniciklus.
Risk management (engl. Risk Management) u prometu može seodnositi na donošenje odluka glede sigurnosti, regulative istrukturiranja sustava uz prihvatljiv rizik
Upravljanje rizikom (engl. Risk Management) je vrlo razvijeno uvojnim organizacijama, osiguranju, bankama, proizvodnji softvera..
RIZIK
Analize rizika (Risk analysis)-“What might happen andwhat are the consequences?”(fatalities, injuries, propertydamage, interruption of services), vjerojatnost kritičnih događanja, pouzdanost podsustava, kvantitativne analize (QRA)
Procjena rizika (Risk estimation) - obuhvat, posljedice, vjerojatnosna analiza, integracija
Vrednovanje rizika (Risk evaluation) proces prihvaćanja rizika, sigurnosni kriteriji, razina prihvatljivosti
Analiza osjetljivosti (Sensitivity analysis) kalkulacija efekata različitih inputa i utjecaj na konačni rezultat
Analiza opcija (Option analysis) mogućih alternativa za upravljanje rizikom
MATRICA RIZIKA
Very
High
High High Very High Very High
High Medium Medium High Very High
Medium Low Medium Medium High
Low Low Low Medium High
Low Medium High Very
High
Posl
jed
ice
Vjerojatnost
81
PRORAČUN RIZIKA
Za proračun vjerojatnosne i uzročne analize rizika (Probability and
causal analysis) koriste se sheme stabla događaja i grešaka
Za određivanje rizika R potrebno je poznavati:
vjerojatnost nastupanja nekog događaja E koja se označava sa
Pf (vrijednost između 1 i 0), ili frekvenciju hf nekog događaja
prosječno očekivanje nekog oštećenja D pod uvjetom da je
nastupio događaj E. To se označava sa E (D/E).
Na ovaj način su dane podloge za najjednostavniji oblik
kvantifikacije pojma rizika R prema formuli produkta:
R = Pf • E (D/E) ili R = hf • E (D/E).
PROCJENA RIZIKA
STABLO DOGAĐAJA
KVANTIFIKACIJA STABLA DOGAĐAJA (SPRINKLER SUSTAV)
PROCJENA RIZIK OD SUDARA
KVANTIFIKACIJA RIZIKA
DOBRO JE ZNATI
Definicije o sigurnosti, zaštiti.. nisu jedinstvene i egzaktne, a ponekad su i vrlo neusklađene
Stoga se preporučuje čitateljima da budu dosta fleksibilni u pogledu korištenja definicija.
Prema strogoj definiciji, sigurnost je uključena u pojam pouzdanosti, pa je nepotrebno govoriti u tom kontekstu o sigurnosti i pouzdanosti.
STRATEGIJE ZA SUZBIJANJE RIZIKA
Rizik se smanjuje
uvodenjem bolje organizacije, kontrolom kvalitete, unapređenjem i racionalizacijom poslovanja,
izborom ljudskih resursa i dopunskim obrazovanjem, zaštitom na radu, i drugim mjerama koje doprinose smanjenju troškova proizvodnje,
boljom kvalitetom proizvoda i usluga
Cilj
ukloniti uzrok
smanjiti veličinu utjecaja rizika/ublažiti posljedicu
smanjiti trajanje izloženosti riziku
Evakuacija
Predviđanje• br. ljudi za evakuaciju
• br. raspoloživih vozila
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
PROMET U IZVANREDNIM OKOLNOSTIMA
SVJETLO NA KRAJU TUNELA