Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

4. szám - Dr. Salamin András: Összetett vízgazdálkodási rendszerek üzembiztonságának meghatározása

Hidrológiai Közlöny 1977. 4. sz. 174 Összetett vízgazdálkodási rendszerek üzembiztonságának meghatározása « I)r. SAL A MIN ANDRÁS' Az egyre összetettebb vízgazdálkodási feladatok mind komplexebb technikai megoldásokat igényelnek. A technikai megoldások bonyolultabbá válása az üzembiztonság (üzemmegbízhatóság) meghatározását nehezíti. Általában a nagy komplex technikai rendszerek egyes elemeinek üzembiztonsága ismeretes, ezek laboratóriumi vagy más üzemi körülmények között kimérésre kerültek, a nagy rendszer egésze üzembiztonságának meghatározása azonban gyakran nehézségeikbe ütközik. Az üzembiztonság jellemzésére a gyakorlatban igen hasznos jellemző a rendszer üzemzavarának (üzemszünetének) valószínűsége, relatív gyakorisággal kifejezve pl.: az éves üzemszüneti órák és az éves összes üzemórák hányadosa. Ennek értéke nemcsak az üzemeltető számára, hanem a különböző rendszerek összehasonlításánál is igen hasznos információt jelent. Az olvan vízgazdálkodási rendszereknél, melyek feladata többrétű (pl. adatgyűjtés, vízkormányzás stb.), az üzembiztonságot az egyes feladatok megoldására külön-külön is célszerű jellemezni. Tanulmányunkban olyan eljárást kívánunk bemutatni, mely több részelemből felépített vízgazdálkodási rendszer üzembiztonságának jellemzését adja meg az egyes részelemek üzembiztonsági jellemzőinek felhasználásával. Az eljárást számpéldán keresztül kívánjuk szemléletessé tenni. Az eljárás a valószínűségszámítás néhány alaptételére épül, e tételek vázlatos áttekintésére a függelékben térünk ki fl, 5]. Vízgazdálkodási rendszerek üzemének megbízhatósága Az üzemelő rendszerek megbízhatóságának meghatározásánál első lépésben az egyes meghibásodási lehetőségek egymáshoz, illetve a teljes üzemelő rendszer üzemzavarához való kapcsolatát szükséges jellemezni. E jellemzéshez az üzemelő rendszert fel kell bontani olyan, egymáshoz kapcsolódó részrendszerek sorozatára, mely részrendszerek üzemzavarának valószínűsége már ismeretes. E felbontás szemléltetésére vegyünk egy egyszerű példát. Legyen feladatunk egy olyan zsiliptábla vezérlése, melyet mind motorikusán, mind pedig kézi meghajtással is lehet mozgatni. A motorikus meghajtásnál üzemzavart okozhat —: az energiakimaradás (A esemény), - a vezérlő központ és a zsilip közötti adatátvitel megszakadása (B esemény), — Valamint a zsiliptáblát mozgató motor meghibásodása (C esemény). A kézi zsiliptáblamozgatásánál az üzemzavart — a tábla mozgatószerkezetének (pl. csörlő) meghibásodása (D esemény), * Középdunavölgyi Vízügyi Igazgatóság, Budapest -valamint a táblakezelőt akadályozó körülmények (hirtelen megbetegedés stb.) okozhatnak ( E esemény ). A rendszer felbontása tehát az üzemzavar lehetőségek (véletlen események) szemszögéből történt. A felbontás során kapott események egymáshoz való kapcsolata kétféle lehet: — soros kapcsolású események közül bármelyik esemény bekövetkezése (bármelyik részrendszer üzemzavara) a teljes láncolat üzem zavarát jelenti (a véletlen eseményekre adott korábbi meghatározás alapján az események összege jellemzi a láncolat üzemzavarát), — párhuzamos kapcsolású események esetén csak valamennyi esemény együttes előfordulása jelenthet üzemzavart (a véletlen események szorzata jellemzi a láncolat üzemzavarát). Példánkban soros kapcsolású események az (A, B,C), valamint a (D, E) események. A motorikus táblamozgatás üzemzavarát az (A+ B + C) esemény, míg a kézi hajtás üzemzavarát a (D + E) esemény jelenti. A teljes rendszer üzemzavarát — tehát, hogy a táblát sem-gépi, sem kézi meghajtással nem lehet mozgatni — az előbbi két esemény együttes előfordulása — azaz az események szorzata — jelenti: (A + B + C)-(D + E). A bemutatott egyszerű példa már útmutatót is ad a nagy rendszerek üzemzavarának jellemzésére. A nagy rendszereknek olyan részrendszerekre való felosztása szükséges, ahol a részrendszerek meghibásodását jellemző véletlen események már megfogalmazhatók. A véletlen események egymáshoz való kapcsolatának ismeretében felépíthetjük az eseményekből álló ún. eseménye/ráfót. Az eseménygráf tulajdonképpen az események párhuzamos és soros kapcsoltságát hivatott szemléltetni. Az eseménygráfot példánknál az 1. ábra mutatja. Az eseménygráf meghatározása után már meghatározhatjuk — a függelék (1), (2), (3), (4), (5) és (6) összefüggéseinek felhasználásával — a teljes rendszer meghibásodásának (üzemzavarának) valószínűségét : P [(A +B + C)-(D + E)]. Tételezzük fel, hogy ismerjük az egyes A, B, C, D, E események (üzemzavarok) egymástól független bekövetkezésének valószínűségét (pl. műszaki becsléssel ; 1. a tanulmány számpéldáját!): P(^) =2,1-103, P(Z>) = 7,2-10"

3, P (B) = 3,2 • 103, ¥{E) =1,3-103. P(C) =1,0-KT

3, A motorikus meghibásodás üzemzavarának valószínűsége — feltételezve, hogy az áramkimaradás