автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Информационная система поддержки принятия решений для разработки фильтрующих портативных средств индивидуальной защиты органов дыхания

На правах рукописи

БАЮКИН Михаил Валерьевич

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ ПОРТАТИВНЫХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003069482

Работа выполнена на кафедре Эколого-экономического анализа технологий в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии им М В Ломоносова"

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ярыгин Геннадий Андреевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Ермуратский Петр Васильевич

Ведущая организация

кандидат технических наук Новиков Виктор Константинович

ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Росатома (ФГУП "ВНИИХТ")

Защита состоится " 29 " " мая " 2007 года в 12 00 час на заседании диссертационного совета Д 212 120 08 при Московской государственной академии тонкой химической технологии им М В Ломоносова по адресу 119571, г Москва, пр Вернадского, 86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им М В Ломоносова

(119571, г Москва, пр Вернадского, 86)

Автореферат диссертации размещен на сайте www mitht ru

Реферат разослан " 27 "" апреля " 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук Бурляева Е В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Усиливающееся негативное воздействие химических факторов на население, производственную, социальную среду и экологическую систему в целом, увеличение вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных химических объектах (включая вероятность возможных террористических воздействий на химически опасных объектах), террористические акты в местах массового скопления людей представляют возрастающую угрозу жизнедеятельности человека, национальной безопасности, социально-экономическому развитию Российской Федерации

Защита жизни и обеспечение безопасности здоровья населения является основной функцией государства, закрепленной Конституцией Российской Федерации В декабре 2003 года Президент России подписал важнейший для выполнения этой функции государства документ,- "Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и на дальнейшую перспективу"

Концепция обеспечения химической и биологической безопасности, изложенная в указанном документе, предусматривает создание государственной системы обеспечения химической и биологической безопасности как составной части единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и их последствий Ее реализация базируется на комплексе мер нормативно-правового, научно-технического и организационного характера

Одной из основных научно-технических задач при реализации концепции предусматривается «разработка и внедрение систем комплексной индивидуальной и коллективной зашиты от опасных химических и биологических факторов » Следует подчеркнуть, что важным аспектом решения этой задачи является «обеспечение населения портативными средствами индивидуальной зашиты органов дыхания для снижения риска химических и биологических поражений при техногенных авариях, природных катастрофах и террористических проявлениях»

Однако в настоящее время портативные СИЗОД для населения (которые также принято называть самоспасателями) не рассматриваются в качестве самостоятельного класса средств индивидуальной защиты и не имеют самостоятельной полноценной нормативно-методической базы Имеющиеся отдельные документы носят фрагментарный характер и по многим позициям не согласуются между собой В результате наблюдается постоянное стремление подвести эти изделия под существующие нормативы, разработанные для средств защиты других классов Это приводит, по мнению специалистов в области СИЗОД, к различному пониманию вопросов идеологии разработки и использования данного

Г

вида изделий и, в конечном счете, тормозит их разработку, внедрение в производство и продвижение на потребительский рынок

Принципиальные отличия самоспасателей по цели, назначению, кратности и времени использования вызывают, в частности, необходимость серьезного уточнения взглядов на формирование перечня поражающих факторов и установление уровней их воздействия, а также методов испытаний и разработку изделий в целом

В свете вышеизложенного, актуальность работы, направленной на систематизацию имеющейся информации по портативным фильтрующим средствам индивидуальной защиты органов дыхания, а также разработку информационной системы поддержки принятия решений при проектировании самоспасателей, не вызывает сомнения

Цель работы: Повышение эффективности принятия решений при проектировании фильтрующих портативных средств индивидуальной защиты органов дыхания

Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:

1 Системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания и нормативно-методических источников информации

2 Разработка метода оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания для поддержки принятия решений на этапе проектирования

3 Разработка метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода

4 Анализ САБЕ-систем и разработка информационно-логической модели базы данных для поддержки принятия решений при разработке портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания

Научная новизна:

1 Впервые выполнен системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания

2 Предложена классификация фильтрующих самоспасателей в общей системе средств индивидуальной защиты органов дыхания

3 Разработан метод оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в условиях чрезвычайных ситуаций

4 Разработан метод расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода Практическая значимость:

1 Создана в среде Е11\У1п 4 О БР1 логическая модель базы данных для информационной поддержки разработки портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания

2 Разработанные методы оценки эффективности применения самоспасателей и расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ приняты Научно-внедренческим центром ООО "Эпицентр маркет" для проектирования и обоснования требований к фильтрующим самоспасателям

3 Результаты разработки метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ вошли в проект изменений к ГОСТ Р 22 9 09-2005 "Средства индивидуальной защиты населения в чрезвычайных ситуациях"

4 По результатам созданной информационно-логической модели базы данных на базе Научно-внедренческого центра ООО "Эпицентр маркет" разрабатывается универсальная моделирующая система прогнозирования обстановки в чрезвычайных ситуациях (УМСПО 1 0)

5 Результаты данной работы легли в основу разработки и производства 4-х промышленных модификаций защитного капюшона "Феникс" Апробация работы: Основные результаты работы были доложены на

Российских и Международных научно-технических конференциях Российская научно-практическая конференция с международным участием «Современные проблемы военной и экстремальной терапии» (ноябрь 2005 г), Российская научная конференция «Новое поколение систем жизнеобеспечения и защиты человека в чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера» (ноябрь 2006 г), VII Международная научно-практическая конференция «Токсикологические проблемы безопасности среды жизнедеятельности человека и безопасности пищевых продуктов в Восточной и Центральной Европе» (май 2006 г), XII Международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (направление - инженерная экология) (март 2006 г), XI Международная научно-техническая конференция "Наукоемкие химические технологии-2006" (октябрь 2006 г), Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 45-летию ФГУП «НИИГПЭЧ» ФМБА России «Актуальные проблемы химической безопасности в Российской Федерации» (февраль 2007 г)

Публикации: Результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 в статьях (из них 1 статья в журнале, рецензируемом ВАК), 2 в публикациях сборников трудов и тезисов докладов конференций и семинаров, 4 в депонированных научно-технических отчетах

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 103 страницах, включая библиографию из 114 источников, 14 рисунков и 19 таблиц

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и задачи исследования, сформулированы элементы научной новизны, показана научная и практическая значимость полученных результатов

В первой главе «Системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания и нормативно-методических источников информации» рассматривается общая характеристика системы средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), исходя из состояния окружающей воздушной среды, проводится анализ показателей качества СИЗОД Также рассматривается роль фильтрующих самоспасателей в общей системе СИЗОД и проводится аудит нормативно-методических источников информации

На современном этапе развития техники качество научно-технических разработок и исследований все в большей мере оценивается исходя из критерия целевой эффективности работ в целом В этих условиях создание новых инженерных конструкций принимает форму процесса, в котором научные исследования, реализация технических решений, их производство и эксплуатация сливаются в единую взаимосвязанную систему Очевидна необходимость системного подхода как к процессу разработок в целом, так и к отдельным научно-техническим направлениям, в частности к разработке и исследования средств индивидуальной защиты органов дыхания

Классификация средств индивидуальной защиты органов дыхания, не относящихся к специальным видам СИЗОД устанавливается в первую очередь исходя из состояния окружающей воздушной среды, находясь в которой человеку требуется защита (рис 1)

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Окружающая воздушная среда

Загрязненный воздух Недостаток кислорода в воздухе - (менее 17 об % кислорода)

Аэрозоли

■>• Газы и пары вредных химических веществ

Аэрозоли, газы и пары

Рисунок 1 Классификация окружающей воздушной среды

При этом существует два различных метода обеспечения индивидуальной защиты органов дыхания от вредной окружающей воздушной среды путем

■ очистки воздуха - фильтрующее средство, зависящее от состояния

окружающей воздушной среды,

■ подачи чистого воздуха или кислорода от какого-либо источника -

изолирующее средство (дыхательный аппарат), независящее от состояния

окружающей воздушной среды

Отмечается, что многие аспекты разработки СИЗОД необходимо рассматривать исходя из анализа концептуальной системы «человек - окружающая воздушная среда - СИЗОД», состоящей из трех подсистем

I подсистема характеризует влияние различных факторов окружающей воздушной среды на работоспособность и возможность трудовой деятельности человека (промышленная гигиена, токсикология, физиология и др )

II подсистема характеризует защитные и эксплуатационные свойства СИЗОД (физико-химические и конструкторско-технологические основы создания СИЗОД)

III подсистема характеризует эргономические (физиолого-гигиени-ческие, эстетические и др) свойства СИЗОД и воздействие их на человека (медико-технические основы СИЗОД)

При этом каждый элемент системы характеризуется рядом параметров, которые нормируются в требованиях технических заданий на новые разработки или оптимизируются при совершенствовании (модернизации) существующих образцов СИЗОД

На рис 2 представлены определяющие параметры системы, которые могут характеризовать состояние системы в нормальных и экстремальных условиях Исследование их взаимосвязи осуществляется по целому ряду направлений в рамках разработки СИЗОД

Проводится анализ показателей качества, а также требований к процедуре и методам анализа СИЗОД Вместе с тем высказывается заключение о целесообразности уже сейчас «унифицировать» испытания в международном масштабе

Анализ фильтрующих портативных средств индивидуальной защиты органов дыхания (самоспасателей) в рамках общей системы СИЗОД показвает, что необходимость выделения самоспасателей в отдельный класс обусловлена рядом таких объективных причин, как специфическое назначение, особенности предъявляемых к ним требований по кратности использования, перечню и уровню защитных свойств, условиям применения, эксплуатационным характеристикам

1 р с б о н а 11» я т сх и и ч е с к и х^ада^ий 11 новые

Контур обратной связи

Вход системы

V

II подсистема

Окружающая воздушная среда

|.\Д:шутнак

вентиляция легких

{Глубина дыхания | [Скорость движення воздуха [~Частота циклов ]

Содержание СО2 ~|

Ограничение зрительной информации_

Степень наминов (воздействие лицевой части на лицо и голову)

Характер физической _нагрузки_

Си сте м и ы е фа ктор ы А

Вредное вещество (физико-химический класс и класс опасности) Метеор ологич с скис факторы: температура, влажность и скорость воздуха

Кон центрация парогазообразных веществ Концентрация, вид и дисперсность аэрозолей

Структурно/-ч функциональный анализ

свячей полейстем

Определённе оючевш системных факторов

Оптимизация взанмо влияющих «сильны):» факторов

Контур обратной связи

Выход системы

С И 3 О Д

Масса (в целом и отельных частей) Габаритные" размеры \ Объем лодмасочного пространства

Сопротивление дыханию на вдохе

Сопротивление дыханию на выдохе

Время защигного действия по парогазообразным вредным веществам

Коэффициент проницаемости по аэрозолям

Пылсемкость и степень роста сопротивления во времени

{[ Подготовка решения на изготовление опытног^офщщга !| Л Системные факторы III подсистема

Рисунок 2. Структурная схема системного анализа определяющих параметров при разработке СИЗОД

Создание единого образца фильтрующего типа, обеспечивающего полную защиту человека во всех возможных ситуациях воздействия вредных факторов, представляет собой весьма сложную научно-техническую задачу, реализация которой в изделиях бытового назначения практически невозможна Это обусловлено неопределенностью в первую очередь характеристик поражающего фактора, возникающей вследствие многообразия опасных веществ, масштабами чрезвычайных ситуаций и условиями их возникновения В силу указанной неопределенности фильтрующе-сорбирующие системы самоспасателей должны обладать высокой универсальностью, то есть обеспечивать очистку вдыхаемого воздуха от аэрозолей, паров и газов с существенно различающимися физико-химическими свойствами, что требует их снаряжения одновременно фильтрующими материалами и несколькими типами сорбентов и катализаторов

Очевидным является факт, что наиболее эффективная защита населения будет достигаться при наличии системы самоспасателей, включающей как крупногабаритные, так и компактные изделия Возможный вариант классификации системы самоспасателей для населения представлен на рисунке 3

Рисунок 3 Структура системы самоспасателей для населения Также в первой главе проводится аудит нормативно-методического

обеспечения разработки самоспасателей и дается краткая характеристика основных документов в области разработки самоспасателей

Действовавшие до последнего времени государственные стандарты в области средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) давно перестали отвечать современным требованиям Далеко не вся продукция, выпускаемая по этим ГОСТам, могла конкурировать с изделиями, предлагаемыми на мировом рынке ведущими зарубежными компаниями

Новые стандарты содержат ряд требований, ранее отсутствовавших в отечественных ГОСТах требования к воспламеняемости, требования к эксплуатационным свойствам, определяемым в лабораторных условиях путем имитации трудовой деятельности, обязательность температурного воздействия на часть изделий перед лабораторными испытаниями

Общими особенностями разработанных стандартов являются

■ иная, чем в старых ГОСТах, трактовка степеней защиты изделий,

■ более жесткие методы определения защитных свойств, предусматривающие физическую нагрузку испытателя и разделение потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха,

■ четкое определение, какие показатели изучаются на человеке, какие на муляже с жесткой регламентацией процедуры испытаний на людях,

■ максимальное обеспечение безопасности испытателей путем применения нетоксичных тест-веществ, не используется, в частности, аэрозоль турбинного масла для испытаний на людях,

■ помимо применявшегося в отечественной практике тест-аэрозоля хлорида натрия предусмотрено использование гексафторида серы, вместо турбинного масла применяется парафиновое масло,

■ предусмотрена фиксация размеров лица испытателей,

■ определение содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе и определение изменений поля зрения проводятся не на человеке, а на муляже,

■ предусмотрен стандартный набор большей части испытательного оборудования и приспособлений, в т ч стандартный муляж головы,

■ обеспечена возможность оценки как отдельных элементов СИЗОД, так и изделий в целом

На рис 4 приведена структура нормативно-методического обеспечения разработки портативных фильтрующих СИЗОД

Рисунок 4 Структура нормативно-методического обеспечения разработки портативных фильтрующих СИЗОД

Во второй главе «Разработка методов поддержки принятия решений при проектировании самоспасателей на основе системного подхода» рассматриваются основные принципы разработки самоспасателей (Рис 5)

Анализ проблемы и определение системы

1 Г

Ана струк снст ЛИЗ туры емы

Анализ общей системы и показателей качества СИЗОД

Анализ нормативно-методического обеспечения

Выделение сам о спасателей в отдельный класс СИЗОД

Обоснование структуры системы самоспасателей _для населения_

Декомпозиция цели, выявление потребности в ресурсах и процессах, определение структуры

Разработка и внесение изменений в существующее нормативно- методическое обеспечение по СИЗОД

Анализ возможных чрезвычайных ситуаций

Разработка и внедрение технологий получения сорбционно-катал итич еских _материалов_

Построение моделей пожаров и определение значений поражающих факторов

Классификация зданий и сооружений по типам опасности на предмет использования различных типов СИЗОД

Пожары

Террористические акты

и

7

Чрезвычайные ситуации связанные с химически опасными объектами

Разработка моделирующих систем прогнозирования обстановка

Отбор вариантов и составление решения

Разработка сценариев проведения террористических _актов_

Обоснование аварийных пределов воздействия (АПВ) по широкому

спектру опасных химических веществ

Выбор компонентов фильтр ующе-поглощающей системы

Испытание сорбционно-катал итич еских материалов на динамических трубках

Испытание макета фильтр ующе-поглошающей системы

Анализ и выбор конструкционного решения СИЗОД

Проверка эффективности решення

Изготовление макета фильтрующего самоспасателя

Проведение полного цикла испытаний в соответствии с нормативно-методическим _пбегпачйнием_

Выводы об эффективности выбранного

-пещрнцд

Реализация принятого решення

Проведение сертификации изделия

Начало производства фильтрующего самоспасателя

Рисунок 5 Системный анализ этапов разработки самоспасателей

Проводится сравнительный анализ 10 существующих отечественных разработок самоспасателей В настоящее время на рынке портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания представлено 10 самоспасателей российского производства ГДЗК-У, ГДЗК, ГДЗК-М, СФП-1, «ЗЕВС», КЗ «Феникс», ПС «Феникс-2», КЗ «Феникс-Т2», КЗ «Феникс-3», КЗУ С точки зрения системного анализа, большое практическое значение представляет сравнительный анализ самоспасателей на предмет сбалансированности защитных свойств представленных изделий На рисунке 6 приведена структурная схема анализа защитных свойств самоспасателей

Рисунок 6 Структурная схема сравнительного анализа защитных свойств портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания

Также во второй главе подробно описывается разработка метода оценки эффективности применения самоспасателей в условиях чрезвычайных ситуаций техногенного характера Известно, что при решении задачи защиты населения, возможны два варианта ее реализации

Первый вариант - это обеспечение населения гражданскими либо промышленными противогазами фильтрующего типа Однако, здесь следует отметить, что данные средства предназначены для защиты, как правило, только от одной - двух групп веществ и не обладают свойством универсальной защиты от веществ, относящихся к группам А, В, Е, К

Второй вариант — это обеспечение населения удобными в использовании

эвакуационными самоспасателями Данные средства защиты должны иметь небольшие массогабаритные характеристики, представляющие человеку возможность их постоянного ношения с собой

Для обеспечения защиты должны реализоваться два независимых события, а именно средство защиты должно быть в наличии (Р„ - вероятность наличия СИЗОД у человека) и оно должно сработать без отказа (Я0(г) - вероятность безотказной работы в течение времени 1)

Для независимых событий можем записать в общем виде выражение для вероятности обеспечения защиты

Р,(')=РИ Ро(>)> (1)

где Ри - вероятность наличия СИЗОД у человека,

- вероятность безотказной работы в течение времени 1 Вероятность безотказной работы является функцией независимых друг от друга событий

Ро(')=РшЛ>) МО РПр, (2)

где Рт (е) - вероятность внезапных отказов,

Р„ (I) - постепенные (износовые) отказы (вероятность безотказной работы за время 1),

Рпр - вероятность приработочных отказов

Анализ данных величин показывает, что поскольку самоспасатели являются средствами одноразового использования в течение небольшого промежутка времени, влиянием постепенных (износовых) отказов можно пренебречь Тогда выражение для вероятности обеспечения защиты имеет вид

РЛ')=Р„ МО МО М (3)

В общем случае вероятность не поражения человека можно представить в виде соотношения

Г„(') = \-Р{Т), (4)

где ДТ) - вероятность поражения в точке с координатами (х, у) в пределах зоны распространения опасного химического вещества (ОХВ)

Для описания вероятности поражения воспользуемся выражением универсального закона токсичности

где Т(х,у,г) - токсоэффект в точке с координатами (х, у, £) (вблизи поверхности земли г— 0)

кт- параметр универсального закона токсичности

(6)

I о

где о- — среднеквадратическое отклонение биоответов от их медианного значения Для ориентировочных оценок обычно принимают значение к,, а 1

Значение токсоэффекта в случае ингаляционных поражений определяется соотношением

Т{Х-У'2)= 0„(г) ' (7)

где (х,у,2,т) - фактическая экспозиционная доза, получаемая

человеком за интервал времени т,

ОГР(т) - граничное значение экспозиционной дозы, характеризующее поражение людей с заданной степенью тяжести, либо аварийный предел воздействия

Значение фактической экспозиционной дозы, полученной человеком в точке с координатами (х, у, г) описывается соотношениями 8-10

{.х.У.г.1)=Отг{х,у,г,ттг) + Оап(х,у,2,т„) + ОЛх,у,:,О , (8)

где Отр{х,у,г,ттр) - экспозиционная доза, получаемая человеком в точке с

координатами у, г) за интервал времени до момента надевания СИЗОД,

А,о - экспозиционная доза, которая может быть получена человеком

в точке с координатами (х, у, ¿) за время пребывания в СИЗОД (определяется защитными свойствами конкретного изделия),

те„) - экспозиционная доза, которая может быть получена человеком в случае снятия самоспасателя через рекомендуемое инструкцией время, либо исчерпания защитных свойств фильтрующего элемента (коробки)

я*» (х.у,1,т)= ¡С(х,у,^)л+у~ ]с(х,у,г,1) Л+]с(х,у,х,1)Л, (9)

гДе _ время перевода средства защиты в рабочее состояние, в общем случае

С, ='»«,+'«Л.. (10)

гДе 'о,™ ~ время оповещения, 'надев ~ время надевания СИЗОД, 1„ - время снятия СИЗОД,

Л",(С,() - коэффициент защиты СИЗОД, как функции величины концентрации и времени нахождения в СИЗОД

Наличие вышеуказанных отношений позволяет перейти при характеристике конкретного изделия (образца) во-первых, к минимальной средней вероятности

защиты (?3) в пределах общей площади зоны химического заражения, ограниченной заданным значением токсодозы

Тз=Т I 7 РЛ*'У)<ЫУ. (И)

о о -1™

или

¡1 0-Р[Т(х,у)1)<Ьф, (12)

о О

где - выступает как площадь защиты, ограниченная заданным значением граничной токсодозы,

Хр — линейный размер зоны химического заражения по оси х, Упмх - максимальный линейный размер 3X3 по оси у, Ксз - вероятность внезапных и приработочных отказов

во-вторых, к площади защиты с заданной средней вероятностью в пределах зоны химического заражения

Ч=1Г УТ^')^' (13)

СГ 0 ...

^S-Sf/j'j {l-P[T(x,y)]}dxdy, (14)

О -J леи

' Т р

где Рср — заданная средняя вероятность защиты

Следует отметить, что представленный выше комплекс соотношений позволяет дополнительно описывать

1 поле концентраций, токсических доз и токсоэффектов с учетом любых вариантов использования СИЗОД, в том числе учитывать реальные возможности существующей системы оповещения

2 поле вероятностей поражения человека в пределах всей зоны химического заражения при любых реальных исходных условиях

Потери среди населения в зонах распространения ОХВ могут определяться с использованием соотношений

При отсутствии у населения самоспасателей

п= Я f(x.y.l.) F{lt) jc(x,y,z)dt

dxdy, (15)

где f{x,y,tc) — функция распределения населения по площади с учетом времени суток tc,

F(tc) - доля незащищенного населения с учетом времени При наличии у населения (части населения) самоспасателей соотношение (15) будет иметь вид

I c(x,y,z,t)di +-J—- у,2 l)di

о кз (С,') , ,

dxdy

Л= Я /(*.>мЛ г(0

*>в<\о (16)

Также во второй главе подробно описывается разработка метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ на примере монооксида углерода

Отсутствие гигиенических нормативов для оценки острых токсических эффектов при кратковременных (до 20-30 минут) воздействиях химических веществ

не позволяет адекватно судить о степени риска для здоровья людей при техногенных авариях, катастрофах и террористических актах Необходимость в таких нормативах очевидна, так как без них практически невозможно проводить разработку средств индивидуальной защиты органов дыхания (самоспасателей), рассчитанных на проведение эвакуационных мероприятий из очага заражения

В создавшейся ситуации возникла сложная проблема обоснования предела опасности непродолжительного пребывания людей в очаге загрязнения опасным веществом, составляющего по многолетнему опыту среднее время, равное 30 минутам Это то время, за которое пострадавший сможет покинуть или будет выведен (эвакуирован) из опасной зоны

Применительно к токсикологической оценке предела опасности острой интоксикации организма высокотоксичными соединениями целесообразно рассматривать такой показатель, как аварийный предел воздействия для чрезвычайных ситуаций (АПВчс)

При разработке портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания для населения весьма острой проблемой является обеспечение защиты от монооксида углерода, поэтому наиболее важным является обоснование АПВчс именно для данного опасного химического вещества

В основе подхода к обоснованию аварийного предела воздействия целесообразно использовать особенность механизма токсикологического действия оксида углерода, которая, как известно, заключается в том, что данное опасное химическое вещество, обладая большим сродством к гемоглобину крови (в 250-300 раз большим, чем кислород), легко вытесняет его из оксигемоглобина и, соединяясь с гемоглобином, образует карбоксигемоглобин (СОНЬ), не участвующий в дыхательной функции крови При этом многолетними исследованиями установлено, что имеется определенная корреляция между уровнем внешней ингаляционной дозы СО и степенью образования в крови карбоксигемоглобина

Практический интерес представляет получение функциональной зависимости содержания карбоксигемоглобина в крови (Ссонь) от действующей концентрации монооксида углерода (Ссо) и времени экспозиции (г)

Ссонь =/{Ссо,1), (21)

Получить данную функциональную зависимость возможно на основе обобщенных экспериментальных данных, приведенных в таблице 1, с применением программного продукта ТаЫеСигуе ЗБ, позволяющего представить графическую интерпретацию двухфакторных моделей, а также произвести поиск среди огромного списка моделей, содержащихся в данной программе (около 2-х миллионов моделей)

Таблица 1

Токсические концентрации и симптомы при отравлении людей

монооксидом углерода

Концентрация СО, мг/л Длительность воздействия Содержание СОНЬ, % Симптомы отравления

0,08-0,11 3,5 -5 ч 7-10 Снижение скорости зрительного восприятия, ухудшение выполнения психологических и психомоторных тестов

0,23 6ч 16-20 Боль в области лба, снижение физической работоспособности

0,23 - 0,34 5 -6 ч 23-30 Головная боль, ощущение пульсации в висках, головокружение

0,34 4ч 22-24 То же

0,34 5ч 26-27 То же

0,44 - 0,46 1 ч 15-19 Боли в области лба и затылка

0,44 - 0,46 2ч 21-28 То же

0,46 - 0,69 4-5 ч 36-40 Сильная головная боль, слабость, головокружение, тошнота и рвота, коллапс

0,8-1,15 3 -4 ч 47-53 То же

1,26-1,72 1,5-3 ч 55-60 Учащение дыхания и пульса, кома, судороги

1,8-2,3 1 -1,5ч 61-64 Ослабление дыхания и сердечной деятельности Может наступить смерть

2,3 - 3,4 30-45 мин 64-68 То же

3,4-5,7 20-30 мин 68-73 Слабый пульс, замедление и остановка дыхания Смерть

5,7-11,5 2-5 мин 73-76 То же

В качестве вводимых данных берутся данные из табл 1, причем в случае интервальных значений допустимо брать средние значения интервалов Действующая концентрации монооксида углерода (ССо, мг/л) и время экспозиции {(, ч) будут факторами модели (соответственно X к У), а содержание карбоксигемоглобина в крови Ссонь (%) будет откликом 2 При вводе значений, исходя из здравого смысла, необходимо принять во внимание, что график должен проходить через точку начала координат, а также через оси X и У, т к. Ссонъ~0 при Ссо=0 независимо от значения / и Ссаад=0 при /=0 независимо от значения Ссо Данный факт необходимо учесть вводом соответствующих весов «базовых» точек

Целесообразно «базовым» точкам присвоить веса 100,- это означает, что трехмерный график модели обязательно должен пройти через начало координат и осиХи У

В соответствии с введенными данными программа рассчитывает возможные варианты модели, проранжировав их в порядке убывания критерия качества модели - коэффициента детерминации (квадрата коэффициента корреляции между экспериментальными и рассчитанными значениями исследуемого показателя) Последовательный перебор графических представлений моделей в порядке убывания коэффициента детерминации позволяет проанализировать найденные модели на предмет отсутствия «нехарактерных всплесков» значений отклика 2

В данном случае требуемым условиям удовлетворяет модель ранга 25, номер формулы в справочнике программы № 2157, коэффициент детерминации г2=0,996 На рис 7 представлено графическое изображение модели, ограниченное

интервалами значений факторов Ссо [0;9], I [0;6] и интервалом значений отклика Ссонь [0;80]

Model СОНЬ

Rank 25 Eqn2157 z*POWX{a,b)*POWY{1 ,с)

ri=o 996 э=35 Ь=0 66 с=0 27

Сопс- Со, „т ' • ^ ~

Рисунок 7. Графическое представление модели содержания карб оксигемо глобин а в крови от концентрации монооксида углерода и времени экспозиции.

Графику представленной модели соответствует нелинейная степенная функция вида:

г = ах V. (22)

С учетом найденных коэффициентов, итоговое уравнение модели будет выглядеть следующим образом:

(23)

Ссонь - содержание карбоксигемоглобина в крови человека, %; Ссо - концентрация монооксида углерода в воздухе, мг/л; ; - время экспозиции, ч.

Расчетные данные, полученные по уравнению (23) приведены в табл, 2,

Таблица 2.

Содержание СОНЬ в крови человека при различных действующих концентрациях

где

Действующая концентрация СО, мг/м3 Содержанке НвСО, % при времени экспозиции, мни

5 10 15 2D 30 60 120 18» 300

200 4 5 7 9 12 16

700 7 10 12 16 22 32 39 48

1000 10 13 16 20 28 40 50 54

1200 7 И 16 18 23 32 46 57

1500 8 15 20 23 28 39 53 60

1700 10 17 23 26 31 45 62

2000 15 22 28 32 39 56 64

2300 19 27 34 38 48 65

2500 21 30 37 42 53 67

3000 25 35 42 49 61 69

Действующая концентрация СО, мг/м3 Содержание НвСО, % при времени экспозиции, мин

5 10 15 20 30 60 120 180 300

3500 27 37 46 54 67 70

4000 29 50 51 59 72

4500 32 45 56 65 73

Полученные результаты свидетельствуют о хорошей сходимости с экспериментальными данными В большинстве случаев АПВЧс для монооксида углерода превышают 1 мг/л, однако, учитывая относительно узкую широту токсического действия монооксида углерода, высокую индивидуальную чувствительность человека и, несмотря на выраженную устойчивость к данному веществу детей по сравнению с взрослыми, можно рекомендовать АПВЧс=\ мг/л для времени экспзиции 30 мин

В третьей главе «Разработка информационно-логической модели базы данных для поддержки проектирования самоспасателей» анализируется и производится выбор средства разработки информационных систем и создается вербальная модель подмножеств данных На основе вербальной модели данных в среде ERwin 4 0 SP1 разрабатывается информационно-логическая модель данных

В структурном моделировании за последнее десятилетие сформировалась новая технология CASE (Computer-Aided System Engineering- автоматизированная система проектирования) CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных автоматизированных систем, поддерживаемую комплексом взаимосвязанных средств автоматизации

Схема процесса оценки и выбора CASE-средства, изображенная на рис 8, описывает общую ситуацию оценки и выбора, а также показывает зависимость между ними

Оценка и выбор могут выполняться независимо друг от друга или вместе, каждый из этих процессов требует применения определенных критериев Входной информацией для процесса оценки является

■ определение потребностей пользователя,

■ цели и ограничения проекта,

■ данные о существующих и доступных CASE-средствах,

■ список критериев, используемых в процессе оценки

На основе проведенного анализа, в качестве программной среды разработки информационно-логической модели базы данных для поддержки проектирования самоспасателей была выбрана среда проектирования ERwin 4 0 SP1

Ниже приводятся результаты оценки, повлиявшие на выбор данного CASE-средства

■ поддерживает прямое (создание БД на основе модели) и обратное (генерация модели по имеющейся базе данных) проектирование для 20 типов систем управления базами данных (СУБД) ORACLE, Informix, Ingres, Sybase, DB/2, Microsoft SQL Server, Progress и др),

Пользовательские потребности

Рекомендуемое решение

Рисунок 8 Схема процесса оценки и выбора CASE-средства

■ оптимизирует модель в соответствии с физическими характеристиками целевой СУБД,

■ удобный интерфейс и автоматизация рутинных процедур,

■ поддерживает нотации IDEFlx, IE, Dimensional (последняя - для проектирования хранилищ данных),

■ позволяет повторно использовать компоненты созданных ранее моделей, а также использовать наработки других разработчиков,

■ позволяет переносить структуру базы данных из СУБД одного типа в другую СУБД,

■ позволяет документировать структуру БД,

■ позволяет, используя визуальные средства, описать структуру БД, а затем автоматически генерировать файлы данных для любого типа СУБД

■ поддержка работы с БД на физическом уровне, учитывая особенности каждой конкретной СУБД

Также в третьей главе разработана вербальная модель по следующему подмножеству данных

■ данные по опасным химическим веществам,

■ данные по существующим портативным фильтрующим СИЗОД,

■ данные по сорбентам на основе активированного угля,

■ данные по активированному углю, использующемуся в качестве сорбента в фильтрующе-сорбирующих элементах самоспасателей

■ данные по катализаторам, использующимся непосредственно для фильтрующе-сорбирующего элемента портативного СИЗОД,

■ данные по нормативно-методическому обеспечению в области разработки портативных фильтрующих СИЗОД

На основе вербальной модели данных в среде ERwin 4 О SP1 с использованием

21

нотации ШЕР1х разработана информационно-логическая модель базы данных для поддержки принятия решений при разработке портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания (Рис 9)

Классификация

^ Код вещества (FK)

Фиэико-химические свойство Код вещества (FK)

Агрегатное состояние Цвет запах Растворимость Химические свойства

Класс соединения Класс опасности Группа токсичности Синдром поражения

Мера помощи

Q Код вещества (FK)

Доврачебная Врачебная

Вещество

Токсикологическая характеристика Код вещества (FK)

Катализатор

Z

Входит а

ПДК рабочей зоны ПДК максимально разовая ПДК среднесуточная Среднесмертельная концентрация Средне выводящая концентрация Средняя пороговая концентрация Аварийный предел воздействия

Код катализатора

Марка катализатора (АК11) Статическая активность Динамическая активность Время защитного действия Насыпная плотность Фракционный состав Название самоспасателя (РКЭ Производитель ^^

Вэрывопожароопасность

Код вещества (FK)

Горючесть Взрывоопасность Температура вспышки Температура самовоспламенения Предел езрывземостм

Код вещества

Сокращенное название (АК1 1) Химическое соединение (АК1 2) Название самоспасателя рК) Производитель (Р1<) Код угля (Гк) Код катализатора Грулла веществ

Физико-химическая константа

Cl Код вещества (FHQ

Молекулярная масса Плотное TV Вязкость

Коэффициент диффузии KptfTu ч е с ка яте мпе р эту р а Температура замерзания Критическое давление Удельная теплота испарения Удельная теплоемкость жидкости Удельная теплоемкость гээа Температура испаряющемся жидгости

Портативное СИЗОД

Защищает от

Представляет

I А

Актие ир не аниый ч та ль_

Q Код угля

Опасность поражения

£4 Код вещества (F]<5

Первичные признаки Тяжелое поражение Хроническое отравление Действие на кожу Распределение в органюме

Марга угля (АК1 1) Статическая активность Динамическая активность Время защитного действия Суммарный объем пор Предельный обьвм микропор Предельный обьйм супермикропор Энергия в микропорэ* Энергия в сугермикропорах Обьем микропор Объем меэоФр Объем макроп!р Поверхность мезопор Насыпная плотность Фракционный состав Название самосласателя (РКЗ Производитель (РК)

Çi Название самоспасателя Производитель

Страна производитель Концентрация по ФСЭ Концентрация в зоне дыхания Концентрация е зоне глаз

Концентрация по изделию Подсос в зону глаз Подсос в зону дыхания Время защиты Устойчивость к пламени Масса само спасателя Объем в упаковке Возраст пользователей Срок хранения Сертификация

Стандарт

Отвечает требованиям

Номер стандарта Q Название стандарта

Разработчик стандарта Дата принятия Действие стандарта Содержание стандарта Аналоги стандарта Прекращение действия Название самосласателя (ГК) Производитель (РК)

Рис 9 Информационно-логическая модель базы данных

Необходимо отметить, что с целью удовлетворения требований к реляционной модели данных, структура данных информационно-логической модели приведена к третьей нормальной форме (форме 3№)

В соответствии с правилами нотации ШЕР1х пунктирными линиями обозначены неидентифицирующие связи, сплошными линиями изображены идентифицирующие связи Мощность отношения содержит буквенное обозначение на конце связи

■ Ъ означает, что сущность-родитель связана с нулем или одним экземпляром сущности-потомка,

■ Р означает, что сущность-родитель связана с одним или большим количеством экземпляров сущности-потомка,

■ N означает, что каждая сущность-родитель связана с нулем, одним или большим количеством экземпляров сущности-потомка (по умолчанию обозначение мощности связи N не ставится)

В заключении сформулированы основные результаты работы:

■ выполнен системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания,

■ проведен аудит нормативно-методических источников информации,

■ предложена классификация портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в общей системе средств индивидуальной защиты органов дыхания,

■ разработан метод оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в условиях чрезвычайных ситуаций для поддержки принятия решений на этапе разработки самоспасателей,

■ разработан метод расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода,

■ разработана информационно-логическая модель базы данных для поддержки принятия решений при проектировании самоспасателей

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ

\ Матвиенко Н Н , Поташников П Ф , Федоров Н П , Баюкин М В , Матвиенко А Н Фильтрующие самоспасатели и защита от монооксида углерода // Научно-технический журнал "Пожаровзрывобезопасность" -2006 -Т 15, №5,-С 48-51 Статьи и тезисы докладов

2 Ярыгин Г А, Баюкин М В Информационное обеспечение методов контроля средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) // Информационно-аналитический бюллетень "Ученые записки МИТХТ", -2005 Вып14,-С 53-57

3 Баюкин М В Количественный подход к определению зависимости содержания карбоксигемоглобина (СОНЬ) в крови человека от содержания монооксида углерода (СО) во вдыхаемом воздухе и времени экспозиции // Тезисы докладов XII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов -М МЭИ, 2006 -Т 2,-С 211212

4 Баюкин М В, Матвиенко А Н Эколого-экономические проблемы гигиены труда работников промышленных предприятий // Тезисы докладов XI Международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические технологии-2006", - г Самара "Самарский государственный технический университет"-2006 -Т 2,-С Н4-П5

5 Батырев В В, Баюкин М В Оценка эффективности применения самоспасателей для защиты населения в чрезвычайных ситуациях// Информ -анапит журнал Химическая и биологическая безопасность -2007 -№9-10

6 Матвиенко Н Н , Баюкин М В Разработка портативного средства индивидуальной защиты органов дыхания от продуктов горения (шифр «Фильтр-П») / Деп отчет о НИР М , Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет» Инв № 05-15, 2005 г 74 с

7 Матвиенко Н Н, Баюкин М В Разработка новых методик оценки защитных свойств защитного капюшона/ Деп отчет о НИР М, Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет» Инв № 06-04, 2006 г 112 с

8 Матвиенко Н Н, Баюкин М В Разработка специальных сорбирующих элементов для капюшона защитного «Феникс» (Шифр «Фильтр-С») / Деп отчет о НИР М, Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет» Инв № 05-14, 2005 г 84 с

9 Матвиенко Н Н, Баюкин М В Разработка усиленного сорбирующего элемента для капюшона защитного «Феникс» (Шифр «Фильтр-У») / Деп отчет о НИР М , Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет» Инв № 05-09, 2005 г 104 с

Подписано в печать 16 04 2007 Сдано в производство 24 04 2007 Формат бумаги 60x90 1/16 Объем 1,5 п л

_Тираж 100 экз Заказ № 583_

Отпечатано в ООО "Фирма БЛОК" 107140, г Москва, ул Краснопрудная, вл 13 т 264-3073 Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций

Список принятых сокращений.

Введение.

Глава 1. Системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания и нормативно-методических источников информации.

1.1. Общая характеристика системы СИЗОД.

1.2. Анализ показателей качества СИЗОД.

1.3. Роль фильтрующих самоспасателей в общей системе СИЗОД.

1.4. Аудит нормативно-методических источников информации.

Глава 2. Разработка методов поддержки принятия решений при разработке самоспасателей на основе системного подхода.

2.1. Основные принципы разработки фильтрующих самоспасателей.

2.2. Сравнительный анализ разработок отечественных фильтрующих самоспасателей.

2.3. Разработка метода оценки эффективности применения самоспасателей в условиях чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

2.4. Разработка метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ на примере монооксида углерода.

Глава 3. Разработка информационно-логической модели базы данных для поддержки разработки самоспасателей.

3.1. Анализ и выбор средств разработки информационных систем.

3.2. Вербальная модель подмножеств данных.

3.3. Разработка информационно-логической модели базы данных в среде проектирования ERwin 4.0 SP1.

Усиливающееся негативное воздействие химических факторов на население, производственную, социальную среду и экологическую систему в целом, увеличение вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных химических объектах (включая вероятность возможных террористических воздействий на ХОО), террористические акты в местах массового скопления людей представляют возрастающую угрозу жизнедеятельности человека, национальной безопасности, социально-экономическому развитию Российской Федерации.

Защита жизни и обеспечение безопасности здоровья населения является основной функцией государства, закрепленной Конституцией Российской Федерации. В декабре 2003 года Президент России подписал важнейший для выполнения этой функции государства документ,- «Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и на дальнейшую перспективу» [1]. В этом документе определены цели, принципы, приоритетные направления и задачи в области обеспечения химической и биологической безопасности личности, общества и государства, а также механизмы и этапы реализации государственной политики в этой области. Концепция обеспечения химической и биологической безопасности, изложенная в указанном документе, предусматривает создание государственной системы обеспечения химической и биологической безопасности как составной части единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и их последствий. Ее реализация базируется на комплексе мер нормативно-правового, научно-технического и организационного характера.

Одной из основных научно-технических задач при реализации концепции предусматривается «разработка и внедрение систем комплексной индивидуальной и коллективной зашиты от опасных химических и биологических факторов.» [1]. Следует подчеркнуть, что важным аспектом решения этой задачи является «обеспечение населения портативными средствами индивидуальной зашиты органов дыхания для снижения риска химических и биологических поражений при техногенных авариях, природных катастрофах и террористических проявлениях»[1].

Однако в настоящее время портативные СИЗОД для населения (которые также принято называть самоспасателями) не рассматриваются в качестве самостоятельного класса средств индивидуальной защиты и не имеют самостоятельной полноценной нормативно-технической базы. Имеющиеся отдельные документы носят фрагментарный характер и по многим позициям не согласуются между собой. В результате наблюдается постоянное стремление подвести эти изделия под существующие нормативы, разработанные для средств защиты других классов. Это приводит, по мнению специалистов в области СИЗОД, к различному пониманию вопросов идеологии разработки и использования данного вида изделий и, в конечном счете, тормозит их разработку, внедрение в производство и продвижение на потребительский рынок [2]. Необходимость выделения самоспасателей в отдельный класс и, соответственно, разработка собственной нормативной базы для этих средств, обусловлены рядом их объективных отличий от других классов СИЗОД. Принципиальные отличия самоспасателей по цели, назначению, кратности и времени использования вызывают, в частности, необходимость серьезного уточнения взглядов на формирование перечня поражающих факторов и установление уровней их воздействия, а также методов испытаний изделий.

В свете вышеизложенного, актуальность работы, направленной на систематизацию имеющейся информации по портативным фильтрующим средствам индивидуальной защиты органов дыхания, разработку информационной системы поддержки принятия решений при разработке самоспасателей, не вызывает сомнения. Целью работы является:

Повышение эффективности принятия решений при разработке фильтрующих портативных средств индивидуальной защиты органов дыхания. Для достижения поставленной цели в диссертации ставятся и решаются следующие основные задачи:

1. Системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания и нормативно-методических источников информации.

2. Разработка метода оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания для поддержки принятия решений на этапе разработки.

3. Разработка метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода.

4. Анализ CASE-систем и разработка информационно-логической модели базы данных для поддержки принятия решений при разработке самоспасателей.

Научная новизна:

1. Впервые выполнен системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания.

2. Предложена классификация фильтрующих самоспасателей в общей системе средств индивидуальной защиты органов дыхания.

3. Разработан метод оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в условиях чрезвычайных ситуаций.

4. Разработан метод расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Создана в среде ERwin 4.0 SP1 логическая модель базы данных для информационной поддержки разработки фильтрующих самоспасателей.

2. Разработанные методы оценки эффективности применения самоспасателей и расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ приняты Научно-внедренческим центром ООО «Эпицентр маркет» для разработки и обоснования требований к фильтрующим самоспасателям.

3. Результаты разработки метода расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных веществ вошли в проект изменений к ГОСТ Р 22.9.09-2005 «Средства индивидуальной защиты населения в чрезвычайных ситуациях. Самоспасатели фильтрующие».

4. По результатам созданной информационно-логической модели базы данных на базе Научно-внедренческого центра ООО «Эпицентр маркет» разрабатывается универсальная моделирующая система прогнозирования обстановки в чрезвычайных ситуациях (УМСПО 1.0).

5. Результаты данной работы легли в основу разработки и производства 4-х промышленных модификаций защитного капюшона «Феникс».

Апробация работы: Основные результаты работы были доложены на Российских и Международных научно-технических конференциях: Российская научно-практическая конференция с международным участием «Современные проблемы военной и экстремальной терапии» (ноябрь 2005 г.), Российская научная конференция «Новое поколение систем жизнеобеспечения и защиты человека в чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера» (ноябрь 2006 г.), VII Международная научно-практическая конференция «Токсикологические проблемы безопасности среды жизнедеятельности человека и безопасности пищевых продуктов в Восточной и Центральной Европе» (май 2006 г.), XII Международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (направление - инженерная экология) (март 2006 г.), XI Международная научно-техническая конференция "Наукоемкие химические технологии-2006" (октябрь 2006 г.), Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 45-летию ФГУП «НИИГПЭЧ» ФМБА России «Актуальные проблемы химической безопасности в Российской Федерации» (февраль 2007 г.)

Публикации: Результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 в статьях (из них 1 статья в журнале, рецензируемом ВАК), 2 в публикациях сборников трудов и тезисов докладов конференций и семинаров, 4 в депонированных отчетах о НИР. Структура и объем диссертации: Работа состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 111 страницах, включая библиографию из 119 источников, 14 рисунков и 19 таблиц.

Заключение

В работе получены следующие основные результаты: выполнен системный анализ средств индивидуальной защиты органов дыхания, а также аудит нормативно-методических источников информации; предложена классификация портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в общей системе средств индивидуальной защиты органов дыхания; разработан метод оценки эффективности применения портативных фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания в условиях чрезвычайных ситуаций для поддержки принятия решений на этапе разработки самоспасателей; разработан метод расчета оценочных значений аварийных пределов воздействия вредных химических веществ на примере монооксида углерода; разработана информационно-логическая модель базы данных для поддержки принятия решений при разработке самоспасателей.

1. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. -510с.

2. Олонцев В.Ф. Противогаз: Наука и технологии. Пермь: Пермский ЦНТИ, 2003.-3 Юс. - 150 экз. - ISBN 5-93978-016-4.

3. Системный анализ в экономике и организации производства: Учебник для студентов вузов / Под ред. С.А. Валуева, В.Н. Волковой. JL: Политехника, 1991.-398с.

4. Блауберг И.А., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системный подход в современной науке // Проблемы методологии системного исследования. -М.: Мысль, 1970. С. 7-49.

5. Образцов И.Ф. Современные проблемы создания сложных инженерных конструкций // Научные основы прогрессивной технологии. М.: Машиностроение, 1982. С. 52-65.

6. Каминский C.JI. Физиолого-гигиеническое обоснование требований к промышленным средствам индивидуальной защиты органов дыхания: Автореф. дис. .докт. мед. наук. JL, 1984.-30 с.

7. Каминский C.JL, Смирнов К.М. Эргономические требования к современным средствам индивидуальной защиты органов дыхания / ВЦНИИОТ ВЦСПС. М, 1989.-56с.

8. Методы оценки эффективности и качества средств индивидуальной защиты работающих на производстве / С.М. Гординский и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-225с.

9. Каминский С.Д., Басманов П.И. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. -М.: Машиностроение, 1982.-126с.

10. Pritchard J.A. A guid to industrial respiratory protection. DHEW (NIOSH). Publication 76-189. Cincinnati, USA, 1976.-P.150.

11. Промышленные средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи: Каталог / Под общ. ред. В.В. Долгополова. М.: ОАО «Химконверс», 1997.-75с.

12. Rosental F.S., Paul J.M. The quality of respirator programs: An analysis from OSHA compliance data // Amer. Ind. Hyg Assoc. J-1985.- Vol. 48. № 12. -P.709-715.

13. Ryan C., Brysse P.N., White N., Corn M. Critical review of international standarts for respiratory protective equipment, Part I, II and III // Amer, Ind. Hyg. Assoc. J.-1983. Vol. 44, -P756-773.

14. Костюченко И.С. К оптимизации параметров фильтрующее-поглощающей системы: Отчет, ВНИТИУС, 1989. 54с.

15. Брусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем.-М.: Советское радио, 1973 .-43 8с.

16. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. -М.: Энергоиздат, Ленингр. отделение, 1982.-288с.

17. Флейшман Б.С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. -М.: Сов. радио, 1971.-225с.

18. Черняк Ю.И. Системный анализ в управлении экономикой. -М.: Экономика, 1975.-191с.

19. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии / Под общ. ред. В.В. Кафарова. М.: Химия, 1969—563с.

20. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряжённости трудового процесса. Руководство 2.2.755-99.

21. ГОСТ 12.4.034-2001. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка.

22. М.: 2001, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

23. Матвиенко Н.Н., Баюкин М.В. Разработка портативного средства индивидуальной защиты органов дыхания от продуктов горения (шифр «Фильтр-П»)./ Деп. отчет о НИР. М., Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет». Инв.№ 05-15,2005 г. 74с.

24. Матвиенко Н.Н., Баюкин М.В. Разработка новых методик оценки защитных свойств защитного капюшона./ Деп. отчет о НИР. М., Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет». Инв.№ 06-04, 2006 г. 112с.

25. Матвиенко Н.Н., Баюкин М.В. Разработка специальных сорбирующих элементов для капюшона защитного «Феникс» (Шифр «Фильтр-С»)./ Деп. отчет о НИР. М., Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет». Инв.№> 05-14, 2005 г. 84с.

26. Матвиенко Н.Н., Баюкин М.В. Разработка усиленного сорбирующего элемента для капюшона защитного «Феникс» (Шифр «Фильтр-У»)./ Деп. отчет о НИР. М., Научно-внедренческий центр ООО «Эпицентр маркет». Инв.№> 05-09, 2005 г. 104с.

27. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. -М.: Радио и связь, 1982.-184с.

28. Авалиани С.Л., Андрианова М.М., Печенникова Е.В., Пономарева О.В. Окружающая среда. Оценка риска для здоровья. М. 1996. - 159с.

29. Молчадский И.С. Пожар в помещении. М.: ВНИИПО, 2005.-456с.

30. Измалков В.И., Измалков А.В. Техногенная и экологическая безопасность и управление риском. СПб, НИЦЭБ РАН, 1998.-482с.

31. Буковский М.И. и др. Безопасные уровни содержания вредных веществ в окружающей среде. Северодонецк, 1984.-182с.

32. Ярыгин Г.А., Баюкин М.В. Информационное обеспечение методов контроля средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) // Информационно-аналитический бюллетень "Ученые записки МИТХТ", -2005. Вып. 14, -С. 53-57

33. ГОСТ Р 12.4.189-99. ССБТ. СИЗОД. Маски. Общие технические условия. -М.: 1999, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

34. ГОСТ Р 12.4.190-99. ССБТ. СИЗОД. Полумаски и четвертьмаски из изолирующих материалов. Общие технические условия. -М.: 1999, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

35. ГОСТ Р 12.4.191-99. ССБТ. СИЗОД. Полумаски фильтрующие для защиты от аэрозолей. Общие технические условия. -М.:, 1999 «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

36. ГОСТ 12.4.041-89. ССБТ. СИЗОД. Общие технические требования. -М.: 1989, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

37. ГОСТ Р 12.4.193-99. ССБТ. СИЗОД. Фильтры противогазовые и комбинированные. Общие технические условия. -М.: 1999, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

38. ГОСТ Р 12.4.194-99. ССБТ. СИЗОД. Фильтры противоаэрозольные. Общие технические условия. -М.: 1999 «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»»

39. АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

40. ГОСТ Р 22.9.09-2005. Средства индивидуальной защиты населения в чрезвычайных ситуациях. Самоспасатели фильтрующие -М.: 2005, «Интерстандарт», «Ассоциация «СИЗ»». АСНПД «Государственные стандарты Российской Федерации», вер. от 15.12.2006.

41. Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. -М.: Физмалит, 2002.-176с.

42. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учебное пособие. -М.: Высш. школа, 1989—367с.

43. Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Сов. радио, 1969—250с.

44. Бондаренко Н.И. Методология системного подхода к решению проблем. -СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1996.-С.96-101.

45. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. -СПб.: Изд. дом «Бизнес-Пресса», 2000.-326с.

46. Денисов А.А., Волкова В.Н. Иерархические системы: Учебное пособие. -Л.:ЛПИ, 1989.-88с.

47. Boulding К. General System Theory the Skeleton of Science/General System, vol. 1, 1656, P.ll-17.

48. Широкова C.B. Разработка информационных моделей системного анализа проектов сложных технических комплексов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998.-23с.

49. Голубков Е.П. Использование системного анализа в отраслевом планировании.-М.: Экономика, 1977.—136с.

50. Оптнер С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М.: Сов. радио, 1969.-216с.

51. Янг С. Системное управление организацией. -М.: Сов. радио, 1972.-455с.

52. Антонов А.В. Системный анализ: Учебное пособие для вузов. -М.: Высш. шк., 2004.-454с.

53. Волкова В.Н., Темников Ф.Е. Методы формализованного представления (отображения) систем: Текст лекций. -М.: ИПКИР, 1974.-114с.

54. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. М., 2001.

55. РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. М., 1990.

56. Еремин М.Н. Прогноз, оценка и управление авариями на трубопроводном транспорте. Оренбург, 2000. 222с.

57. Методика оперативной оценки и прогнозирования токсикологической ситуации в очагах химических аварий. Утв. 04.03.93 Федеральным управлением медико-биологических и экстремальных проблем, per. №7-93.

58. Методика определения площади зоны защитных мероприятий, устанавливаемой вокруг объектов по хранению химического оружия и объектов по уничтожению химического оружия. М.: МО РФ, 1999.- 81с.

59. Toxis and Hazardous industrial chemicals safety manual for Handling and disposal with toxicity and Hazard Data/ Distributed by maruzen Co., Ltd. Tokyo Japan N59Is, 1975, 76, 77, 78, 79 r.

60. Маршал В. Основные опасности химических производств / Пер. с англ.-М. Мир, 1989.-671с.

61. Батырев В.В., Баюкин М.В. Оценка эффективности применения самоспасателей для защиты населения в чрезвычайных ситуациях// Информ.-аналит. журнал. Химическая и биологическая безопасность. -2007.-№9-10.

62. Найденов А.В. Флуктуация интегральной концентрации в струе примеси от точечного наземного источника: Сб. научн. тр./ИЭМ, вып. 29 (103). М.: ГИМИЗ, 1984. С. 88-96.

63. Дунский В.Ф. Евсеева С.А. Флуктуация отложения аэрозоля. Изв. АН СССР, Серия Физика атмосферы и океана, 1965. т. 1, № 5, С. 501 -508.

64. Жуков Г.П. Экспериментальная оценка функции распределения флуктуаций концентрации в струе примеси от стационарного точечного источника в приземном слое атмосферы: Сб. научн. тр./ИЭМ, вып. 46 (136) -М.: ГИМИЗ, 1988, С. 96- 106.

65. Гигиенические критерии для обоснования необходимости разработки ПДК и ОБУВ (ОДУ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферномвоздухе населенных мест, воде водных объектов. Гигиенические нормативы ГН 1.1.701-98.

66. Методические указания по установлению ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест. Утв. 15.11.82 № 2630-82.

67. Временные методические указания по обоснованию предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Утв. 15,07.88 № 4581-88.

68. ГОСТ Р 22.0.05-94. Государственный стандарт РФ. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

69. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Руководство Р2.1.10.1920-04.

70. Матвиенко Н.Н., Поташников П.Ф., Федоров Н.П., Баюкин М.В., Матвиенко А.Н. Фильтрующие самоспасатели и защита от монооксида углерода // Научно-технический журнал "Пожаровзрывобезопасность". -2006.-Т. 15, №5, с. 48-51.

71. Тиунов Л.А., Кустов В.В. и др. К вопросу об оценке токсичного действия окиси углерода // Гиг. и сан. 1985. -№3. - С.21-23.

72. Тараненко Н.А. Оценка химического фактора при пожарах / Тараненко Н.А., Дорогова В.Д., Колычева И.В., Верзунов В.А. // Гиг. и сан. 2004. -№1.-С.37-39.

73. Aronow W.S., Stemmer Е.А., and Isbell M.W. (1974a). Effect of carbon monoxide exposure on intermittent claudication. Circulation 49:415-417.

74. Aronow W.S. and Cassidy J. 1975. Effect of carbon monoxide on maximal tredmill exercise: A study in normal persons. Ann. Internal Med. 83:496-499.

75. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. Том III. Неорганические иэлементоорганические соединения. / Под ред. Н.В. Лазарева. Л.: «Химия», 1997.-С.240-253.

76. Франке 3. Химия отравляющих веществ. Т. 1. / Пер. с нем. М.: «Химия», 1973. - С.236-238.

77. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде / Г.П. Беспамятное, К.К. Богушевская, А.В. Беспамятнова, Ю.В. Кротов и др. 2-е изд., пер. и доп. - Л.: «Химия», 1975.—456с.

78. Уаддн Р.А., Шефф П.А. Загрязнение воздуха в жилых и общественных зданиях: Характеристика, прогнозирование, контроль / Пер. с англ. С.А. Пирумовой; Под ред. А.И. Пирумова.-М.: Стройиздат, 1987 160с.

79. Беспамятнов Г.П., Кратов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник.- Л.:1985. -528с.

80. Sayers К., Yant W. Euro Mines, June, 1924.

81. Henderson W., Haggard H. Noxious gases, 1943.

82. Агаянц И.М. Обработка экспериментальных данных. Методические указания к выполнению квалификационных работ бакалавров. -М.: МИТХТ им М.В. Ломоносова, 2006.-48с.

83. Агаянц И.М. Справочник статистических решений. Методические указания для выполнения магистерских диссертаций. -М.: МИТХТ им М.В. Ломоносова, 2007.-79с.

84. Информационные системы / Под общ. ред. В.Н. Волковой и Б.И. Кузина. -СПб.: СПбГТУ, 1998—213с.

85. Соколов А.В. Информационно-поисковые системы: Учебное пособие для вузов. -М.: Радио и связь, 1981.-161с.

86. Черный А.И. Введение в теорию информационного поиска. -М.: Наука, 1975.-298с.

87. Шемакин Ю.И., Романов А.А. Компьютерная семантика. -М.: Научно-образовательный центр «Школа Китайгородской», 1996-343с.

88. Barker Richard "CASE*Method. Entity-Relationship Modelling", Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990

89. Маклаков C.B. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. -M.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. -256с. ISBN 586404-128-9.

90. Кандзюба С.П., Громов В.Н. Delphi 6/7. Базы данных и приложения. Лекции и упражнения. СПб: ООО «ДиаСофтЮП», 2002. -576с. - ISBN 593772-061-Х.

91. Конолли, Томас, Бегг. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. -3-е изд.: Пер. с англ. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. -1440с. ISBN 5-8459-0527-3.

92. Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. -8-е изд. -СПб.: Питер, 2003. -800с. ISBN 5-94723-275-8.

93. Sundgren, В. Conceptual foundation of the infological approach to data bases. In Data Base Management, J.W. Klimbie and K.L. Koffeman, Eds., North-Holland Pub. Co., Amsterdam, 1974, pp. 61-95.

94. Schmid, H.A., and Swenson. J.R. On the semantic of the relational model. Proc. ACM-SIGMOD 1975, Conference, San Jose, Calif., May 1975, pp.211-233.

95. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах/ Пер.с англ.под ред.А.А.Стогния и А.Л.Щерса.-М.:Мир,1980.-662с.

96. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем.-М.:Финансы и статистика, 1989.-351с.

97. Ю4.Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных\ Пер. с англ.Д.Ф.Миронова.-М.:Машиностроение,1990.-224с.

98. Гусева Т.И., Башин Ю.Б. Проектирование баз данных в примерах и задачах.-М.:Радио и связь, 1992.-160с.

99. Юб.Батырев В.В. Баринов А.В. База исходных данных по физико-химическим свойствам токсичных химических веществ. М.: ООО «Эпицентр Маркет», 2005. - 330с.

100. Вишневский Е.П. и др. Абонементное обслуживание НПО ГИПХ с использованием программно-математических средств банка данных НИИ ГП МЗ СССР. Л. :НИИГП, 1989.-57с.

101. Sweet D.V., Levis R.J. Registry of Chemical Substances (RTECS), 1984. Edition User's guide to the RTECS Computer Tape. NIOSH, Ohio 45226,1985.

102. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных, 7-е издание.: Пер. с англ. -М.: Издательский дом Вильяме, 2001. -1072с. ISBN 5-8459-0138-3.

103. Silberschatz A., Stonebraker М., and Ullman J., "Database Systems: Achievements and Opportunities," SIGMOD Record, 19:4, pp. 6-22.Also in CACM, 34:10 (Oct., 1991), pp. 110-120.

104. Ш.Мейер Д. Теория реляционных баз данных/ Пер.с англ. под ред.

105. М.Ш.Цаленко.-М.:Мир,1987.-608с. 112. Батырев В.В., Владимиров В.А., Мироненко А.И., и др. Сильнодействующие ядовитые вещества и защита от них. М.: Воениздат, 1989.- 186с.

106. И.Владимиров В.А., Долгин Н.Н., Палий А.И. и др. Гражданская защита. Понятийно терминологический словарь. - М.: Издательство «Флайст», Информационно-издательский центр «Геополитика», 2001. - 237с.

107. Саватеев Н.В., Куценко С.А. Характеристика токсического действия веществ, представляющих опасность при разрушении промышленных объектов. Л.: ВМА им. С.М.Кирова, 1982,- 45с.

108. Бринцев А.В., Калитаев А.Н., Мясников В.В. и др. Защита от оружия массового поражения. М.:Воениздат, 1989.-398с.

109. Флюри Ф., Церник Ф. Вредные газы. М.:ГОНТИ НКТП,1938.-846с.

110. Основы общей промышленной токсикологии (руководство) / Под ред. Н.А.Толоконцева и В.А.Филова.-JI.Медицина. 1976.-304с.

111. Химический энциклопедический словарь / Под ред. И.Л Кнунянца -М.:1983. 792с.

112. Codd, E.F. Normalized data base structure: a brief tutorial. Proc. ACM-SIGFIDET 1971, Workshop, San Diego, Calif., Nov. 1971, pp. 1-18.