Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Федоров Владимир Юрьевич
МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ
Специальность: 05.13.06 "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами" (технические наук
и, отрасль - промышленность)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва-2012
Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной автоматики.
Научный консультант: заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Членов Анатолий Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор Прус Юрий Витальевич, начальник НОК организационно-управленческих проблем ГПС Академии ГПС МЧС России.
кандидат технических наук, доцент Терехин Сергей Николаевич, начальник кафедры пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.
Ведущая организация: ООО "Институт по проектированию предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности "Ленгипронефтехим".
Защита состоится "26" сентября 2012 г. в 14-00 час. на заседании диссертационного совета Д.205.002.01 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4, зал Совета.
С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Академии Государственной противопожарной службы МЧС России.
Автореферат разослан "24" августа 2012 г.
Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направить в Академию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанному адресу.
Телефон для справок: 683 19
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент С.Ю. Бутузов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность и степень проработанности проблемы. В экономике России немалую роль играют крупные предприятия нефтеперерабатывающей промышленности. Развитие таких производств, обладающих высокой энергонасыщенностью, сопровождается ростом количества и масштабов пожаров и взрывов на них не только в России, но и за рубежом. Ежегодно в мире на объектах нефтепереработки происходит около 1500 крупных аварий с человеческими жертвами, суммарные материальные потери от которых составляет свыше 100 млн дол. Из них около 60 % составляют пожары и взрывы, наносящие ущерб не только самим предприятиям, но также населению и окружающей среде.
Пожары на объектах нефтепереработки характеризируются быстрой динамикой развития в начальной стадии, обусловленной наличием большого количества легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Статистические данные о таких пожарах показывают, что только 50 % пожаров было потушено в начальной стадии без значительного ущерба, в 35 % случаев потребовалось привлечение дополнительных сил и средств, 15 % пожаров переходили в затяжные. Успешное тушение пожаров на начальной стадии объектов нефтепереработки в значительной степени зависит от своевременного обнаружения возгорания и оповещения о нем соответствующих служб.
Основой для формирования автоматизированных систем противопожарной защиты таких объектов служит система сбора и обработки информации о состоянии объекта - автоматическая пожарная сигнализация. Ее главной задачей является раннее обнаружение возгорания, когда возможна своевременная эвакуация людей и ликвидация пожара без значительных экономических и экологических последствий.
В настоящее время одним из приоритетных направлений научных исследований является разработка новых методов и технических средств обнаружения пожара. Важные результаты в разный период времени были получены известными учеными Топольским Н.Г., Поляковым Ю.А., Шароваром Ф.И. В последние годы широкую известность получили работы, выполненные под руководством профессоров Членова А.Н. и Федорова А.В.
Вместе с тем, в данных работах при рассмотрении вопросов уменьшения времени обнаружения пожара основное внимание уделяется разработке новых и совершенствованию существующих пожарных извещателей. Однако существуют и другие важные факторы, оказывающие не менее значительное влияние на время реагирования на появление пожароопасной ситуации. Исследование этих факторов и разработка научно обоснованных предложений по их учету и использованию должно обеспечить повышение эффективности системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки.
Целью диссертационной работы является синтез модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки, обеспечивающей снижение времени обнаружения и сигнализации о пожаре.
Достижение этой цели позволит в результате повышения эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты повысить уровень пожарной безопасности объектов нефтепереработки.
Для достижения цели в диссертации поставлены и решены следующие научные задачи:
- анализ современного состояния разработки и производства технических средств и систем пожарной сигнализации для работы в составе промышленного объекта;
- разработка метода оценки эффективности обнаружения и тушения пожара на промышленном объекте на основе математического моделирования;
- определение условий минимизации времени обнаружения пожара АСПЗ;
- синтез модульной структуры АСПЗ промышленного объекта;
- разработка предложений по техническому и нормативному обеспечению формирования интегрированной АСПЗ промышленного объекта.
Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2012 года, а также планом научно-исследовательских работ Академии ГПС МЧС России на 2011-2012 гг.
Объектом исследования является автоматизированная система противопожарной защиты промышленных объектов, а предметом исследования - быстродействующая автоматизированная система противопожарной защиты объектов нефтепереработки.
Основные методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы методы теории вероятностей и математической статистики, методы математического моделирования и анализа.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в том, что впервые:
- построена математическая модель процесса функционирования автоматизированной системы противопожарной защиты, позволяющая проводить сравнительную оценку эффективности применяемых средств пожарной сигнализации и пожаротушения на промышленном объекте;
- получены математические выражения для определения параметров функционирования дымового точечного оптического пожарного извещателя и пожарного извещателя пламени, учитывающие реальные параметры объекта, условия возникновения факторов пожара и их влияние на характеристики обнаружения пожара извещателями;
- определены условия минимизации времени обнаружения пожара на основе рационального выбора и размещения пожарных извещателей, применения модулей сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии промышленного объекта, а также применения средств видеонаблюдения, интегрированных в систему противопожарной защиты.
Практическая ценность и значимость работы заключается в том, что:
- условия минимизации времени обнаружения пожара могут быть использованы при проектировании систем противопожарной защиты объектов нефтепереработки;
- разработанный модуль обнаружения, сбора и первичной обработки сигналов пожарных извещателей, защищенный патентом на полезную модель РФ, позволит повысить эффективность адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации;
- разработанная модульная структура автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки, защищенная патентом на полезную модель РФ, обеспечит минимизацию времени сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии объекта нефтепереработки и формирование команд управления;
- сформированные предложения по совершенствованию нормативного и технического обеспечения могут быть использованы при проектировании АСПЗ в составе комплексных систем безопасности объектов нефтепереработки.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы:
- в научных исследованиях Академии ГПС МЧС России по совершенствованию систем производственной и пожарной автоматики;
- в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по специальности Пожарная безопасность;
- ООО Пожинжиниринг (Санкт-Петербург) при проведении исследований и внедрении научно-технических разработок в АСПЗ объектов нефтепереработки;
- НОУ Институт электронных систем безопасности при подготовке и повышении квалификации технических специалистов пожарной безопасности.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, приведенных в диссертационной работе, достигнута за счет применения для решения поставленных задач апробированных математических методов, значительного объема данных для статистических исследований, согласованностью полученных результатов с известными данными исследований в смежных областях.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы были доложены и получили одобрение на 18-й, 19-й и 20-й научнотехнических конференциях Системы безопасности международного форума информатизации (Москва, Академия ГПС МЧС России, 2009 - 20гг.), Всероссийской научно-практической конференции Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем (Воронежский институт МВД России, 2010 г.), научнопрактической конференции на международной специализированной выставке Пожарная безопасность XXI века (Москва, 2010 г.), научнопрактической конференции Организационные и научно-технические проблемы обеспечения пожарной безопасности (Ташкент, Высшая техническая школа пожарной безопасности МВД Республики Узбекистан, 2011 г.), научно-практической конференции Молодые ученые о системе обеспечения безопасности в условиях природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в первой половине XXI века (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011 г.), научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Проблемы техносферной безопасности (Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012 г.).
Публикации. По тематике диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 10 статей, из которых 7 из перечня изданий, рекомендованных ВАК, 11 докладов на конференциях, получено 2 патента РФ на полезную модель. 5 работ опубликовано без соавторов.
В работах, опубликованных в соавторстве в изданиях из перечня ВАК, лично автором предложено и обосновано:
[1] - перспективы развития индустрии пожарной сигнализации в России;
[3] - предложения по корректировке терминологии технического регламента о требованиях пожарной безопасности;
[5] - обосновано применение средств видеонаблюдения для сокращения временных задержек в АСУ противопожарной защитой промышленного объекта;
[6] - обоснованы исходные условия и применение теории вероятности к построению стохастической модели процесса обнаружения и тушения пожара на промышленном предприятии;
[7] - разработана математическая модель обнаружения пожара дымовыми точечными пожарными извещателями, учитывающая начальный этап развития пожара.
В остальных опубликованных в соавторстве работах присутствует неделимое единство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, заключения, списка литературы (137 наименований) и 4 приложений.
Основное содержание диссертации изложено на 149 страницах машинописного текста, включает 4 таблицы и 29 рисунков. Список литературы и приложения занимают 48 страниц.
На защиту выносятся:
- математическая модель процесса функционирования АСПЗ, позволяющая производить оценку ее эффективности по величине вероятности тушения пожара без существенного материального ущерба;
- математическая модель параметров обнаружения дымового точечного оптического пожарного извещателя, учитывающая временные характеристики распространения факторов пожара и математическая модель пространственных параметров обнаружения пожарного извещателя пламени, учитывающая геометрические размеры контролируемого объекта;
- условия минимизации времени обнаружения пожара на основе рационального выбора и размещения пожарных извещателей, применения модулей сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии промышленного объекта, а также применения средств видеонаблюдения.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе Современное состояние автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки и задачи ее совершенствования определены место и роль АСПЗ в комплексной интегрированной системе безопасности, проведен анализ состояния разработки и производства средств сбора и обработки данных в автоматизированной системе противопожарной защиты и сформулированы задачи совершенствования АСПЗ объектов нефтепереработки.
Во второй главе Анализ методов повышения эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты проведен теоретический анализ эффективности функционирования системы обнаружения и тушения пожара на промышленном объекте, разработаны математические модели процесса обнаружения факторов пожара извещателями и проведено экспериментальное исследование эффективности обнаружения пожара точечными пожарными извещателями.
Получено выражение для оценки вероятности ликвидации пожара за время tт< tр, t p g0(1 K1KфVp)eg tT (1K1KфVp )-1-tзdtт = Рт(tт < tр) = tз (1K1KфVp ) g0t tз (1K1KфVp ) р 1 e 1K1KфVp, при t tз (1 K1KфVp ) p , (1) 0, при t tз (1 K1KфVp ) p где g0 - мгновенная плотность вероятности обнаружения пожара извещателем; tр - разрешающее время, при котором развитие очага пожара не приводит к образованию существенного материального или иного ущерба;
tз - период задержки активного пожаротушения; К1 - коэффициент пропорциональности; Кф - коэффициент формы пожара; Vр - скорость распространения пожара.
Критерием существенности ущерба может служить отсутствие прибыли от применения системы противопожарной защиты.
Вероятность не ликвидации пожара за время tт < tр, то есть вероятность появления существенного ущерба, будет Рт(tт > tр) = 1 - Рт(tт < tр). (2) На рис. 1 представлена зависимость Рт(tт > tр) при отсутствии задержки организации тушения (tз = 0). Из графика следует, что увеличение go приводит к резкому снижению вероятности появления ущерба.
Для определения возможностей увеличения эффективности СПС проведены теоретическая и экспериментальная оценки влияния характеристик ПИ на время обнаружения пожара обн. Для дымового точечного оптико-электронного пожарного извещателя (ДТПИ) получено математическое выражение:
PДК 3 0,48H 4 / 3 1,3H 1/ 2R11/ обн ( )1/ а1 а2 и, (3) (AQ)1/ 3 (AQ)1/ G0VЛгде и - инерционность извещателя; A - постоянный коэффициент;
G0 - удельная дымопроизводительность; Q - тепловая мощность очага по жара; Н - высота помещения; R - расстояние по горизонтали от извещателя до очага пожара; РДК - минимальная обнаруживаемая извещателем концентрации дыма; VЛ - линейная скорость распространения пожара;
а1, а2 - коэффициенты размерности.
Рт(tт > tр) PT3(240) 0.10.PT1(tp) 0.PT2(tp 2) PT3(tp 3) 0.0.0 400 800 1200 1600 20tp tp 2 t p tр, с Рис. 1. Зависимость Рт(tт > tр) от разрешающего времени tр при следующих значениях параметров: К1КфVр = 5; tз = 0 с; 1 - go = 0,05 с-1; 2 - go = 0,02 с-1; 3 - go = 0,01 с- Выражение (4) учитывает основные этапы, определяющие время обнаружения пожара, а именно: этап возникновения пожара и связанных с этим временных задержек на его развитие до обнаруживаемых размеров, этап распространения обнаруживаемого фактора (дыма) до потолка помещения, этап растекания его вдоль потолка в виде осесимметричной веерной полуограниченной струи до места установки ДТПИ, этап задержки формирования извещения о пожаре (инерционность ПИ).
В результате расчетов и анализа известных экспериментальных данных определено, что одним из основных параметров, определяющих обн является расстояние от места размещения ДТПИ до очага пожара. Так, для высоты помещения 4 м, уменьшение R до 1 м может значительно уменьшить длительность этого этапа, сократив в 1,5 - 5 раз общее время обнаружения.
Проведенные экспериментальные исследования на специальном стендовом оборудовании (рис. 2) показали также существенную зависимость времени обнаружения ДТПИ от установленного порога срабатывания, а также используемых дополнительных факторов пожара в комбинированном и мультикритериальном ПИ с дымовым каналом.
В результате определены условия минимизации времени обнаружения пожара, связанные непосредственно с пожарными извещателями:
устанавливать ДТПИ на потолке производственного помещения на минимальном расстоянии (не более 1 м) над технологической установкой;
использовать в составе СПС двухпороговые ДТПИ, а также ПИ с пониженным (в пределах разрешенных значений) порогом срабатывания, устанавливаемым при настройке адресных программируемых или адресноаналоговых СПС;
использовать в составе системы сигнализации мультикритериальные АПИ, в которых повышение чувствительности достигается за счет комплексного анализа дополнительных признаков пожара.
Для автоматического ПИ пламени получено математическое выражение для определения фактической защищаемой площади FФЗО, учитывающее форму и высоту технологического объекта.
(H h0 ) FФЗО sin( / 2) sin( / 2)cos2 ( )tg( / 2) 1/ tg( / 2) tg( / 2)2 , (5) 1 где Н - высота установки извещателя; - угол наклона оптической оси АПИ относительно вертикальной оси; - угол симметричной характери стики направленности АПИ; h0 - высота технологической установки; - эквивалентный угол наклона плоскости технологического объекта.
Время обнаружения, с 3200 17' 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,Чувствительность, Дб/м Рис. 2. Результаты испытаний дымовых пожарных извещателей:
1 - дымовой с установкой чувствительности № 1; 2 - дымовой с установкой чувствительности № 2; 3 - дымовой с установкой чувствительности № 3;
4 - дымовой с установкой чувствительности № 4; 5 - дымовой пороговый традиционный; 6 - комбинированный (дым + тепло); 7 - мультикритериальный;
7' - мультикритериальный (канал "Внимание") В случае сложной геометрической конфигурации объекта возможно образование мертвых зон, в которых часть установки выходит из зоны обнаружения АПИ. Таким образом, при проектировании СПС для АПИ пламени выбор места его размещения и ориентации зоны обнаружения должны сопровождаться предварительным трехмерным моделированием, с учетом формы и размеров защищаемой технологической установки.
В третьей главе Оптимизация модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки рассмотрены общие подходы и конкретные направления решения задачи оптимизации АСПЗ, вариант их практической реализации на примере синтеза модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты нефтеперерабатывающего предприятия.
В рамках задач, поставленных в диссертации, оптимизация АСПЗ сводится к минимизации времени обнаружения пожара и принятия управленческих решений для его ликвидации.
При этом достижение цели диссертации не сводится только к уменьшению времени обнаружения пожара АПИ. Временные задержки функционирования АСПЗ в составе интегрированной системы безопасности промышленного предприятия определяются также структурой построения системы, составом и применяемыми протоколами обмена данными между элементами (подсистемами). Поэтому минимизация задержки возможна путем уменьшения времени передачи извещений между информационными и управляющими подсистемами в результате организации прямых каналов связи между ними, а также применением компьютерных локальных сетей.
Перспективным направлением является использование адресноаналоговых систем пожарной сигнализации (ААСПС), преимущество которых заключается в потенциальной возможности сверхраннего обнаружения пожара при низкой вероятности ложных тревог, поскольку в них приёмно-контрольный прибор, располагая текущей информацией о значениях контролируемого параметра в любом месте защищаемого объекта, может принимать решение о наличии пожара, основываясь на сигналах от нескольких извещателей, расположенных в одной зоне. Выигрыш во времени обнаружения в зависимости от условий применения и выбора технических средств может оказаться определяющим для минимизации ущерба.
В диссертации рассмотрены практические возможности реализации выявленных преимуществ ААСПС. В частности, извещение о пожаре может быть сформировано при условии, что коэффициент взаимной корреляции сигналов от пожарных извещателей, расположенных на объекте, до стигнет установленного порогового значения. То есть, если наблюдается устойчивое совместное увеличение контролируемых факторов, возможно принятие решения о пожаре на его ранней стадии. Для этого процесс принятия решения о возникновении пожара должен проходить в режиме реального времени, следовательно, быстродействие ААСПС должно быть относительно высоким.
Одним из направлений уменьшения времени при одновременном повышении достоверности обнаружения пожара является применение средств видеонаблюдения, интегрированных с системами пожарной автоматики и противоаварийной защиты.
Проведенный анализ позволил выделить основные методы алгоритмической обработки видеосигнала, позволяющие создать специальные видеодетекторы, которые запрограммированы на определенные ситуации и позволяют в автоматическом режиме обнаружить признаки аварийной ситуации и пожара.
При разработке технологической части АСПЗ снижение инерционности не должно приводить к появлению ложных срабатываний.
Ввиду этого, основной задачей применения средств видеонаблюдения является визуальное подтверждение факта пожара и аварии.
Для решения этой задачи в работе сформированы основные технические требования к видеонаблюдению, интегрированному в АСПЗ, которые являются необходимыми исходными данными для проектирования.
Разработана структурная схема модульной АСПЗ технологического объекта нефтепереработки (рис.3). Предложен состав комплекса технических средств и составлено описание технического обеспечения АСПЗ. Систему предложено создавать как трехуровневую с иерархической структурой, реализующей на нижнем уровне функции пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения, на среднем - функции управления средствами пожаротушения, а на верхнем - централизованное управление системой противопожарной защиты. Объекты, входящие в систему противопожарной защиты, посредством цифрового интерфейса объединены в единую сеть, позволяющую передавать информационные и управляющие сигналы.
4 12 16 Операторная Контроллерная Модуль газового пожаротушения Модуль пожарной сигнализации 14 Электро- помещение 3 6 Территория технологической установки КУ-7 10 15 18 Рис. 3 Структурная схема АСПЗ технологической установки НПЗ:
1, 3, 17 - пожарные извещатели; 2 - прибор приемно-контрольный пожарный;
4 - пожарная часть; 5 - АРМ оператора; 6, 11 - модуль питания и управления;
7 Цагрегатный модуль пенотушения; 8 - центральная операторная; 9 - контроллер модулей пожаротушения, водяного орошения и водяной завесы; 10 - извещатели пламени со встроенной видеокамерой; 12 - подсистема оповещения людей о пожаре;
13 - встроенная панель контроля и управления; 14 - прибор управления газовым пожаротушением; 15 - модули орошения; 16 - подсистема видеонаблюдения; 18 - модуль управления подачей воды к лафетным стволам; 19 - насосная пожаротушения; 20 - модульная установка газового пожаротушения; 21 - модули управления водяной завесой Технические требования к подсистемам АСПЗ технологических объектов ООО РН-Туапсинский НПЗ сформулированы на основе разработанной в диссертации концепции модульного построения с применением видеонаблюдения и средств раннего обнаружения пожара.
В четвертой главе Техническое и нормативное обеспечение интеграции в автоматизированной системе противопожарной защиты объектов нефтепереработки рассмотрено решение актуальных прикладных задач при построении АСПЗ, научно обоснованных в предыдущих главах, а также предложения по совершенствованию нормативного обеспечения АСПЗ.
Одним из перспективных методов уменьшения времени сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей является модульная структура подсистемы сбора и обработки данных. При этом предварительная обработка сигналов от извещателей осуществляется в модуле, а адрес модуля указывает на контролируемую пожарную зону.
Предложено техническое решение построения модуля групповой обработки сигналов пожарных извещателей, в котором роль адресного расширителя играет ведущий АПИ, к которому подключаются другие ПИ, расположенные в контролируемой зоне (рис.4).
Преимуществом применения такого модуля является уменьшение времени анализа пожароопасной ситуации в конкретном защищаемом помещении. При этом не исключается одновременная передача текущих значений контролируемого параметра от каждого извещателя непосредственно на приёмно-контрольный прибор ААСПС.
Система телевизионного видеонаблюдения (СТВ) для наиболее эффективного решения задач в составе интегрированной системы противопожарной защиты объекта нефтепереработки также должна формироваться по модульному принципу. За модулем закрепляют совокупность технических средств, приборов и устройств, объединенных линиями связи, для решения конкретной функциональной задачи.
Разработанная структурная схема модульной СТВ Туапсинского НПЗ обеспечивает стыковку и обработку команд от серверов систем пожарной и противоаварийной автоматики. СТВ для объектов категории значимости А использует унифицированное оборудование высшего класса, в том числе сетевые видеокамеры. Взаимодействие с системой противопожарной защиты установки и АСУТП промышленной установки КУ-4 осуществляется в результате обмена информацией по протоколу верхнего уровня TCP/IP в единой сети обмена информацией по оптоволоконной линии связи от системных менеджеров Endura в центральное коммутационное устройство через оптический кросс.
Оптимальный выбор каналов связи позволяет повысить надежность системы сбора и обработки информации АСПЗ, проектируемой на промышленном предприятии. Предложено и обосновано: на нижнем уровне сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей использовать электропроводный канал связи, а на уровнях связи приборов приемноконтрольных, видеокамер с контроллерами и шкафами управления - оптоволоконную магистраль.
11 12 1 Рис. 4. Структурная схема объектового модуля обнаружения пожара:
1 - блок контроля; 2 - блок групповой обработки; 3 - блок индикации;
4 - формирователь извещений; 5 - блок питания; 6 - блок подключения;
7 - первый блок сравнения; 8 - второй блок сравнения; 9 - третий блок сравнения;
10 - блок формирования порогов; 11 - блок логический; 12 - блок сопряжения Рассмотрены и предложены перспективные варианты построения каналов связи, работающих в экстремальных условиях: интеллектуальной системы пожарной сигнализации на основе одинарного кольцевого проводного шлейфа, системы сбора и обработки информации в АСПЗ - на основе оптоволоконной магистрали в виде двойного кольца.
Сформулированы основные задачи совершенствования нормативнотехнического обеспечения системы противопожарной защиты НПЗ в составе комплексной интегрированной системы безопасности.
В результате анализа основных нормативно-технических документов в области пожарной безопасности предложено и обосновано внесение изменений в 123-ФЗ и приведение его терминологии в соответствие с 384-ФЗ.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ Основные научные результаты, выводы и предложения, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:
1. Разработана стохастическая модель процесса обнаружения и тушения пожара, характеризующая зависимость вероятности нанесения ущерба от параметров развития пожара во времени, а также характеристик его обнаружения и тушения системой противопожарной защиты. Полученные математические выражения наглядно показывают существенное влияние процесса обнаружения пожара средствами пожарной сигнализации на вероятность возникновения значимого ущерба.
2. В рамках задач, поставленных в диссертации, оптимизация АСПЗ должна рассматриваться как минимизация времени обнаружения пожара и принятия управленческих решений для его ликвидации. Минимизация может быть обеспечена при реализации условий, определенных в результате анализа математических моделей параметров функционирования дымового точечного оптического пожарного извещателя и пожарного извещателя пламени, а также проведенных экспериментальных исследований.
3. Разработана модульная структурная схема АСПЗ технологического объекта, обеспечивающая уменьшение времени сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей. При этом, предварительную обработку сигналов от извещателей целесообразно осуществлять в специальном модуле, адрес которого указывает на контролируемую пожарную зону.
4. Рассмотрены и предложены перспективные варианты построения каналов связи, работающих в экстремальных условиях: интеллектуальной системы пожарной сигнализации на основе одинарного кольцевого проводного шлейфа, системы сбора и обработки информации в АСПЗ - на основе оптоволоконной магистрали в виде двойного кольца.
5. Сформулированы предложения по совершенствованию нормативного и технического обеспечения системы противопожарной защиты НПЗ в составе комплексной интегрированной системы безопасности.
Таким образом, в результате комплекса теоретических и научнотехнических работ, выполненных в рамках диссертации, осуществлена научно-обоснованная техническая разработка модульной структуры АСПЗ объектов нефтепереработки, обеспечивающей повышение быстродействия обнаружения и сигнализации о пожаре.
Достижение цели исследования позволит обеспечить решение важной научной задачи - на основе повышения эффективности АСПЗ объектов нефтепереработки повысить уровень пожарной безопасности данных объектов.
Основное содержание диссертации и результаты исследования отражены в следующих публикациях автора:
В изданиях, рекомендованных ВАК России по научной специальности диссертационной работы 1. Антоненко А.А., Буцынская Т.А., Фёдоров В.Ю. Состояние индустрии безопасности в современной России // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 2 (30). - 2010. - 4 с. - - 0421000050/0018.
2. Федоров В.Ю. Временные характеристики обнаружения дыма пожарными извещателями // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. № 2. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С..
3. Федоров В.Ю., Жатиков Д.В. О применении терминологии технического регламента по пожарной безопасности // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 3 (37) -
4. Фёдоров В.Ю. Метод и устройство групповой обработки сигналов извещателей в системе пожарной сигнализации // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 4 (38). - 2011. - 4 с. - - 0421100050/0057.
5. Буцынская Т.А., Фёдоров В.Ю., Буй Суан Хоа. О сокращении вре менных задержек в АСУ противопожарной защитой объекта // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 5 (39). - 2011. - 4 с.
-
6. Федоров В.Ю., Буцынская Т.А., Буй Суан Хоа. Вероятностная модель процесса обнаружения и тушения пожара на промышленном предприятии // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 2 (42). - 2012. - 4 с. -
7. Фёдоров В.Ю., Буцынская Т.А. Математическая модель обнаружения пожара дымовыми точечными пожарными извещателями // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 1 (41). - 2012.
- 5 с. -
Патенты 8. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю. Извещатель для тревожной сигнализации: пат. на полезную модель №1050Рос. Федерация: МПК G0B 13/00. Заявка № 2011104664/08 от 10.02.2011.
9. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Федоров В.Ю., Буй Суан Хоа. Автоматизированная система противопожарной защиты: пат. на полезную модель №116670 Рос. Федерация: МПК G0B 13/00. Заявка № 20121041от 07.02.2012.
В других изданиях 10. Федоров В.Ю. Основные задачи
повышения эффективности систем раннего обнаружения пожара на критически важном промышленном объекте // Материалы восемнадцатой научно-технической конференции Системы безопасности - 2009. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2009.
11. Федоров В.Ю. Выбор канала связи в системе обнаружения пожара на промышленном предприятии // Материалы XIX научно-технич. конф.
Системы безопасности - 2010. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. - С.83-86.
12. Вакуленко С.В. Федоров В.Ю. Нормативно-техническое обеспечение управления комплексной безопасностью на нефтеперерабатывающих предприятиях // Сборник трудов (по материалам конференций и семинаров). - М.: Эксподизайн -Холдинг Пожарная книга, 2010. - С.90, 91.
13. Антоненко А.А., Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Стандартизация в области комплексных систем безопасности // Материалы конференции Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2010.
14. Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Роль комплексных и интегрированных систем в обеспечении безопасности объектов хозяйствования // Материалы конференции Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2010.
15. Буцынская Т.А., Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Состояние рынка средств пожарной сигнализации в России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, № 3. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011.
16. Федоров В.Ю. Основы интеграции систем противопожарной защиты и видеонаблюдения промышленного предприятия // Материалы двадцатой научно-технической конференции Системы безопасности - 2011.
- М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С. 280-282.
17. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю.
Групповой извещатель для тревожной сигнализации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, № 1. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С. 42-46.
18. Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Буй Суан Хоа, Федоров В.Ю.
Задачи повышения эффективности систем противопожарной защиты критически важных промышленных объектов // Материалы научнопрактической конференции. - Ташкент: Высшая техническая школа пожарной безопасности МВД Республики Узбекистан, 2011. - С.38, 39.
19. Вакуленко С.В., Федоров В.Ю. Обеспечение требуемой надежности систем экологической безопасности на объектах нефтеперерабатывающего комплекса // Материалы научно-практической конференции Молодые ученые о системе обеспечения безопасности в условиях природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в первой половине XXI века. - СанктЦПетербург: СанктЦПетербургский университет ГПС МЧС России, 2011.
20. Вакуленко С.В., Федоров В.Ю. Автоматизация системы управления как часть модульной системы противопожарной защиты НПЗ // Нефть.
Газ. Новации, научно-технический журнал, № 5, 2011. - С. 48-50.
21. Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю., Буй Суан Хоа. Перспективы комплексных систем безопасности // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Проблемы техносферной безопасности.- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.
22. Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Стандартизация в области комплексных систем безопасности // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Проблемы техносферной безопасности.- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.
23. Федоров В.Ю. Характеристика обнаружения пожара извещателем пламени // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Проблемы техносферной безопасности.- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.
Перечень основных сокращений ААСПС - адресно-аналоговая система пожарной сигнализации;
АПИ - автоматический пожарный извещатель;
АСПЗ - автоматизированная система противопожарной защиты;
ДТПИ - дымовой точечный пожарный извещатель;
НПЗ - нефтеперерабатывающий завод;
ПИ - пожарный извещатель;
СПС - система пожарной сигнализации;
СТВ - система телевизионного видеонаблюдения
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям