CC BY
36
УДК 355.58.001
Тугушов К.В., Рыбаков А.В., Носков С.С., Арефьева Е.В., Лебедев А.Ю.
О ПОДХОДЕ К ПОСТРОЕНИЮ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФОНДОВ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В статье разработан вариант, системы комплексного мониторинга и предложена методика комплексного мониторинга критически важного объекта с целью разработки рекомендаций по за,щите основных производственных фондов промышленных объектов. Обоснованно выбран представительный критически важный объект.
Ключевые слова: устойчивость функционирования, критически важный объект, потенциально опасный объект, мониторинг, безопасность, основные производственные фонды, чрезвычайная ситуация, лингвист,ические переменные.
Tugushov К. V., Rybakov A.V., Noskov S. S., Aref'yeva Y.V., Lebedev A. Y.
ON THE APPROACH TO THE CONSTRUCTION STRUCTURE INTEGRATED MONITORING STATE BASIC PRODUCTION ASSETS OF CRITICAL FACILITIES IN THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION
A option of the integrated monitoring system, and the technique of integrated monitoring critical facilities in order to develop recommendations for the protection of the basic production assets of industrial facilities. Reasonably representative selected critical facilities.
Keywords: stability of operation, a critical facility, a potentially dangerous object, monitoring, security, basic production assets, emergency, linguistic variables.
На сегодняшний день в Арктической зоне Российской Федерации насчитывается около тысячи потенциально опасных и критически важных объектов, расположенных на сухопутных территориях различных субъектов РФ и отдельных муниципальных образований. В условиях активного освоения Арктики задача обеспечения устойчивого и безопасного функционирования критически важных и потенциально опасных объектов приобретает особую актуальность [1].
При решении задачи защиты основных производственных фондов промышленных предприятий от поражающих факторов современных систем вооружений и последствий ЧС существенным этапом является оценка их состояния. Для этого необходимо разработать вариант системы комплексного мониторинга и предложить методику комплексного мониторинга оценки состояния критически важного объекта.
В соответствии с [2] под критически важным объектом понимается объект, нарушение или прекращение функционирования которого приведет к потере управления экономикой Российской Федерации, субъекта Российской Федерации или административно-территориальной единицы субъекта Российской Федерации, ее необратимому негативному изменению (разрушению) либо существенному снижению безопасности жизнедеятельности населения.
Проведенный анализ объектов экономики [3], расположенных на территории Арктической зоны Российской Федерации, позволил сделать вывод, что наибольшее негативное влияние на жизнедеятельность населения, экологию и управление экономикой субъектов РФ вызовут аварии на химически опасных объектах, пожаро-взрывоопасных объектах, системах жилищно-коммунального хозяйства, объектах электроэнергетики, объектах добычи, хра-
нения, транспортировки нефти и газа, на автомобильном и водном транспорте. Уровни риска возникновения чрезвычайных ситуаций на таких объектах составляют от 10-2 (недопустимый) до 10-4 (приемлемый), в зависимости от типа объекта, а также на какой территории субъекта РФ он расположен.
Рассматриваемые объекты, такие как объекты добычи, хранения и транспортировки нефти, имеют следующие общие характеристики:
1) на объекте реализовываются производственные процессы по добыче, хранению и переработке легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;
2) на территории объекта находятся нефте-или продуктопроводы;
3) на объекте присутствует инфраструктура автомобильного, водного (желательно морского) и воздушного транспорта;
4) объект имеет собственные теплоэнергетические и электрические сети.
В соответствии с [4] типичным представителем таких объектов является Варандей-ский нефтяной отгрузочный терминал (ВНОТ). ВНОТ расположен на северо-востоке европейской части Арктической зоны РФ на территории Ненецкого автономного округа на побережье Баренцева моря. Терминал предназначен для накопления и хранения в береговом резервуарном парке товарной нефти, поступающей с Мядсейского, Тобойско-го, Торавейского, Варандейского, Медынского, Перевозного, Северо-Сарембойского, Западно-Лекейягинского, Южно-Хыльчуюского, Ярей-юского и Хыльчуюского месторождений, и отгрузки этой нефти через морской стационарный причал в танкеры с вывозом на экспорт или в пределах Российской Федерации для дальнейшего вывоза на экспорт.
Терминал включает в себя следующие объекты: площадку парка по хранению и перевалке нефти и нефтепродуктов; транспортный участок; участок АППУ ОАО «Варандей-
ский терминал»; котельную; площадку дизельной подстанции (с учётом резервного топлива); участок магистрального нефтепровода «БРП-СМЛОП»; участок трубопроводов теплосети; цех по эксплуатации терминала. В состав ВНОТ входят сооружения: береговой резервуарный парк, подводный нефтепровод «БРП-СМЛОП» и стационарный морской ледостойкий отгрузочный причал. Технологическое оборудование берегового резервуарного парка включает в себя: резервуарный парк товарной нефти с системой подогрева нефти; насосы товарной нефти; камеры запуска-приема скребков морского отгрузочного трубопровода.
Управление критически важным объектом в интересах его устойчивого и безопасного функционирования требует систематизации усилий, корректного распределения имеющихся сил и средств, выбора разумных ограничений с тем, чтобы принятые решения в наибольшей степени соответствовали сложившейся ситуации. Это, в свою очередь, ведёт к необходимости чёткого представления об объекте управления — структуре и особенностях рассматриваемого объекта
И-
Поэтому требуется построение структурной модели оценки состояния критически важного объекта. Это предлагается осуществить на основе проведения комплексного мониторинга за такими объектами и их основными производственными фондами, что позволит получить качественную оценку состояния устойчивости функционирования объекта и (или) его элементов.
Система мониторинга должна обеспечивать постоянный сбор информации, наблюдение и контроль, включающие процедуры измерения параметров технологического процесса на объекте, выбросов веществ и состояния окружающей среды на прилегающих к объекту территориях и на их основе проведение анализа риска [6]-
Схема описываемой системы мониторинга представлена на рисунке 1, демонстрирующем основные блоки и алгоритм действия [7].
2016\3(30)
Рисунок 1 Схема мониторинга состояния объекта
Для обеспечения повсеместного мониторинга объекта предлагается разделить всю систему на отдельные подсистемы:
— мониторинг состояния опасных веществ на объекте;
— мониторинг состояния систем жизнеобеспечения;
— мониторинг состояния систем безопасности;
— мониторинг природных процессов.
Данные системы в свою очередь разбиты на ряд других подсистем. С оборудования подсистем второго уровня информация о состоянии тех или иных параметров в виде цифрового кода поступает на автоматизированное рабочее место (далее АРМ). На АРМ полученные данные обрабатываются и проходят процесс фази-фикации формализации нечеткости. На этом этапе происходит перевод четких переменных в лексические (нечеткие), после чего на основе базы правил вывода обеспечивается нечеткий вывод. Далее происходит процесс обратный перво-
му дефазификация в соответствии нечеткому выводу ставится конкретное число.
В основу методики оценки состояния критически важного и потенциально опасного объекта на основе данных комплексного мониторинга положена логико-возможностная модель [8].
На первом этапе оценки состояния объекта строится структурно-логическая модель комплексного мониторинга. На основе выделенной совокупности простых бинарных и сложных функциональных событий разрабатывается схема функциональной целостности системы мониторинга. Схема функциональной целостности должна быть аналитически точным и строго формализованным отображением всех знаний о том, при каких условиях реализует свои выходные функции каждый элемент рассматриваемой системы. С помощью одной или нескольких выходных функций задается логический показатель функционирования системы. Сложные и многофункциональные системные объекты могут характеризоваться не одним, а несколькими логи ческими показателями.
На втором этапе осуществляется построение детерминированной логической модели процес-
са функционирования системы. Она представляет собой логическую функцию состояния объекта. Аргументами этой логической функции являются нечеткие лингвистические переменные, представляющие собой значения наблюдаемых параметров. В этой функции с помощью логических сумм, произведений и дополнений (инверсий) событий, точно и однозначно определяется сложное случайное событие реализации системой заданного показателя ее функционирования, в частности, моделируемое свойство безопасности исследуемой системы в целом. Результатом вычислений, проводимых по построенной логической функции безопасного функционирования объекта, является коэффициент комплексного мониторинга.
Таким образом, с учетом структуры объекта и размещения на нем систем датчиков строится логическая функция комплексного мониторинга, в общем виде которая может быть представлена следующим образом:
™(^1,^2, . . . , оп) = (А Л Л ■ ■ ■ Л V (б1 Л Д2 л ■ ■ ■ л п^) v (А Л б2 л ■ ■ ■ л V---V (р~1 л Д2 Л ■■■Л бп),
(6)
где: ^1,^2 ,...,оп — значения наблюдаемых параметров, поступающих от установленных на объекте датчиков;
Л
V — операция дизъюнкции;
— операция отрицания.
Существенным в построении функции мониторинга является то, что ее аргументами являются значения наблюдаемых параметров, представленных значениями нечеткой лингвистической переменной.
Для построения лингвистической переменной выбраны следующие термы: Т\ — штатный уровень (0; 0,45), Т2 — предельно допустимый уровень (0,45; 0,7), тэ— критический уровень (0,7; 1).
Универсальными множествами для построения этих термов являются шкалы измерения
для каждого наблюдаемого показателя (концентрация, температура, уровень загазованности и т.д.), приведенные в нормативных документах.
Для построения лингвистических переменных по каждому наблюдаемому параметру используются характеристики датчиков согласно технической документации на технические устройства. Такой подход позволит не привлекать экспертов и, соответственно, избежать субъективности при построении лингвистической переменной, что существенно повышает достоверность полученных результатов.
Лингвистическая переменная служит так называемой «измерительной линейкой», в соответствии с которой каждый подаваемый сигнал с датчика переводится в нечеткое значение. Подставляя полученные значения в функцию (1), получим нечеткое значение показателя комплексного мониторинга.
Проведя дефазификацию, т.е. перевод нечеткого значения в четкое, получим численное значение показателя комплексного мониторинга.
На основе полученного показателя комплексного мониторинга делается заключение о возникновении опасности на объекте, которая может привести к развитию чрезвычайной ситуации техногенного характера.
Если полученный показатель комплексного мониторинга превысит предельно допустимый уровень, то необходимо произвести оценку техногенной опасности (оценить поражающие факторы), произвести прогноз возможных последствий от воздействия поражающих факторов, а если критический уровень будет превышен, то необходимо выработать управляющие воздействия, направленные на снижение последствий возможной ЧС техногенного характера. Если же показатель состояния будет находится в интервале штатного уровня, то необходимо продолжать мониторинг.
Таким образом, гарантии обеспечения безопасности критически важных объектов повышаются при создании системы комплексного мониторинга — совокупности управленче-
2016'3(30)
ских органов и объектов управления, мероприятий, технологий установления, обеспечения и поддержания безопасности.
Предлагаемый подход к построению структуры комплексного мониторинга состояния основных производственных фондов критически важных объектов в Арктической зоне Россий-
ской Федерации, включающий в себя разработанную модель комплексного мониторинга состояния критически важного объекта, позволит обосновать рекомендации по защите от поражающих факторов в чрезвычайных условиях основных производственных фондов критически важных объектов, расположенных в Арктической зоне Российской Федерации.
Литература
1. «Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года», утвержденная президентом России 8 февраля 2013 г. № Пр-232. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_5295/ (дата обращения 08.08.16)
2. Федеральный закон Российской Федерации от 21.12.1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от ЧС природного и тех-
[]
Режим доступа: https://minee.gov-murman. ru/upload/iblock/ЪЗб/strategy_azrf.pdf
(дата обращения 08.08.16)
3. Паспорта территорий субъектов Российской Федерации в Арктической зоне.
4. Повышение эффективности защиты основных производственных фондов критически важных объектов в Арктической зоне Российской Федерации. Оценка состояния критически важных объектов по результатам
комплексного мониторинга. Отчет о научно-исследовательской работе. //Научный руководитель Рейхов Ю.Н. Химки, 2015.—63 с.
5. Воскобоев В.Ф., Рейхов Ю.Н. Структура совместной оценки устойчивости и безопасности функционирования технического объекта. Научные и образовательные проблемы гражданской защиты, 2013 г., № 2, С.6-14.
6. ГОСТ Р 22.1.12-2005 БЧС. Структурированная система мониторинг управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования.
7. Матюшкин Д.П., Рыбаков A.B. О комплексном мониторинге состояния пожаровзрыво-опасного объекта. Научные и образовательные проблемы гражданской защиты, 2014 г., № 4, С. 113-117.
8. Шеломенцев В.П. Правовой статус и экологический режим Арктики, [текст]: статья // Аграрное и земельное право 2015. №3(123). С. 94-98.
Рецензент: доктор технических наук, профессор Воскобоев В.Ф.
