Безопасность технических систем. Методологические аспекты теории, методы анализа и управления безопасностью

 
 

 

 

 
 
 

ФГУП «Российский федеральный ядерный центр –  
Всероссийский научно-исследовательский институт  
экспериментальной физики» 
 
 
 
 
 
 
В. П. Гаенко, В. Е. Костюков, В. Н. Фомченко  
 
 
 
 
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕОРИИ,  
МЕТОДЫ АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ 
 
 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Саров 
2020 

 
 

 

 

 
 
 

УДК 62.004 
ББК 30 
        Г13 
 
Рецензенты: д-р техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Г. А. Новиков 
(заместитель генерального директора по научно-методической работе, Аварийно-технический центр Росатома, Санкт-Петербург); д-р техн. наук, профессор Ю. А. Подкорытов 
(главный научный сотрудник, 12 ЦНИИ Минобороны России) 
 
Гаенко, В. П., Костюков, В. Е., Фомченко В. Н. 
Безопасность технических систем. Методологические аспекты теории, 
методы анализа и управления безопасностью: Монография. Саров: РФЯЦВНИИЭФ, 2020. – 329 с.  
 
ISBN  978-5-9515-0452-4 
 
Рассмотрены концептуальные и методологические аспекты теории безопасности технических систем. Раскрыты основные положения концепции устойчивого 
развития общества и приемлемого риска; исходя из данных концепций изложены 
вопросы выбора показателей и критериев безопасности организационнотехнических систем. Изложены основные понятия и определения теории безопасности технических систем, принципы и подходы, определяющие процессы принятия решений в данной области, модели, методы, а также инструменты их поддержки при комплексной оценке и задании требований по безопасности. 
Изложены основы управления, анализа и оценки рисков, вероятностные методы исследования состояний технических систем: марковские модели и графовые аналитические методы анализа безопасности технических систем, логиковероятностный метод системного анализа. Рассмотрены теоретико-вероятностные 
основы оценки возникновения природно-техногенных аварий и катастроф.  
Работа содержит примеры постановок и решений прикладных задач по проблематике безопасности. 
Для руководителей, специалистов, студентов и аспирантов, занимающихся 
оценкой, обоснованием и подтверждением безопасности систем разного типа 
(технических, организационных, экологических и др.) на всех этапах их жизненного цикла. 
 
УДК 62.004 
ББК 30 
 
 
 
 
 
ISBN  978-5-9515-0452-4                                               ©   ФГУП  «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2020 
 

Содержание 
 
Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    7 
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14 

Часть 1. Методологические аспекты теории безопасности технических 
систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
20 
1. Основные понятия и исходные положения теории безопасности систем.  
    Общее представление об основных проблемах, объекте и предмете теории 
    безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

 
 
20 
1.1. Основные понятия теории безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20 
1.2. Таксономия аварий и катастроф . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32 
1.3. Некоторые общие проблемы, связанные с обеспечением безопасности 
       сложных энергонасыщенных систем. Определение объекта 
       и предмета исследования теории безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

 
 
42 
2. Основополагающие концепции обеспечения безопасности и управления  
    рисками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
47 
2.1. Концепция устойчивого развития общества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47 
2.2. Концепция приемлемого риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  52 
2.2.1. Определение и философия риска. Соотношение риска и неопределен- 
          ности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
52 
2.2.2. Классификация рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  56 
2.2.3. Основные положения концепции приемлемого риска . . . . . . . . . . . . . .  61 
2.2.4. Концепция уровней полноты безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
67 
3. Показатели и критерии безопасности систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  69 
3.1. Общие показатели и критерии безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  69 
3.2. Система частных показателей и критериев безопасности . . . . . . . .  76 
4. Основы методологии обоснования требований по безопасности 
    технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
81 
4.1. Общие положения методологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  81 
4.1.1. Система общих законов развития систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
81 
4.1.2. Некоторые закономерности развития технических систем . . . . . . . . . .  83 
4.1.3. Сущность научного метода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  86 
4.1.4. Аспекты научного обоснования эффективности и безопасности 
          технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
88 
4.1.5. Фундаментальная система факторов, определяющих качество 
          и безопасность системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
89 
4.2. Системотехнический анализ развития системы. Цели разработки,  
       жизненный цикл технической системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
91 
4.3. Модель функционирования  технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . .  97 

4.3.1. Подход к обоснованию представительного уровня макросистемы 
          для решения задачи обоснования требований безопасности  
          и эффективности технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

 
 
97 
4.3.2. Содержание задачи принятия решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
98 
Природа и основные атрибуты задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  98 
Альтернативы (предъявления). Вектор оптимизируемых характеристик  
объекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
100 
Определение и формальное представление системы объектов и про- 
граммы ее развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
100 
Факторы окружающей (внешней) среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  102 
4.4. Выбор и обоснование критериев принятия оптимальных решений . . .  104 
4.4.1. Статическая модель принятия оптимальных решений . . . . . . . . . . . . . .  104 
4.4.2. Принципы и методы принятия оптимальных решений . . . . . . . . . . . . .  106 
4.4.3. Особенности принятия оптимальных решений в условиях задания 
          состояний среды нечеткими числами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
114 
4.4.4. Методологические подходы преодоления неопределенности цели . . . . . .  118 
4.5. Основные методические принципы и подходы оценки и обоснования  
       требований безопасности и предельных уровней антропогенного  
       воздействия со стороны потенциально опасного объекта на окру- 
       жающую среду . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

 
 
 
122 
4.6. Основы моделирования безопасности технических систем . . . . . . . .  124 
4.6.1. Исходные положения модели объекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  124 
4.6.2. Основные концептуальные подходы обеспечения безопасности . . . . . .  125 
4.7. Примеры решения практических задач безопасности и применения  
       моделей принятия решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
127 
4.7.1. Примеры практического применения статических моделей принятия 
          решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
127 
4.7.2. Постановка задачи и структура методического аппарата обоснования 
           требований к базовым характеристикам систем безопасности потен- 
          циально опасных объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

 
 
132 
Введение в проблему . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 
Общая постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  133 
Структура методического подхода и принципы обоснования требований 
к облику системы безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
136 

Часть 2. Методы анализа и управления безопасностью . . . . . . . . . . . . . .  143 
5. Основы анализа и оценки риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  143 
5.1. Принципы и подходы к оценке рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  143 
5.1.1.Методологические принципы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  143 
5.1.2.Методические принципы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  144 
5.1.3.Операциональные принципы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  145 
5.2. Основы формализации при анализе и синтезе оценок риска . . . . . . . . . 146 
5.3. Общие положения, основные элементы и содержание процедур ана- 
       лиза и оценки риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
148 
5.3.1. Анализ риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  148 

5.3.2. Оценка риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 
Формализованные методы оценки рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  153 
Субъективные методы оценки рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  155 
6. Основы управления безопасностью и рисками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  160 
6.1. Управление и регулирование безопасностью и рисками. Основные  
       понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
160 
6.2. Цели, задачи и принципы управления безопасностью и рисками . . . . .  161 
6.3. Структура и содержание системы управления риском . . . . . . . . . . .  166 
7. Вероятностные модели исследования состояний технических систем . . .  169 
7.1. Способы описания и методы анализа свойств безопасности техни- 
       ческих систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
169 
7.2. Марковские модели анализа безопасности (рисков) технических  
       систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
186 
7.2.1. Дискретные модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  186 
7.2.2. Непрерывные модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  191 
7.3. Графовые аналитические методы анализа безопасности (рисков)  
       технических систем на основе построения «дерева отказов»  
       и «дерева событий» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

 
 
193 
7.3.1. Метод анализа технических систем на основе построения 
«дерева отказов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
193 
7.3.2. Метод анализа технических систем на основе построения 
«дерева событий» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
199 
7.4. Логико-вероятностный метод анализа структурно-сложных  
       систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
203 
7.4.1. Общая характеристика метода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  203 
7.4.2. Первичное структурно-логическое моделирование . . . . . . . . . . . . . . . .  207 
7.4.3. Методы построения логических моделей систем . . . . . . . . . . . . . . . . . .  214 
7.4.4. Методы построения вероятностных функций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  225 
7.5. Логико-вероятностное моделирование групповых взрывов  
       боеприпасов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
236 
7.5.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 
7.5.2. Результаты моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  239 
7.6. Вероятностные оценки возможности сохранения фрагментов  
           торпед с невзорвавшимися боевыми зарядными отделениями . . . . . .  
 
240 
7.6.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  240 
7.6.2. Результаты анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  244 
8. Теоретико-вероятностные основы оценки возникновения природно-тех- 
    ногенных аварий и катастроф . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
245 
8.1. Математические модели редких событий. Распределение природ- 
       но-техногенных ЧС во времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
245 
8.2. Методы расчета производных общесистемных вероятностных  
       показателей (характеристик) технических систем . . . . . . . . . . . . . .  
 
252 

8.3. Характеристики (показатели) влияния элементов на системные  
       свойства технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
262 
8.4. Статистика катастрофических событий. Распределения с тяже- 
       лыми хвостами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
269 
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  271 
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  275 
Приложение 1. Словарь терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  283 
Приложение 2. Метод анализа иерархий и его применение для оценки  
качества и безопасности систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
295 
Приложение 3. Основные законы алгебры логики и их событийно-вероятностная интерпретация в логико-вероятностном исчислении . . . . . . . . . . . .  
 
307 
Приложение 4. Примерный перечень внешних природных и техногенных 
воздействий (событий) для анализа рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
318 
Приложение 5. Краткая характеристика методов качественного и эвристического анализа и выявления опасностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
325 
 

Список сокращений 
 
АЗ 
– аварийная защита 
АУ 
– анализ уязвимости 
АПК 
– атомный подводный крейсер 
АС 
– аварийная ситуация 
АСЛМ 
– автоматизированное структурно-логическое моделирование 
АТПДЗ 
– антитеррористическая и противодиверсионная защита 
АЭС 
– атомная электростанция 
БЗО 
– боевое зарядное отделение 
БП 
– боеприпасы 
БС 
– барабан-сепаратор 
БСТС 
– большая сложная техническая система 
ВВ 
– взрывчатые вещества 
ВВП 
– валовой внутренний продукт 
ВВТ 
– вооружение и военная техника 
ВФ 
– вероятностная функция 
ГВБ 
– групповая взрывобезопасность 
ГНС 
– группа несовместных событий 
ГСС 
– гарантийный срок службы 
ГЦН 
– главный циркуляционный насос 
ДНФ 
– дизъюнктивно нормальная форма 
ДТГ 
– диверсионно-террористическая группа 
ДТП 
– дорожно-транспортное происшествие 
ЖЦ 
– жизненный цикл 
ИС 
– информационная ситуация 
ИСБ 
– интегрированная система безопасности 
КБО 
– кратность безопасных отказов 
КЕО 
– критерий единичного отказа 
ККБО 
– критерий кратности безопасных отказов 
КЛО 
– кратность локализируемых отказов 
КНФ 
– конъюнктивно нормальная форма 
КПОФ 
– кратчайший путь опасного функционирования 
КПУФ 
– кратчайший путь успешного функционирования 
ЛВМ 
– логико-вероятностный метод 
ЛКФ 
– логический критерий функционирования 
ЛПА 
– ликвидация последствий аварии 
ЛПР 
– лицо, принимающее решение 
ЛФС 
– логическая функция системы 
МАИ 
– метод анализа иерархий 

МО 
– математическое ожидание 
МСО 
– минимальное сечение отказа 
МСПО 
– минимальное сечение предотвращения опасности 
ОДНФ 
– ортогональная дизъюнктивно нормальная форма 
ОЗР 
– оперативный запас реактивности 
ОЛВМ 
– общий логико-вероятностный метод 
ОС 
– окружающая среда 
ОСП 
– обычные средства поражения 
ПБ 
– показатель безопасности 
ПЖБ 
– пожарная безопасность 
ПК АСМ – программный комплекс автоматизированного структурно-логичес- 
   кого моделирования 
ПОО 
– потенциально опасный объект 
ПП 
– плановый период 
ПТС 
– природно-техногенная среда 
ПУР 
– программа управления риском 
РВ 
– радиоактивные вещества 
РБ 
– радиационная безопасность 
РП 
– радиоактивные продукты 
САП АЭУ – система аварийного расхолаживания атомной энергетической уста- 
    новки 
СБ 
– система безопасности 
СДНФ 
– совершенная дизъюнктивно нормальная форма 
СКНФ 
– совершенная конъюнктивно нормальная форма 
СКО 
– среднее квадратичное отклонение 
СМОБ 
– средства и меры обеспечения безопасности 
СОППЖ – средняя ожидаемая предстоящая продолжительность жизни 
СОС 
– сценарий опасного состояния 
СПЖ 
– средняя продолжительность жизни 
ССИР 
– ситуация случайного исхода решения 
ССС 
– структурно-сложная система 
СТС 
– специальная техническая система 
СЦР 
– самоподдерживающаяся цепная реакция 
СФЦ 
– схема функциональной целостности 
ТГ 
– турбогенератор 
ТКБ 
– токсикологическая безопасность 
ТО 
– технологическая операция 
ТС 
– техническая система 
ТСО 
– техническая система охраны 
ТСФЗ 
– технические средства физической защиты  
ТТХ 
– тактико-технические характеристики 
ФАЛ 
– функция алгебры логики 
ФЗ 
– физическая защита 

ФБС 
– функция безопасности системы 
ФОС 
– функция опасности (опасного функционирования) системы 
ФПЗ 
– функция перехода к замещению 
ФРВ 
– функция распределения вероятностей 
ФРС 
– функция работоспособности системы 
ЧС 
– чрезвычайная ситуация 
ЭБ 
– экологическая безопасность 
ЯБ 
– ядерная безопасность 
ЯВ 
– ядерный взрыв 
ЯВБ 
– ядерная взрывобезопасность 
ЯОК 
– ядерно-оружейный комплекс 
 

Предисловие 
 
Расширение глобальных инфокоммуникационных инфраструктур предопределяет стремительное развитие сферы обеспечения безопасности и надежности 
ресурсов информационных и технических систем. В общем случае под ресурсами информационных и технических систем подразумеваются как физические 
объекты, содержащие данные разного рода (конфиденциальные данные, интеллектуальная собственность и т. д.), так и ресурсы внутри систем (базы данных, 
файлы реестра и т. д.). Особенное место занимают системы управления и контроля, использующие информационные ресурсы для обеспечения выполнения 
сложных технологических процессов и функционирования автоматизированных 
систем и комплексов. 
Возросшее усложнение автоматизированных комплексов управления и контроля предопределило необходимость исследования принципов построения информационно-технических систем с расширенными функциональными возможностями. Одной из важных задач при формировании принципов построения автоматизированных комплексов является возможность управления и контроля 
группой объектов с многоуровневой системой приоритетов. Специфику функционирования системы объектов определяет характеристика информационнотехнической структуры взаимодействия, которая обеспечивает надежное предоставление пользователю полной, достоверной и конфиденциальной информации. 
В рамках рассмотренной проблемы можно выделить ряд научных направлений, формирующих базис для обеспечения безопасного и надежного функционирования систем управления и контроля. В соответствии с этим актуальным 
является создание унифицированных моделей, позволяющих по единым показателям адекватно оценивать качество работы информационно-технических систем, выявлять слабые места и оптимизировать процессы сбора, хранения и обработки информации. Особенностью жизненного цикла подобных систем является 
отсутствие обобщенной структуры, поскольку она существенно зависит от целей, 
выполняемых автоматизированными комплексами, и решаемых ими задач. 
Создание информационно-технических систем управления и контроля с оптимизированной структурой является сложной задачей. Разработку таких систем 
необходимо проводить, организовав ее в виде набора модулей, используя разные 
уровни абстракции и комбинируя отдельные узлы для получения структурных 
элементов, направленных на выполнение поставленных задач. 
Для оценки качества и оптимизации процессов функционирования информационных систем предлагается комплекс математических моделей, показывающих характеристики информации, такие как надежность, полнота, степень 
обеспечения конфиденциальности и достоверности. Применение предложенных 
моделей информационного управления и контроля позволит расширить функ

циональные возможности, а также повысить эффективность и надежность комплексов и систем управления. 
Данная проблематика получила широкое освещение в трудах известных 
российский и зарубежных ученых и связана с системами логического управления дискретными процессами, изучение которых во многом базируется на теории конечных автоматов и сетей Петри. В данном направлении исследователями 
(среди которых отечественные ученые Амбарцумян А. А., Бандман О. Л., Варшавский В. И., Вашкевич Н. П., Гаврилов М. А., Горбатов В. А., Закревский А. Д., 
Зюбин В. Е., Кузнецов О. П., Лазарев В. Г., Шалыто А. А., Юдицкий С. А.) были 
получены существенные результаты.  
Приложения современной автоматизации, как правило, являются предсказуемыми, поэтому они должны быть надежными и робастными, т. е. обеспечивающими хорошее качество управления, даже если объект управления отличается от 
расчетного или его математическая модель неизвестна. Ключевой теорией для проектирования надежных и робастных систем в рамках логического управления является теория супервизорного управления, развиваемая в основном зарубежными 
учеными Ramadge P. J., Wonham W. M., Giua А., Hanisch H.-M., Barbeau M. и др.  
Не следует забывать и тот факт, что информационно-технические системы 
должны обеспечивать безопасную передачу и хранение управляющей информации. Специфика применения автоматизированных систем предполагает особые 
требования, предъявляемые к алгоритмам обеспечения безопасности передачи 
и хранения данных. Кроме того, при построении информационно-технической 
системы следует добиваться такого соотношения сложности обеспечения безопасности и реальных условий функционирования системы, которое бы не допускало превышения стоимости разработки, внедрения, эксплуатации и обслуживания системы обеспечения безопасности над величиной возможного ущерба 
в случае ее нарушения. 
В рассмотренном тематическом направлении авторами проведен тщательный анализ состояния дел в части создания безопасных и надежных информационно-технических систем, результаты анализа положены в основу методологии 
обеспечения защищенности динамических объектов от внешних и внутренних 
угроз. Для разработки методологии обеспечения защищенности динамических 
объектов с учетом существующего задела в части построения надежных и робастных автоматизированных систем проводимые исследования разделены авторами на несколько направлений, основные из которых: 
1) формирование методов контроля целостности и резервирования передаваемой информации путем инкапсуляции в защищенные информационные контейнеры; 
2) применение многоуровневой аутентификации передаваемой информации 
непосредственно на объектах технических средств и систем; 
3) исследование характеристик информационного взаимодействия для формирования единой картины информационной коммуникации, в том числе для 
оптимизации процессов идентификации и синхронизации технических средств; 

4) создание системной методологии, методических принципов и подходов 
исследования и обеспечения безопасности и устойчивости систем, в том числе 
видов и степеней логического объединения различных элементов теории. 
Первое направление рассматривается в учебных, учебно-методических пособиях и монографиях: «Промышленные интерфейсы для научных исследований» 
авторов Мартынова А. П., Николаева Д. Б., Новикова А. В., Фомченко В. Н., 
«Стеганографические системы. Атаки, пропускная способность каналов и оценка стойкости», «Стеганографические системы. Критерии и методическое обеспечение», «Стеганографические системы. Цифровые водяные знаки» авторов 
Грибунина В. Г., Костюкова В. Е., Мартынова А. П., Николаева Д. Б., Фомченко В. Н., которые были отмечены дипломами Британской академии образования 
за лучшее издание по направлению «технические науки». 
Второе направление вобрало в себя многолетний опыт разработки безопасных систем и комплексов с функциями многофакторной идентификации, что 
нашло отражение в научных изданиях: «Технические средства и методы обеспечения безопасности информации» авторов Мартынова А. П., Николаева Д. Б., 
Фомченко В. Н., «Криптография и безопасность цифровых систем» авторов Грибунина В. Г., Мартынова А. П., Николаева Д. Б., Фомченко В. Н., «Современные 
методы обеспечения безопасности информации в атомной энергетике» авторов 
Грибунина В. Г., Костюкова В. Е., Мартынова А. П., Николаева Д. Б., Фомченко В. Н., последнее стало победителем в Общероссийском конкурсе изданий для 
вузов «Университетская книга – 2015». 
Третьему направлению посвящен ряд учебных, учебно-методических пособий и монографий, таких как: «Введение в теорию поля и ее приложения» авторов Мартыновой И. А., Машина И. Г., Фомченко В. Н., «Теория поля и защита 
информации» авторов Мартыновой И. А., Машина И. Г., Фомченко В. Н., «Аналитические исследования характеристик информационной составляющей автоматизированных систем управления и контроля» авторов Волкова К. О., Мартынова А. П., Марунина М. В., Николаева Д. Б., которые стали победителями 
и лауреатами Приволжского межрегионального конкурса вузовских изданий 
«Университетская книга – 2018» в номинациях «Лучшее научное издание по математике, информатике и вычислительной технике» и «Лучшее учебное издание 
по техническим наукам». 
Результаты исследований по трем направлениям положены в основу лекционных и практических курсов по дисциплинам информационной безопасности 
«Основы криптографии», «Основы защиты информации», «Информационная 
безопасность», «Технические средства защиты информации». В рамках Президентской программы переподготовки инженерных кадров авторами был подготовлен уникальный инновационный лекционно-практический курс, внедрение 
которого позволяет готовить специалистов в области информационной безопасности по направлениям, актуализированным в Госкорпорации «Росатом». 
В настоящем научном издании основное внимание уделено четвертому направлению, формирующему системную методологию, методические принципы 

и подходы исследования и обеспечения безопасности и устойчивости систем. 
Основы данного направления изложены в монографии Гаенко В. П. «Безопасность технических систем. Методологические аспекты теории, методы анализа 
и управления безопасностью». Автором рассмотрены модели, методы обеспечения защиты организационно-технических систем, а также инструменты их поддержки при комплексной оценке и задании требований по безопасности. 
Данная работа представляет собой переработанное и дополненное в соответствии с вновь возникающими вызовами и угрозами научное издание, в котором представлены основы управления безопасностью и рисками, количественные и эвристические методы анализа и оценки рисков, вероятностные методы 
исследования состояний технических систем: марковские модели, графовые 
аналитические методы анализа безопасности технических систем, логиковероятностный метод системного анализа структурно сложных систем. Рассмотрены теоретико-вероятностные основы оценки возникновения природнотехногенных аварий и катастроф. Работа содержит многочисленные примеры 
постановок и решений прикладных задач по проблематике безопасности. 

Введение 
 
Дай бог, чтобы те, кто идут после нас, нашли 
пути, нашли в себе твердость духа и решимость, 
стремясь к лучшему, не натворить худшего. 
Академик Ю. Б. Харитон 
 
Нет аварийности оправданной и неизбежной … 
Главнокомандующий ВМФ СССР  
адмирал флота Советского Союза С. Г. Горшков 
 
Общественно полезная деятельность общества сопровождается масштабными преобразованиями окружающей природной среды, созданием сельскохозяйственных и использующих природные ресурсы объектов, развитием больших потенциально опасных технических и организационно-технических систем 
и объектов регионального и глобального масштаба. Обычно современные природно-техногенные системы имеют сложную структуру, энергонасыщенны, содержат опасные компоненты, ядерные материалы и/или химически (биологически) активные вещества, чувствительны к воздействиям различного рода эндогенных и экзогенных факторов стихийного и целенаправленного (злоумышленного) характера, находятся в тесном взаимодействии с окружающей средой. Нерегламентированные воздействия на эти системы могут приводить к авариям 
и катастрофам с большими человеческими жертвами и ущербом как самой системе, так и объектам окружающей техногенной и природной среды, несут угрозу 
человеку, государственным и общественным интересам.  
Именно в том, что в искусственных и природных объектах запасается или 
преобразуется энергия, и таится основная опасность. Самопроизвольное выделение или нежелательное преобразование энергии в системе реализует опасность и, как следствие, приводит к негативным последствиям: убыткам, ущербу, 
вреду. Впервые на энергетическую составляющую как главную причину опасности техногенных объектов обратил внимание академик В. А. Легасов.  
Риски катастрофического поведения внутренне присущи большинству 
сложных систем. Кроме того, для поведения сложных систем характерны общие 
закономерности, которые могут быть выявлены на основе математического моделирования и обобщения печального опыта аварий и катастроф. 
Безопасность как данность и естественная необходимость сопровождает человека на протяжении всей истории, являясь главным условием его выживания. 
В безопасности заинтересовано все население, и для успешного решения проблемы безопасности необходимо сконцентрировать внимание и усилие на определяющих ключевых моментах эффективной и безопасной организации целена