CC BY
29
программная (элементы — программные модули; связи — информационные и управляющие);
информационная (элементы — формы существования и представления информации в системе (файлы, таблицы, массивы, базы данных и т. п.); связи — операции преобразования информации).
Все изложенное позволяет говорить о необходимости разработки и постоянного совершенствования автоматизированной системы оценки риска, удовлетворяющей всем требова-
ниям и особенностям ООЭ. В одной даже очень подробной, статье невозможно дать всеобъемлющее описание создаваемой АСОР опасных объектов энергетики. Исследования продолжаются в лаборатории имитационного моделирования опасных процессов в чрезвычайных ситуациях кафедры УЗЧС ФКБ СПбГПУ в ходе отладки алгоритмов и вычислительных экспериментов исследовательского прототипа АСОР ООЭ при выполнении четвертого этапа НИР по теме «Научные основы прогнозирования опасностей, снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Концептуальные модели базы данных опасных объектов, источников опасности и факторов риска информационно-управленческой системы прогнозирования техногенных и природных катастроф в энергетике [Текст] // Высокие интеллектуальные технологии и инновации в национальных исследовательских университетах: матер. междунар. конф. 17-18 февраля 2011 года.— СПб, Т. 3 — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011.— С. 139-146.
2. Туманов, А.Ю. Экономика и финансовое обеспечение инновационной деятельности. Количественная оценка риска инновационного проекта [Текст]: Учеб. пособие / А.Ю. Туманов.— СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008.— 195 с.
3. Туманов, А.Ю. Автоматизированная система количественной оценки риска инновационного проекта [Текст]: Автореф. дис. ... канд. техн. наук [Текст]
/ А.Ю. Туманов // СПбГПУ.— СПб., 2006.— 25 с.
4. Туманов, А.Ю. Техногенные факторы воздействия и требования к защите энергетических народнохозяйственных объектов / А.Ю. Туманов, В.В. До-маков, В.Г. Кондратьев // Научно-технические ведомости СПбГПУ Сер.: Наука и образование.— 2011.— № 4(110).— С. 245-250.
5. Туманов, А.Ю. Модели и алгоритмы для прогнозирования опасностей объектов техносферы и защиты от угроз в энергетике [Текст] / А.Ю. Туманов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер.: Наука и образование.— 2011.— № 4(135). С. 263-272.
6. Туманов, А.Ю. Обоснование адекватности математической модели оценки риска социо-технических систем [Текст] / А.Ю. Туманов // Научно-технические ведомости СПбГПУ.— Сер.: Инноватика.— 2008.— №3 (56).— С. 66-75.
УДК 621.039.566
В.И. Гуменюк ,Б.С. Доброборский, М.Е. Федосовский
О ПРОБЛЕМЕ КОЛИЧЕСТВЕННОГО УЧЕТА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ
Управление энергетическими объектами представляет собой исключительно сложный и ответственный процесс. Особенно сложно управлять этим процессом при различных чрезвычайных ситуациях. В таких случаях для обеспечения безопасности и надежности функционирования энергосистемы необходимы исключительно согласованные действия
технологической и противоаварийной автоматики и оперативно-диспетчерского управления.
Для этого в Российской Федерации был разработан ряд законов и нормативных документов, в частности Федеральный закон от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике», Постановление Правительства РФ от 27.12.2004
№ 854 «Об утверждении Правил оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике».
В 2005 году в дополнение к этим документам был введен стандарт организации ОАО РАО «ЕЭС России» «Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем» СТО 17330282.29.240.001-2005. Этот стандарт содержит основные правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части Единой энергетической системы (ЕЭС) России, а также технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем.
По основным понятиям и технологии он согласован с правилами работы объединения европейских энергосистем UCTE (The Union for the Coordination of Transmission of Electricity), представленными в UCTE Operation Handbook.
Назначение этого стандарта — регламентация порядка действий оперативно-диспетчерского и дежурного персонала в электроэнергетике по предотвращению развития и ликвидации наиболее характерных аварийных нарушений нормального режима электрической части Единой энергетической системы России, а также технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем, расположенных на территории Российской Федерации.
Содержанием стандарта является перечень предписаний о действиях оперативно-диспетчерского и дежурного персонала в различных случаях наступления чрезвычайных ситуаций.
Поскольку управление энергетическими объектами, особенно в чрезвычайных ситуациях, представляет собой исключительно сложный процесс, введение стандарта призвано обеспечить единообразие и управляемость действий оперативного персонала.
При этом стандартом предусматриваются не только конкретные и однозначные действия оперативного персонала, но и возможность выбора при принятии тех или иных решений.
Например, при выполнении работ по ликвидации перегрузки оборудования, внешних и внутренних сечений зоны в соответствии с п. 5.3.3. отключение энергопринимающих установок потребителей дистанционно по каналам противоаварийной автоматики (ПА) осуществляется согласно утвержденному перечню в следующих случаях:
а) если мероприятия по п. 5.3.2 из-за низкой эффективности не привели к снижению перетока мощности ниже аварийно допустимого значения;
б) при отказе автоматики разгрузки при перегрузке по мощности (АРПМ) в условиях, когда она действует на отключение энергоприни-мающих установок потребителей (САОН);
в) после срабатывания АРПМ, когда переток активной мощности вновь приближается к уставке срабатывания.
Можно привести достаточно много и других примеров.
Из этого примера видно, что содержание действий персонала представляет собой управление сложными технологическими процессами, которое необходимо осуществлять в обстановке чрезвычайной, иногда стрессовой ситуации, что требует значительных физических и психологических нагрузок.
Однако хорошо известно, что решения, принимаемые в такой обстановке, часто бывают ошибочными и даже абсурдными.
Это объясняется тем, что, в отличие от машин, имеющих, как правило, весьма ограниченное количество степеней свободы (обычно 1—2), организм человека в соответствии с законами термодинамики биологических систем представляет собой систему с большим количеством степеней свободы. Поэтому человек в стрессовой ситуации может принимать самые неожиданные и разнообразные решения и совершать самые неожиданные действия, несмотря на предписания и инструкции.
Таким образом, поставленные в стандарте и других аналогичных документах задачи по согласованию действий технологической и противоаварийной автоматики и оперативно-диспетчерского управления в полной мере не решаются, ибо они не учитывают физиологические свойства организма человека.
Для определения путей повышения надежности действий персонала в чрезвычайной обстановке нами был проведен анализ действующих нормативных гигиенических документов, регламентирующих условия труда, в частности «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (Руководство Р.2.2.2006—5).
Анализ этого документа показал, что для оценки труда по фактору напряженности трудового процесса в нем содержится ряд таблиц, в которых оценка напряженности дается в баллах в зависимости от сложности решаемых задач.
В таблице «Классы условий труда по показателям напряженности трудового процесса» приведен пример такой оценки.
Как видно из таблицы, количественная оценка напряженности труда, предусмотренная Руководством Р.2.2.2006—5, весьма условна в связи с отсутствием конкретных показателей.
Кроме того, оценка напряженности труда в условиях чрезвычайной ситуации, например при угрозе жизни, в данном документе вообще не рассматривается.
Таким образом, проблема количественной оценки напряженности труда персонала в условиях чрезвычайной ситуации нормативными документами до настоящего времени не рассматривается и не анализируется.
Для решения этой проблемы нами был проведен общий термодинамический анализ функ-
ционирования человека как термодинамической системы при психологических нагрузках в сравнении с нагрузками физическими и свойств его фенотипической адаптации.
Проведенными исследованиями было установлено, что адаптация организма человека к психологическим нагрузкам по сравнению с физическими нагрузками достаточно ограничена, что связано с конституцией организма человека и особенностью функционирования его органов.
Основная причина ограничения фенотипи-ческой адаптации организма человека к психологическим нагрузкам связана с ограничением объема ткани мозга костной тканью и, соответственно, ограничением количества ингредиентов, участвующих в биохимических реакциях, что отсутствует у мышечной ткани.
Мышечная ткань, не связанная ограничениями по объему, при достаточных сочетаниях нагрузки и отдыха в результате фенотипической адаптации может значительно увеличиваться по массе и объему, иногда достигая значительных параметров, например у культуристов.
Классы условий труда по показателям напряженности трудового процесса
Показатели напряженности трудового процесса Интеллектуальные нагрузки для разных классов условий труда
Оптимальный Допустимый Вредный
Напряженность труда легкой степени Напряженность труда средней степени Напряженный труд
1 степени 2 степени
1 2 3.1 3.2
Содержание работы Отсутствует необходимость принятия решения Решение простых задач по инструкции Решение сложных задач с выбором по известным алгоритмам (работа по серии инструкций) Эвристическая (творческая) деятельность, требующая решения алгоритма, единоличное руководство в сложных ситуациях
Восприятие сигналов (информации и их оценка) Восприятие сигналов, но без необходимости коррекции действий Восприятие сигналов с последующей коррекцией действий и операций Восприятие сигналов с последующим сопоставлением фактических значений параметров с их номинальными значениями. Заключительная оценка фактических значений параметров Восприятие сигналов с последующей комплексной оценкой связанных параметров. Комплексная оценка всей производственной деятельности
В связи с этим организм человека нельзя приучить длительное время не спать, длительное время выполнять умственную работу и т. д., а потому тренировки, направленные на их увеличение, не имеют смысла.
Отсюда следует, что для обеспечения успешной работы оперативного персонала с минимальным количеством ошибок необходимо в максимальной степени количественно и качественно учитывать эти свойства организма.
Количественный учет этого свойства может быть осуществлен путем использования способа количественной оценки воздействия на организм человека различных нагрузок, в котором в качестве критерия используется время восстановления функциональных сдвигов, вызванных воздействием нагрузок [2].
В соответствии с законами термодинамики биологических систем реакция организма человека на внезапные психологические нагрузки при наступлении чрезвычайной ситуации имеет вид, представленный на рисунке [1].
Как видно из рисунка, график изменения функциональных сдвигов при воздействии внезапной чрезвычайной обстановки содержит три фазы:
1 — функциональные сдвиги как реакция на внезапную психологическую нагрузку;
2 — частичное восстановление функциональных сдвигов;
3 — функциональные сдвиги, вызванные длительностью воздействия психологической нагрузки.
Рассматривая работоспособность мозга как некоторый объем биохимических ингредиентов, обеспечивающих соответствующие реакции,
и
" 1 2 3
График изменения функциональных сдвигов
при воздействии внезапной чрезвычайной обстановки
рассмотрим его функциональные возможности в течение суток.
В течение суток мозг обеспечивает два основных функциональных состояния организма человека: сон и бодрствование.
За время сна посредством соответствующих биохимических реакций клетки мозга насыщаются определенным количеством биохимических ингредиентов, необходимых ему для обеспечения состояния бодрствования.
При достижении за время сна максимального количества ингредиентов для состояния бодрствования происходит бифуркация термодинамического состояния клеток мозга, при которой синтез ингредиентов для обеспечения состояния бодрствования прекращается, человек просыпается и начинает активный образ жизни.
Длительность нахождения человека в состоянии бодрствования определяется скоростью биохимических реакций, использующих накопленные за время сна запасы. При нормальных условиях функционирование организма человека в состоянии бодрствования до периода сильного утомления может продолжаться до 24 часов и более. При наступлении чрезвычайной ситуации биохимические реакции, происходящие в мозге человека, идут со значительной скоростью. В результате этого утомление человека наступает значительно раньше, чем при нормальной работе.
Причем здесь имеет большое значение время наступления чрезвычайной ситуации. При ее наступлении в начале смены организм человека способен активно действовать на протяжении достаточно длительного времени. При ее наступлении в конце смены организм человека быстро теряет работоспособность, что приводит к высокой вероятности ошибочных действий и решений.
Таким образом, для обеспечения высокого уровня готовности оперативного персонала к наступлению чрезвычайной ситуации необходим такой график работы, при котором в течение всей смены у оперативного персонала сохранялась бы высокая работоспособность.
В зависимости от степени готовности организма человека к наступлению чрезвычайной ситуации в том или ином состоянии находятся его ферментативные системы регуляции.
Организм человека реагирует не только на абсолютную величину воздействия, но и на скорость нарастания этого воздействия. Поэтому
при абсолютно неожиданном получении информации о чрезвычайной ситуации вызванные этим сообщением интенсивные биохимические реакции могут привести его к стрессу — полной потере работоспособности и даже потере сознания.
В случае же, когда проведена соответствующая подготовка к получению информации о чрезвычайной ситуации, в результате феноти-пической адаптации реакция и необходимые действия человека проходят с минимальным количеством ошибок.
Поэтому программы специального обучения и тренингов [3] должны учитывать указанные физиологические особенности организма человека.
Необходимая длительность работоспособности персонала при наступлении чрезвычайной ситуации в значительной степени зависит от конкретных обстоятельств.
Поэтому, имитируя наступление таких обстоятельств при обучении и тренировках, необходимо производить измерения физиологического состояния персонала по наиболее показательным параметрам и с использованием указанного выше способа по критерию времени восстановления функциональных сдвигов производить расчет ресурса его работоспособности.
Указанный критерий позволяет находить в программе подготовки «слабое звено», вызванное не недостаточным обучением тех или иных элементов их действий, а физиологическими особенностями организма человека, и максимально адаптировать эти программы к возможностям человека.
По результатам расчета возможно определить наиболее оптимальную схему организации работ.
Применение способа количественной оценки воздействия нагрузок показало также возможность определения оптимальных по содержанию тренировочных программ, где конечным результатом являются максимально слаженные действия личного состава с минимальной вероятностью ошибок.
Применение указанного способа оценки позволит количественно определить эффективность тех или иных конструкций тренажеров и тренингов, степень фенотипической адаптации оперативного персонала, периодичность повторения тренингов и установить тот уровень адаптации, при котором подготовленность оперативного персонала можно будет считать достаточной для осуществления оперативных мер при наступлении чрезвычайных ситуаций.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доброборский, Б.С. Безопасность машин и человеческий фактор [Текст]: Монография / Б.С. Доброборский; под ред. проф. С.А. Волкова.— СПб., 2011.—115 с.
2. Патент РФ №2519576. Способ оценки величины воздействия на организм человека различных нагрузок [Текст] / Б.С. Доброборский, Е.Н. Кадыски-
на.—2000. Бюлл. № 33.
3. Магид, С.И. Научная методология в тренажерной подготовке персонала электроэнергетики РФ [Текст] / С.И. .Магид, Е.Н. Архипова, В.И. Беляев, Л.П. Музыка.— Сб. «Человеческий потенциал и надежность электроэнергетики» / Под ред. д.т.н., проф. С.И. Магида.— Краснодар-Москва. 2007.
УДК 551.594.6
С.В. Авакян, Н.А. Воронин, К.А. Дубаренко
ВЛИЯНИЕ МАГНИТНЫХ БУРЬ НА АВАРИЙНОСТЬ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ, АВТОМАТИКИ И СВЯЗИ
Изучение воздействия космических факто- вспышки и не наиболее энергичные частицы ров на техносферу показывает, что главный не- космоса (галактические и солнечные космиче-гативный эффект создают не сами солнечные ские лучи), проникающие сквозь атмосферу под-
