15.15.Оценка предельного состояния системы управления рыболовством

15.15.1.Предельное состояние характеризует выход системы из области работоспособности. Это относится как системе в целом, так и ее отдельным элементам.

Требования к системе управления рыболовством с учетом ее работоспособности определяются документами или устанавливаются эпизодически по результатам выполненных научно-исследовательских работ, промысловых, экологических или экономических соображений. Так, предельное состояние системы с учетом селективности регламентируют правила рыболовства. Они определяют минимальный размер ячеи, промысловую меру на рыбу, допустимый прилов рыбы непромысловых размеров, иногда состав улова. Предельное состояние по запасу промысловых рыб зависит от численности и состава запаса, минимальной численности запаса, доли в запасе рыб непромысловых размеров. Из экологических соображений можно устанавливать предельную величину некоторых показателей условий внешней среды, состояния запаса. Из промысловых и экономических соображений иногда устанавливают предельные абсолютные и относительные значения промыслового усилия, улова на усилие, производительности лова, уловистости, прибыли, себестоимости, уровня рентабельности и т.д.

15.15.2. Рассмотрим некоторые особенности предельного состояния системы управления рыболовством с учетом теории и практики надежности.

Прежде всего, необходимо оценить общий набор показателей для оценки предельного состояния и определить, какие из них служат для оценки предельного состояния системы в целом и какие для оценки состояния элементов и подсистем. Важно, что при оценке надежности сложных систем необходимо установить значения всех параметров элементов и подсистем, от которых зависит работоспособность системы в целом.

Следует иметь в виду, что предельно допустимые значения устанавливают как для степени изменения внутреннего состояния системы (повреждения системы) , так и для выходного параметра(или). Например, повреждение системы управления запасами может быть связано с увеличением численности рыб непромысловых размеров, а изменение выходного параметра - с приловом таких рыб.

15.15.3. Хотя ичасто связаны функциональной зависимостью, оценка предельного значения каждого из показателей имеет свой смысл и особенности.

Установление (или) является основным. Именно изменение выходного параметра определяет область работоспособности системы. Выходной параметр системы легче контролировать, и проверка условия работоспособности. не представляет обычно принципиальных трудностей при эксплуатации системы. Изменение выходных параметров системы является следствием повреждений элементов системы. Следовательно, для восстановления работоспособности системы необходимо установить, допустима ли та или иная степень повреждения отдельных элементов и какие из них требуют восстановления. Поэтому наряду с назначениемнеобходимо установитьдля повреждений, которые участвуют в формировании выходного параметра.

Возможны три основных случая взаимосвязи и:

• выходной параметр определяет в основном один вид повреждения и между исуществует линейная зависимость;

• выходной параметр определяется суммарным повреждением элементов с учетом их линейной связи через некоторое передаточное отношение ;

• выходной параметр связан сложной функциональной зависимостью с предельными повреждениями элементов.

Таким образом, предельные состояния по степени повреждения назначаются, исходя из допустимых отклонений выходного параметра,и учитывают зависимость междуи показателями повреждения элементов системы.

15.15.4. Основным критерием предельного состояния системы является экстремальное значение параметра, которое регламентируется правилами рыболовства или его принимают из других соображений. Однако сам ход процесса изменения выходных параметров и наличие зон их резкого возрастания также служит критерием для установления максимально допустимых значений .

Возможны три основных группы критериев предельного состояния.

1. В результате повреждения системы после некоторого периода нормальной работы происходит скачкообразное изменение состояния системы, и она теряет работоспособность. В этом случае иногда трудно судить по выходному параметру о близости системы к предельному состоянию и целесообразнее регламентировать максимально допустимую степень повреждения .

2. В результате процесса повреждения системы установлена зона интенсивного возрастания выходных параметров системы. В этом случае, даже если параметры еще находятся в допустимых пределах, необходимо установить значение , соответствующее началу интенсификации процесса потери работоспособности (см. рис.15.11,ж).

3. Процесс повреждения не имеет экстремальных зон, и выходной параметр илиопределяется установленными требованиями и нормами. Это основной случай назначения выходного параметра.

15.15.5. Качество системы управления рыболовством характеризуется количественными показателями ее свойств, которые и являются выходными параметрами. Стремление к созданию более качественных систем управления рыболовством приводит к ужесточению требований к ее выходным параметрам и к увеличению их числа. При установлении номенклатуры регламентируемых параметров учитывают следующие факторы:

• влияние на состояние запасов и на всю экосистему в водоеме;

• эффективность работы системы;

• влияние работы системы на условия окружающей среды;

• качество и количество экспериментального и статистического материала;

• возможность совершенствования системы;

• количество и качество математических моделей теории рыболовства;

• трудоемкость восстановления системы;

• конкурентоспособность системы и т.д.

При назначении выходных параметров, определяющих предельное состояние системы, выбирают только те их них, которые значимо изменяют свою величину и которые можно регулировать в процессе эксплуатации системы.

Сложность процессов потери системой работоспособности иногда приводит к необоснованному установлению требований или отсутствию требований к предельному состоянию характеристик системы. Например, часто не устанавливают требования к запасу надежности системы по некоторым выходным параметрам, не задают допустимый уход из орудия лова рыб промысловых размеров и т.д. Иногда задают допуски на выходные параметры системы для всего периода существования системы и не оговаривают пределы и механизм их изменения в процессе эксплуатации системы. В первую очередь это относится к параметрам, определяющим селективность рыболовства.

15.15.6. В современных условиях имеет значение обоснование и установление требований не только по выходным параметрам, но и по степени повреждения отдельных элементов системы. Такие требования относятся, например, к уровню надежности запаса по величине и составу запаса, параметрам средств лова и условий внешней среды и т.д.

15.15.6. Предельно допустимое значение выходного параметра обычно задают как детерминированную (неслучайную) величину, которая определяет конкретные требования к системе управления рыболовством. Однако в отдельных случаях илимогут быть случайной величиной с определенным законом распределения. В нашем случае использование случайных величин может быть оправданным, например, при изменении в процессе работы состава и численности запаса, условий работы системы, когда лицо, принимающее решение, с учетом конкретной ситуации, может устанавливатьили, соответствующие не среднему значению, а большее или меньшее значению.

Во всех этих случаях значение выходного параметра характеризуют математическим ожиданием и дисперсией. Схема возникновения отказа определяется вероятностью пересечения области возможного существования параметра (область состояний) и области работоспособности.

Иногда в таких случаях при изменении требований к выходному параметру используют не закон распределения параметра, а задают несколько неслучайных уровней или. Например, на рис. 15.11,д приведено два таких уровня.

15.15.7. При работе систем управления рыболовством иногда необходимо частичное восстановление системы, чтобы выходные параметры не достигли уровня или. Чтобы система не потеряла работоспособность в период между восстановлениями , целесообразно устанавливать, кромеили, допустимое значение параметра. При достижении выходным параметрам этого значения необходимо восстанавливать систему. Зависимость, например, междуиможно установить, если известна скорость процесса изменения параметра:

. (15.27)

Учитывая, что (где-время работы системы до восстановления),

. (15.28)

Приведенные формулы верны при изменении выходного параметра с постоянной скоростью.