автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Методологические основы совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса с применением видеотехнологий

Демехин Феликс Владимирович

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИДЕОТЕХНОЛОГИЙ

05.26.03 - пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

□□34В34ВВ

На правах щЯописи

Санкт-Петербург - 2009

003463466

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Членов Анатолий Николаевич

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Болодьян Иван Ардашевич

доктор технических наук, профессор Таранцев Александр Алексеевич

доктор технических наук, профессор Куватов Валерий Ильич

институт по проектированию предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности «Ленгипронефтехим»

Защита состоится 27 марта 2009 года в

на заседании диссертационного

совета Д 205.003.01 в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 196105, Санкт-Петербург, Московский пр., 149.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан "_

2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

О.А. Хорошилов

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время основным энергоресурсом для обеспечения жизнедеятельности человека является нефть и газ. Экономика многих стран построена на добыче, транспортировке и переработке данных полезных ископаемых. Основными составными частями отрасли являются объекты нефтедобычи, транспортировки нефти, нефтепереработки и объекты приема-отгрузки нефти. Кроме того, каждый из приведенных объектов содержит одну или более нефтебазу или резервуарные парки, предназначенные для хранения сырой нефти, промежуточных и товарных нефтепродуктов.

Резервуарное хранение нефти является важным звеном общей технологии нефтяной промышленности, так как обеспечивает непрерывность процесса переработки и повышает надежность нефтепродуктообеспечения. Особенно актуально данный вопрос возникает в период мирового финансового кризиса, который может вызвать определенные сбои в работе объектов нефтепереработки, что является крайне недопустимым ввиду сложности запуска и остановки технологического процесса на нефтеперерабатывающих заводах. Например, современный завод производительностью 12 млн т/год за сутки потребляет более 30 тысяч тонн нефти. Это приводит к тенденции увеличения как общей вместимости резервуарных парков, так и их единичных емкостей.

Пожаровзрывоопасность современных нефтеперерабатывающих производств определяется наличием в технологических установках и емкостном оборудовании большого количества пожароопасных веществ, которыми являются сырье, промежуточные и конечные продукты производства. К осложняющим факторам относятся вертикальная и горизонтальная уплотнительные застройки территории предприятий, увеличение мощностей применяемых установок и аппаратов, приближение технологических параметров проведения процессов к критическим по пожарной опасности.

В основу технического регламента по пожарной безопасности положено понятие допустимого риска воздействия на людей опасных факторов пожара, который должен быть не менее 10~6 год"'. На основании изучения мировой статистики пожаров на объектах нефтехимии можно сделать вывод о том, что реальная частота пожаров только на резервуарных парках составляет 10"3 год"1, причем данная цифра практически неизменна для таких стран, как Россия, Англия и США, что говорит о ее достоверности.

Рядом нормативных документов по пожарной безопасности, действующих до настоящего времени, предписывалось обязательное оборудование наиболее пожароопасных объектов нефтехимии системами пожарной автоматики, однако, согласно изученным статистическим данным, практически ни один резервуар с нефтепродуктом не был потушен в автоматическом режиме.

Для обеспечения требуемого уровня пожарной безопасности на этапе создания

Ч

новой нормативной базы по пожарной безопасности в соответствии с законом о техническом регулировании необходимо комплексное решение рассматриваемых проблем всей нефтеперерабатывающей отрасли, включая следующие основные направления:

- анализ взрывопожарной опасности объектов нефтепереработки с точки зрения оценки пожарных рисков;

- разработка способов, технологий и технических средств, позволяющих вести процесс в области допустимого пожарного риска;

- совершенствование существующих и разработка новых принципов построения систем противопожарной защиты;

- построение автоматизированных систем управления процессом производства и процессом обеспечения пожарной безопасности с использованием последних достижений в области микроэлектроники и вычислительной техники.

Основные работы в рассматриваемых направлениях проводились Ю.Н. Шебеко, В.Р. Малининым, Н.Г. Топольским, В.А. Федоровым и другими учеными.

С начала XXI века существенное развитие в пожарной автоматике получило направление использования программируемых логических контроллеров и промышленных компьютеров. Данная техника позволяет максимально автоматизировать процесс управления, прогнозировать и своевременно предотвращать аварийные ситуации, взрывы и пожары. При достаточно сложной аппаратной и программной структуре современная автоматизированная система управления противопожарной защитой для конечного пользователя является вполне простой и наглядной. Кроме того, в последнее время существует четкая тенденция к автоматизации и взаимной интеграции технологических, инженерных и охранно-пожарных систем на предприятиях нефтепереработки, однако методики по интеграции, а также законодательная база по данному направлению отсутствует.

Учитывая повышение аппаратной производительности отдельных микропроцессорных устройств и компьютерных систем в целом, существенное удешевление компонентов ввода/вывода информации, модернизацию и применение перспективных физических интерфейсов обмена данными, становится возможным передача и обработка большого объема данных, которым является видеоинформация, имеющая незаменимый эффект при ее применении в автоматизированных системах противопожарной защиты. Актуальность данного направления особенно остро стоит в области защиты резервуаров с нефтепродуктами и крупных наружных технологических установок на современных нефтеперерабатывающих заводах, где применение традиционных средств пожарной автоматики либо недостаточно оправдывает себя с экономической точки зрения, либо приводит к аппаратному усложнению системы и уменьшению надежности ее функционирования.

Приведенные вопросы в комплексе составляют основу серьезной проблемы и определяют новое направление научных исследований по созданию современной и

эффективной автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий, которая при применении на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса внесет значительный вклад в развитие экономики страны.

Исследование рассматриваемой научно-технической проблемы позволяет установить закономерности проявления и развития, методы и средства превентивного и текущего управления техногенными явлениями разрушительного и пожароопасного характера, которые могут сопровождаться значительным ущербом, социальной и экологической опасностью на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли, а также других отраслях промышленности, гражданского строительства и транспорта. Научная актуальность данной проблемы состоит в отсутствии до настоящего времени теоретических принципов применения видеотехнологий в системах противопожарной защиты, технических и технологических решений, необходимых для создания новых технических средств пожарной автоматики, единых концептуальных основ создания автоматизированных систем противопожарной защиты с применением видеотехнологий на объектах нефтепереработки. Практическая значимость исследований может быть выражена в совершенствовании нормативной базы по пожарной безопасности, с последующим выводом автоматизированных систем противопожарной защиты объектов отрасли на качественно новый уровень, при котором будет обеспечено существенное сокращение времени обнаружения пожара средствами пожарной сигнализации, реализованы новые технологии управления пожаротушением и обеспечением безопасности людей при пожаре. Предлагаемые решения в ряде случаев будут являться незаменимым средством для предотвращения террористических актов, заметно участившихся в последнее время.

Цель диссертационной работы: разработка методологических основ совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса с применением видеотехнологий.

Задачи исследования:

- провести комплексный анализ существующих и перспективных подходов к обеспечению пожарной безопасности предприятий нефтеперерабатывающего комплекса, эффективности применения систем автоматической противопожарной защиты на действующих и строящихся объектах отрасли, тенденций развития современных технических средств пожарной автоматики в России и за рубежом;

определить и обосновать основные принципы совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий на пожароопасных объектах нефтепереработки;

- исследовать процессы возникновения пожара на технологических установках

повышенной пожарной опасности и способы его обнаружения с помощью современных технических средств пожарной сигнализации;

- разработать принципы построения и структурные схемы новых видов устройств обнаружения пожара с применением видеотехнологий;

- разработать основные принципы концептуального проектирования автоматизированной системы противопожарной защиты нефтеперерабатывающего завода с применением видеотехнологий;

- разработать обобщенную структуру интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой предприятия;

- разработать метод и критерии оценки эффективности применения видеотехнологий в автоматизированных системах противопожарной защиты;

- разработать методики и провести технико-экономическую оценку эффективности применения новых технических решений в системах противопожарной защиты объектов нефтепереработки.

Научная новизна:

- на основании проведенного экспертного анализа исследованы и обобщены причины, снижающие эффективность систем пожарной автоматики на стадиях их проектирования, монтажа и эксплуатации;

- впервые определены принципы функциональной интеграции цифровых видеотехнологий в систему противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса;

- предложена новая теоретическая модель автоматического обнаружения пожара в емкостном оборудовании с пожароопасной жидкостью и наличием паровоздушного пространства, построенная на основе новых физических моделей горения в системе пожарной безопасности;

разработан способ и на его основе - устройство обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания (защищено патентом РФ на полезную модель);

- на основе анализа существующих методов видеодетекции и практических проверок предложена и обоснована функциональная схема алгоритмической обработки видеосигнала для целей пожарообнаружения;

- разработан способ и на его основе - устройство комбинированного пожарного видеоизвещателя (защищено патентом РФ на полезную модель);

- впервые разработан обобщенный алгоритм функциональной интеграции автоматической системы обнаружения и тушения пожара на примере резервуарного парка с применением пожарных видеоизвещателей;

разработана структурная схема усовершенствованной интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой предприятия с использованием видеотехнологий (защищено патентом РФ на полезную модель);

- на основе комплексного метода определены критерии и проведена оценка

эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с применением извещателей пламени с визуальным подтверждением и пожарных видеоизвещателей.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена значительным объемом аналитических и экспериментальных исследований, согласованностью полученных результатов с известными данными других исследований.

Реализация результатов работы. Представленные в диссертации результаты исследований нашли практическое применение на промышленных объектах нефтеперерабатывающего комплекса, в проектных и научно-исследовательских институтах, а также в учебном процессе высших учебных заведений пожарно-технического профиля, в том числе:

- в ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» (ООО «КИНЕФ») - с целью повышения уровня взрывопожарной безопасности предприятия реализованы: методология комплексного подхода к обеспечению пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающего производства; разработана и предложена концепция применения систем противопожарной защиты вновь проектируемого и строящегося завода глубокой переработки нефти на территории ООО "КИНЕФ";

- в ООО "РН-Туапсинский НПЗ" - с целью разработки комплексной системы пожарной безопасности с учетом вынужденных отступлений от действующего законадательства РФ, а также построения системы эффективного обнаружения пожара и противопожарной защиты объектов нового завода мощностью 12 млн. тонн в год;

- в ООО "Ленгипронефтехим" - с целью разработки эффективных проектных решений систем противопожарной защиты с применением современных методов обнаружения и тушения пожара на основе видеотехнологий для проектируемых заводов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;

- в ООО "ВНИПИНефть" - с целью разработки эффективных проектных решений систем противопожарной защиты завода глубокой переработки нефти ООО "КИНЕФ";

- в "CB&I-Lummus Global L.t.d" - с целью разработки основных проектных решений интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой Киришского комплекса гидрокрекинга и других заводов, в том числе за рубежом;

- в ООО "НТЦ "Пожнефтегазпроект" - с целью разработки типовых проектных решений интегрированных автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтегазовой отрасли с применением видеотехнологий;

- в ООО «Пожнефтехим» - с целью оптимизации инвестиций при проектировании и строительстве систем противопожарной защиты Таманьского нефтяного терминала с применением современных методов и средств;

- в ООО «Пожинжиниринг» - с целью разработки оптимальной структуры обеспечения пожарной безопасности новых объектов ОАО «НК «Роснефть» с учетом технико-экономических показателей на современном этапе развития России.

Кроме того, основные результаты диссертационной работы нашли отражение в монографиях и патентах РФ на полезную модель, а именно:

- монография «Новые методы и технические средства обнаружения пожара»;

- монография «Физические модели горения в системе пожарной безопасности»;

- монография «Системы и технические средства раннего обнаружения пожара».

- патент РФ на полезную модель «Устройство для обнаружения пожара с визуальным подтверждением»;

- патент на полезную модель "Устройство для обнаружения пожара на промышленных объектах";

- патент РФ на полезную модель "Автоматизированная система управления противопожарной защитой".

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в выступлениях, обсуждены и получили одобрение в 2004-2008 г.г. на научно-технических конференциях различного уровня в т.ч.: на 13-ой, 14-ой, 15-ой и 17-ой научно-технических конференциях «Системы безопасности» (Москва, АГПС МЧС России 2004 - 2008 гг.); Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля (Санкт-Петербург, ИГПС МЧС России, 2004); Проблемы обеспечения безопасности при ЧС (Санкт-Петербург, ИГПС МЧС России, 2004); Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений (Москва, ВНИИПО МЧС России, 2005) "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов" (Москва, Академия управления МВД России, 2007) и др., а также на совместных заседаниях кафедр пожарной автоматики, кафедры автоматизированных систем и связи в АГПС МЧС России и др.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 42 работы, 3 монографии, получено 3 патента РФ на полезную модель.

Личный вклад автора. В совместных публикациях автору принадлежит: постановка и формализация задач исследования, разработка методов и конструктивных решений, теоретическое обобщение и прикладные расчеты, участие в технической реализации и внедрении разработок. В совместных публикациях и изданиях имеет место неделимое единство.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из ведения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 193 наименований, приложений. Основное содержание работы изложено на 273 листах машинописного текста, содержит 67 рисунков и 35 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе «Комплексный анализ обеспечения пожарной безопасности и определение принципов совершенствования систем противопожарной защиты объектов нефтеперерабатывающего комплекса с применением видеотехнологий» рассмотрены и проанализированы существующие подходы к применению систем пожарной автоматики вновь строящихся, реконструируемых и эксплуатируемых предприятий нефтеперерабатывающей отрасли. Проведена экспертная оценка эффективности применения систем пожарной автоматики на действующих предприятиях России, исследованы основные тенденции развития и предлагаются возможные направления использования видеотехнологий в автоматизированных системах противопожарной защиты предприятий нефтепереработки.

При проектировании систем пожарной автоматики типовых объектов различного назначения, как правило, используются стандартные способы и технические решения, порядок применения которых регламентируется действующей нормативной базой в области пожарной безопасности. На ряд технологически сложных, пожароопасных и уникальных объектов, на которые отсутствуют нормы проектирования, разрабатываются специальные технические условия по пожарной безопасности, однако, как правило, для реализации схем противопожарной защиты используются стандартные средства, предназначенные для типовых объектов.

Для проектирования и строительства современных нефтеперерабатывающих заводов привлекается большое количество подрядных организаций, в том числе зарубежных, что приводит к непониманию комплексности проблемы и отсутствию единой структуры при создании эффективной системы противопожарной защиты пожароопасного предприятия. Данный факт усугубляется тем, что многие производители оборудования пытаются предложить свои технические решения, как самые лучшие, в основном из коммерческих интересов, и намеренно вводят в заблуждение заказчика. Кроме того, нормативная база в России предусматривает сертификацию только отдельных элементов систем пожарной автоматики. В результате комплексная система, изготовленная из отдельных сертифицированных изделий, оказывается неработоспособной или формально соответствующей нормативным документам, но неэффективной. На доработку и доведение до работоспособного состояния смонтированных систем противопожарной защиты в данном случае уходит большое количество времени, а иногда так и не приводит к ожидаемым результатам.

Значительная часть потенциально пожароопасных объектов промышленности до сих пор имеют системы противопожарной защиты, которые были спроектированы и смонтированы более 30 лет назад и к настоящему времени исчерпали свои возможности, как в моральном, так и в физическом плане.

Проведенный анализ позволил выявить следующую группу основных причин, снижающих эффективность применения систем пожарной автоматики:

1. Наличие ложных срабатываний системы пожарной автоматики приводят к тому, что ее отключают либо, что еще хуже, вместо ремонта неисправного шлейфа сигнализации ставят оконечную цепочку прямо в прибор приемно-контрольный пожарный, имитируя его нормальную работу и вводя в заблуждение службу безопасности объекта.

2. Отсутствие срабатываний системы пожарной автоматики длительное время приводит к снижению бдительности пользователей и в критической ситуации влияет на правильность принимаемых решений оператором в случае возникновения пожара.

3. Смонтированные установки автоматического пожаротушения в ряде случаев не способны выполнить своей прямой задачи из-за того, что ввиду опасения несанкционированного выхода огнетушащего вещества отключают цепи запуска системы пожаротушения.

4. Обслуживающие организации систем пожарной автоматики формально делают необходимые записи в журнале технического обслуживания, а регламентными проверками системы пренебрегают.

На основании приведенной классификации можно сделать вывод о том, что помимо технической составляющей сильное влияние на эффективность применения систем пожарной автоматики оказывает «человеческий фактор». Данная проблема может быть решена при применении интегрированных систем пожарной автоматики с применением видеотехнологий.

Функциональная интеграция видеотехнологий в автоматизированные системы противопожарной защиты предприятия может быть представлена в виде блок-схемы (рис. 1).

Интегрированная автоматизированная система противопожарной защиты с применением видеотехнологий на объектах нефтепереработки обеспечивает выполнение следующих функций:

видеомониторинг состояния защищаемого объекта по сигналам пожарных извещателей и обнаружение пожара с использованием методов видеодетекции; применение систем оповещения людей о пожаре в автоматизированном режиме оператором при наличии видеоинформации с телекамер;

автоматическое тушение пожара с помощью стационарных систем и робототехники с применением системы расчета координат очага на основе видеотехнологий;

проведение разведки и управление силами и средствами на пожаре с использованием видеоинформации;

расследование причин пожара и действий персонала с использованием видеоматериалов архива.

АСПЗ НПЗ + видеотехнологии

Рис 1. Схема функциональной интеграции видеотехнологий в автоматизированную систему противопожар нефтеперерабатывающего предприятия: АСПЗ НПЗ - автоматизированная система противопожарной защиты нес завода; СОУЭ - система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре; ПИ - пожарный извещатель

Во второй главе «Теоретическая модель возникновения и автоматического обнаружения пожара на технологических установках повышенной пожарной опасности» на основании новых физических моделей в системе пожарной безопасности предложена модель автоматического обнаружения пожара на примере резервуара с нефтепродуктом. Проведен теоретический анализ и экспериментальные исследования способов обнаружения пожара на указанном объекте при различных сценариях развития пожара. На основании полученных результатов разработана и запатентована функциональная схема устройства обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания.

Основную пожарную опасность на предприятии нефтеперерабатывающей отрасли представляет собой емкостное оборудование для хранения нефтепродуктов. Данная пожарная опасность характеризуется большим содержанием веществ на единице площади, причем за расчетный вариант пожара, согласно действующим нормативным документам, принимается горение в резервуаре с нефтепродуктом.

В последнее время существует тенденция к применению резервуаров с защитной стенкой, которую используют вместо устройства обвалования, как предписывает СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы». В данном случае отсутствует достаточный опыт по их эксплуатации и статистике пожаров. Кроме того, не установлены требования к системам противопожарной защиты данных объектов.

До настоящего времени в системах обнаружения пожара обычных стальных цилиндрических резервуаров для хранения нефтепродуктов применяли тепловые пожарные извещатели максимального принципа действия, которые устанавливали на крыше резервуара. Однако, как показывает статистика, в 60% случаев пожар в резервуаре начинается с подрыва крыши, что вызывает выход из строя системы пожарной сигнализации до момента ее срабатывания и следовательно, всей системы автоматического пожаротушения.

Для совершенствования существующих и разработки новых методов обнаружения пожара, а также их реализации в технических устройствах пожарной сигнализации возникает необходимость теоретической проработки вопроса возникновения и развития пожара в емкостном оборудовании с пожароопасной жидкостью.

В настоящее время оценку пожарной опасности технологических процессов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности принято проводить на основании методик, изложенных в ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» и НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». Методики, приведенные в данных документах, предназначены для оценки и классификации по пожарной опасности производственных и складских помещений, а также наружных технологических

установок, что ограничивает их применение для расчетов взрывоопасных зон в паровоздушном пространстве замкнутых технологических аппаратов. Для общей оценки уровня пожарной опасности того или иного объекта вопрос исследования кинетики образования паровоздушных взрывоопасных концентраций с точки зрения обеспечения пожарной безопасности не является основным и лишь усложнит принцип категорирования. Однако процесс образования горючих паровоздушных концентраций в замкнутых объемах неразрывно связан с технологическими операциями при эксплуатации аппаратов с переменным уровнем жидкости, изменяющимися температурой и давлением, что приводит к неоднородности состояния горючей среды к моменту воспламенения, а также кинетике ее сгорания.

Согласно общепринятой теории в задачах пожарной безопасности применяется принцип треугольника: горючее вещесгво-окислитель-источник зажигания. Данный принцип минимизирует количество необходимых и достаточных условий для возникновения горения, однако данная модель не учитывает такие явление как самовоспламенение и самовозгорание. Кроме того, физический смысл источника зажигания четко не определен.

На основании принципа минимизации условий (принцип треугольника) и новых физических моделей горения, предложенных Я.С. Киселевым, предлагается следующая теоретическая модель автоматического обнаружения пожара применительно к емкостному оборудованию с пожароопасной жидкостью. Модель состоит из трех уровней, верхним из которых является принцип возникновения и тушения пожара в резервуаре с нефтепродуктом (Рис. 2).

Условия возникно- Условия возникно- Условия

вения горения ве|1ИЯ пожара тушения

ТУВГ АГ туоп упо ппгпзг ппозг

Рис. 2. Теоретическая модель автоматического обнаружения пожара. Верхний уровень «Процесс возникновения и тушения пожара в резервуаре с нефтепродуктом»: УОГС - условия образования горючей среды; ТУВГ - теплофизические условия возникновения горения, АГ - активатор горения, ВЗ - вынужденное зажигание; ТУОП -теплофизические условия образования паров; УПО - условия подачи окислителя; ТУПГ -теплофизические условия прекращения горения; ППГПЗГ - прекращение подачи горючих паров в зону горения; ППОЗГ - прекращение подачи окислителя в зону горения.

Теплофизические условия в моделях горения и основные понятия, такие как «Активатор горения», «Теплофизические условия возникновения горения», а также «Вынужденное зажигание» рассмотрены в работах Я.С. Киселева. Условия

развития и тушения пожара достаточно подробно приведены в работах В.Р. Малинина. В данной работе рассматривались процессы образования горючей среды и ее физическое состояние перед возможным воспламенением. Данные параметры учитывались для определения опасных факторов пожара в начальный момент горения и их информационных признаков, которые могут быть использованы для обнаружения средствами пожарной автоматики.

Проведенные исследования показали, что процесс образования взрывоопасных концентраций в замкнутых технологических аппаратах с пожароопасной жидкостью может быть представлен в виде среднего уровня теоретической модели автоматического обнаружения пожара - условий образования горючей среды (рис. 3).

Условия образования паров

Физ-хим. свойства жидкости

Наличие Технологи-поверхности ческие испарения параметры

Процесс образования горючей среды

Поступление окислителя

Диффу- Конвек-зионный тивный перенос перенос

Горючая среда

Количественный и качественный состав смеси

Горючие Окислитель пары

Рис. 3. Теоретическая модель автоматического обнаружения пожара. Средний уровень «Условия образования горючей среды».

Определяющим фактором процесса распределения взрывоопасных концентраций по высоте паровоздушного пространства над пожароопасной жидкостью является диффузионный и конвективный перенос от поверхности испарения к крыше сосуда. В реальных технологических аппаратах основное влияние на кинетику образования взрывоопасных паровоздушных концентраций оказывает конвективный перенос. Данный перенос усиливается при проведении технологических операций и изменении технологических параметров процесса. Как показано на рис. 3, основным показателем кинетики сгорания паровоздушной среды будет являться количественный и качественный состав паровоздушной среды.

На основании проведенных исследований можно сформулировать параметры низшего уровня теоретической модели автоматического обнаружения пожара, позволяющие определить информационные признаки развития пожара в начальной стадии на емкостном технологическом аппарате с пожароопасной жидкостью, имеющем паровоздушное пространство (рис. 4).

Из рис. 4 следует, что для обнаружения пожара при различных сценариях развития горения невозможно однозначно выбрать тип пожарного извещателя - X, принцип обнаружения пожара - У и способ размещения пожарных извещателей - Z.

Опасные факторы пожара

Ртач, АРтах

Пламя

Дым

Информационные признаки пожара

Частичное или полное разрушение

Свет, лучистое тепло, флуктуация

Дым, конвективная флуктуация

Способы обнаружения пожара

х, у, г

Извещатели Дымовые пламени, извеща-У, Ъ тели, У, Ъ

Рис. 4. Теоретическая модель автоматического обнаружения пожара, нижний уровень «Система обнаружения пожара»: X - тип пожарного извещателя, У- принцип обнаружения пожара, Ъ - способ размещения пожарных извещателей.

Обзор существующих средств пожарной автоматики вызвал необходимость поиска новых принципов обнаружения пожара и способов их реализации. Проведенный патентный анализ показал, что современные достижения в области науки и техники позволяют идентифицировать следующие информационные признаки, соответствующие опасным факторам пожара:

- изменение температуры: локальное повышение, динамика роста и флуктуация в месте возникновения и развития очага горения;

- изменение газового состава среды: повышение концентрации диоксида и оксида углерода, наличие примесей паров углеводородных топлив в воздухе;

- изменение оптических свойств газовой среды: под воздействием тепловыделения очага пожара локально изменяется температура и, как следствие, коэффициент преломления света в воздухе;

- выделение продуктов горения в виде аэрозольных компонентов, что в свою очередь ведет к появлению интенсивного ослабления и рассеивания световых лучей;

- изменение интенсивности и спектральных характеристик оптического фона защищаемого объекта в инфракрасном, ультрафиолетовом и видимом диапазоне;

- изменение волновых характеристик акустического шума.

Дальнейшие исследования и практические проверки позволили выявить следующие основные искажающие факторы и определить граничные условия применения различных способов обнаружения пожара (табл. 1).

Как видно из табл. 1, ни один из способов обнаружения пожара не может обеспечить абсолютную достоверность обнаружения пожара и исключить ложное срабатывание. Ввиду этого, как было отмечено в главе 1, основное время, от момента срабатывания пожарной сигнализации до момента запуска системы пожаротушения уходит на личное подтверждение факта возникновения пожара

обслуживающим персоналом путем визуального осмотра объекта, что является недопустимым при возникновении пожара на пожароопасных объектах нефтепереработки, так как приводит к увеличению общей инерционности системы, делая ее не эффективной.

Таблица 1. Искажающие факторы при обнаружении пожара различными способами

Искажающие факторы Способ обнаружения

Газовый Свето вой Дымовой ионизационный Дымовой оптический точечный Дымовой оптический линейный Тепловой

Тепловые флуктуации + + - - - +

Фоновая освещенность - + - + + -

Воздушные потоки - - - + + -

Воздействия солнечных лучей - + - + + -

Воздействие аэрозолей (пыль, туман) + - + + + -

«+» оказывает искажающее влияние;«-» не оказывает искажающее влияние.

По результатам исследований разработано и запатентовано устройство обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания (рис. 5).

Рис. 5. Функциональная схема устройства обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания: телекамера - 1, пожарный извещатель - 2, видеопроцессор - 3, интерфейс - 4, мультиплексор - 5, блок управления - 6, передатчик сигналов - 7, блок питания - 8, двухпроводная сигнальная линия - 9.

Технический результат помимо обнаружения пожара выражается в дополнительном выполнении следующих функций: формирование цифрового фотоснимка с помощью телекамеры при срабатывании пожарного извещателя,

передача извещения о пожаре, а также цифрового фотоснимка по двухпроводной сигнальной линии связи. Данное устройство позволяет постепенно переводить существующие системы пожарной сигнализации на новый тип пожарных извещателей, используя существующие шлейфы и сигнальные линии связи.

В главе 3 «Разработка методов и технических средств обнаружения пожара на основе видеотехнологий» проведен комплексный анализ существующих методов и способов их реализации при построении технических средств пожарной сигнализации, предложена функциональная схема системы пожарного телевидения, приводятся результаты исследований по разработке видеодетектора пожара, разработан способ и устройство для обнаружения пожара на основе методов видеодетекции.

В области патентования технических средств обнаружения пожара лидируют устройства, реагирующие на появление дыма и повышение температуры среды в защищаемом помещении либо на открытой технологической установке. Сравнительно новым направлением патентования являются устройства обнаружения пожара с использованием видеотехнологий. Ключевой особенностью создания данных систем обнаружения пожара является процесс алгоритмической обработки видеосигнала определенным способом.

Как показали проведенные исследования, основными проблемами, не позволяющими долгое время создать видеодетекор пожара, явились: высокая стоимость оборудования, недостаточно глубокие теоретические и экспериментальные наработки в данной области, а также определенные ограничения в нормативно-правовой базе по пожарной безопасности.

Для создания эффективного видеодетектора пожара и на его основе пожарного видеоизвещателя были поставлены и решены ряд вопросов: исследование основных параметров, подлежащих регистрации с помощью телекамеры, определение требований к аппаратуре регистрации (телекамере-датчику), оценка адекватности влияния различных факторов на вырабатываемые телекамерой-датчиком сигналы. На основании полученных результатов разработаны теоретические основы построения видеодетектора пожара, создана алгоритмическая модель обработки сигнала, определена структура и принцип работы системы обнаружения пожара с использованием видеотехнологий.

Структурная схема системы пожарного телевидения может быть представлена в следующем виде (Рис. 6). Одним из основных узлов рассматриваемой системы замкнутого телевидения является видеодетектор. Видеодетектор, анализируя сигнал, полученный с телекамер по специальным алгоритмам, выдает сигнал оператору для привлечения его внимания либо сигнал на исполнительные устройства.

В работе рассматривались стандартные видеодетекторы, применяющиеся в основном в системах охранного телевидения:

- детектор оставленных предметов - оповещает об оставленных предметах, анализ

производится по разнице между интегральными кадрами с разными параметрами интегрирования применяется на вокзалах, в аэропортах, в местах массового скопления людей с целью предотвращения террористических актов; детектор направления движения оповещает о наличии движения и его направлении, детекция производится по градиенту межкадровой разницы во времени;

детектор лиц оповещает о появлении в кадре лица, в основу работы положен алгоритм каскадного распознавания образов;

детектор фокусировки - оповещает о потере фокусировки телекамеры в результате манипуляций с объективом или потерей чувствительности матрицы, анализируется наличие контуров в высокочастотной составляющей кадра.

И

и

твк

ТВК /

/

твк •

1 1

микропроцессорный блок

система ввода

система анализа

контролеры устр вв/выв.

накопитель

монитор

принтер

Рис. 6. Структурная схема системы пожарного телевидения: ТВК - телевизионная камера

Проведенный методологический анализ показал, что условно все известные способы обнаружения пожара с применением телекамер и алгоритмической обработки видеосигнала можно разбить на три функциональные группы.

К первой группе можно отнести методы с применением опорных изображений, полученных до наступления тревожной ситуации при нормальных условиях для различных вариантов освещенности (день, вечер, осадки и др.).

Ко второй группе могут быть отнесены методы, в которых используется определенный банк данных типовых блоков изображений различных тревожных ситуаций: форма и тип пламени, интенсивность задымления и т.д. Кроме того, используется банк данных различных возмущающих факторов, таких как: солнечная засветка, фары движущихся автомобилей, различного рода блики и др. Данные факторы, при необходимости, сравниваются с отдельными частями реального изображения.

К третьей группе можно отнести методы, в которых анализируется статическая и динамическая составляющие отдельных элементов изображения по яркостной и цветовой составляющей.

Для правильного функционирования видеодетекторов необходимо, чтобы учитывались либо исключались из алгоритма детекции искажающие факторы. Эти факторы используются в уличных видеодетекторах, определяющих постоянные изменения освещенности, тени, осадки, туман, движение животных. Принципы, заложенные в алгоритмы работы уличных видеодетекторов, были использованы в данной работе для создания видеодетектора пожара. Проведенные исследования показали, что основными факторами пожара, которые могут быть идентифицированы с помощью пожарных видеодетекторов, являются следующие:

1. Открытое пламя существенно отличается по интенсивности и частоте электромагнитного излучения от фоновой засветки. В ряде случаев пламя имеет флуктуацию в определенном частотном диапазоне. Следовательно, оно может быть обнаружено телекамерой по специальному алгоритму обработки сигнала. Преимуществом данного способа, несомненно, будет являться возможность контроля больших открытых пространств, технологических установок. Кроме того, с применением подобных видеодетекторов пожара можно будет в автоматическом режиме фиксировать точное место очага возгорания для подачи огнетушащих веществ. Искажающими факторами будут являться: возмущения, связанные с солнечной засветкой, переменой времени суток, осадками, перемещениями в кадре людей и птиц. Учитывая имеющиеся алгоритмы, используемые в системах охранного телевидения, данные возмущения существенных проблем не вызывают.

2. Столб дыма на открытом воздухе может быть распознан системой видеодетекции на окружающем фоне по резкому изменению контрастности изображения на большой площади кадра. Столб дыма имеет характерные турбулентные движения частиц под влиянием конвективного переноса в атмосфере. Искажающим фактором будет являться различная освещенность, зависящая от времени суток, однако эта проблема может быть решена применением опорных световых сигналов либо применением инфракрасных прожекторов.

3. Дым в помещении или ограниченном пространстве при пожаре: как правило, наблюдается постепенное задымление в верхней части помещения, т.е. постепенное ухудшение контрастности изображения, что может быть зарегистрировано обычной телекамерой, применением специального алгоритма, анализирующего плавное снижение контрастности. Основным искажающим фактором будет являться недостаточная контрастность в помещении в темное время суток. Данная проблема может быть решена также применением опорных сигналов либо инфракрасных прожекторов.

4. Пожар на технологических установках промышленных предприятий, в которых обращаются легковоспламеняющиеся жидкости, как правило,

сопровождается взрывом, обрушением и деформацией строительных и технологических конструкций, изменением геометрических параметров в кадре изображения, которые могут быть легко различимы применением достаточно простых программируемых видеодетекторов.

Проведенные исследования показали, что наиболее перспективными способами видеодетекции являются следующие: идентификация открытого пламени, идентификация дыма, нарушение геометрических характеристик защищаемого объекта. С учетом данных положений разработана алгоритмическая структура обработки видеосигнала (рис. 7).

Рис. 7. Структурная схема алгоритмической обработки видеосигнала

Для проверки данной теории и создания пожарного видеоизвещателя была проведена оценка достоверности срабатывания каждого из трех видеодетекторов, входящих в данную схему по аналогии с комбинированным пожарным извещателем.

Принималось, что время между началом пожара и временем его обнаружения каждым из видеодетекторов распределены по показательному закону с интенсивностью X и ц соответственно. В диссертации показано, что в этом случае априорная вероятность возникновения пожара может быть оценена по формуле

р А

Ра = ~-. (1)

Я + // у '

Введем двоичную переменную 0=1, если факт возгорания имел место в действительности и 8=0 - в противном случае. Пусть пожарный извещатель имеет п каналов обнаружения пожара. Вероятность обнаружения пожара каждым каналом не зависит от того, какие каналы пожар обнаружили, а какие нет. Рассмотрим

вектор У = ()',,К,.....Уп), где У, = если <-й канал срабатывает и }', = 0 - в противном

случае.

Прибор по наблюдаемым компонентам Г/, У2.....У'„ должен сделать заключение

о том, чему равна ненаблюдаемая компонента 0. Одна из наиболее очевидных стратегий заключается в том, чтобы считать 0=1, если сработал хотя бы один канал. Другая стратегия: считать, 9=1, если сработало не менее двух каналов и т.д. Для выбора лучшей стратегии из возможных можно использовать следующий подход.

Пусть нам известны: рс1 = Р()'1 = \/в = 1) - вероятность правильного срабатывания ¡-го канала и рф: = Р(У1 =\/в = 0) - вероятность ложного срабатывания ¡-го канала. Будем считать, что если отрезок времени между срабатыванием каналов не больше, чем А/, то каналы сработали одновременно. Тогда, если на отрезке времени Ы сработало несколько каналов, то вероятность того, что пожар на самом деле имеет место, может быть найден по формуле Байеса

Р{в = \1Г) =--. (2)

/ъ + О-АОПЛ;1

Вычисления по формуле (2) показывают вероятность того, что параметр 0 действительно равен единице (возгорание на самом деле имеет место) для различных вариантов вектора У. Анализируя эти вероятности, можно выбрать лучшую стратегию из возможных.

Учитывая, что предлагаемое устройство имеет три канала обнаружения пожара, вероятности правильного срабатывания и вероятности ложной тревоги для каждого из каналов будут представлять следующие значения (табл. 2).

Для стратегии, при которой срабатывает хотя бы один канал из трех, вероятность пропуска сигнала практически равна нулю (0,001). Однако для него высока вероятность ложной тревоги (0,686).

Таблица 2. Вероятности истинного и ложного срабатывания для трехканапьной

системы

№ канала 1 2 3

рс; 0,8 0,9 0,95

рф| 0,01 0,02 0,04

Примем, что интенсивности X и ц равны соответственно 0,01 и 0,2. По формуле (1) вычислим априорную вероятность возникновения пожара. Получим Ра = 0,0476. Используя этот результат, по формуле (2) вычислим вероятность того, что возгорание на самом деле имеет место для всех возможных вариантов срабатывания каналов. Результаты вычислений представлены в табл. 3.

Таблица 3. Расчетные характеристики устройства при трехканальной схеме

№ канала Варианты срабатывания каналов

1 0 0 0 1 0 1 1 1

2 0 0 1 0 1 0 1 1

3 0 1 0 0 1 1 0 1

Рф 0,93139 0,03880 0,01901 0,009408 0,000792 0,00039 0,00019 0,00001

Рс 0,001 0,019 0,00911 0,00414 0,17104 0,07605 0,03610 0,68413

А"' 931,392 2,04252 2,11202 2,35243 0,00463 0,00515 0,00533 1.17Е-05

Р(0=1/У) 5,36802Е-05 0,02389 0,02312 0,02081 0,91522 0,90649 0,90361 0,99977

Р(0=0/У) 0,99994632 0,97610 0,97687 0,97918 0,08477 0,09351 0,09639 0,00023

В строках рф и рс (табл. 3) указаны вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения для соответствующих вариантов значений вектора У. Рассмотрим три стратегии, при которых 9 принимается равной единице (пожар на самом деле имеет место): сработал хоть один канал, сработало не менее двух каналов, сработали все три канала. Вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги для первого варианта рассчитываются как суммы вероятностей, находящихся в последних семи столбцах таблицы, для второго варианта - как суммы вероятностей, находящихся в последних четырех столбцах, а для третьего варианта они равны вероятностям, находящимся в последнем столбце таблицы. Результаты этих вычислений приведены в табл. 4.

Анализ таблицы 3 показывает, что лучше выбрать стратегию, при которой 8 принимается равной единице, только если сработали все три канала. В этом случае вероятность того, что пожар на самом деле имеет место, практически равна единице (0,99977). Однако анализ таблицы 4 показывает, что в этом случае вероятность правильного обнаружения равна всего 0,684. Это значит, что высока вероятность пропуска сигнала.

Таблица 4. Вероятность обнаружения пожара при трехканальной схеме

Вероятность Стратегия присвоения 9 значения, равного единице

Хотя бы один из трех Не менее двух Все три

Вероятность правильного обнаружения 0,999 0,967 0,684

Вероятность ложной тревоги 0,686 0,001 0,00001

Наиболее целесообразной будет стратегия «не менее двух», при которой факт пожара считается установленным, если сработало не менее двух каналов из трех. В этом случае вероятность того, что пожар на самом деле имеет место, практически равна единице, вероятность правильного обнаружения пожара равна 0,967, а вероятность ложной тревоги - 0,001. Обобщая эти результаты, приходим к следующим выводам. При использовании логической схемы "И" обработки сигналов в комбинированном пожарном извещателе можно значительно повысить его помехозащищенность. Например, при комбинации светового и дымового оптического каналов извещатель становится устойчивым к дестабилизирующим факторам, приведенным в таблице 4.

Проведенный анализ показывает, что в случае мажоритарной логики за счет увеличения количества анализируемых признаков может быть достигнут существенный эффект увеличения обнаруживающей способности и (или) снижения вероятности ложного сигнала тревоги. На основании данного положения была предложена и запатентована структурная схема построения автоматического пожарного видеоизвещателя (рис. 8).

Рис. 8. Структурная схема пожарного видеоизвещателя: 1 - телекамера; 2 - фильтр искажений; 3 - блок распознавания искажений; 4 - блок анализа фона; 5 - блок обнаружения пожара; 6 - модуль принятия решений; 7 - детектор пламени; 8 - детектор дыма; 9 - детектор активности; 10 - блок логический; 11 - блок формирования извещений; 12 - блок архивации.

Задачей, реализованной в данном устройстве, является автоматическое обнаружение пожара по нескольким информационным признакам на основе анализа видеосигнала, получаемого от телекамеры. Данное устройство является программно-аппаратным комплексом и позволяет повысить достоверность обнаружения пожара с автоматическим формированием тревожного извещения в систему пожарной сигнализации и одновременной архивацией соответствующего видеоизображения для его последующего анализа. Повышение достоверности обнаружения пожара достигается тем, что в процессе функционирования устройства обеспечивается одновременно обнаружение и идентификация таких факторов пожара, как пламя, дым, обрушение строительных конструкций, с учетом различных условий освещенности и внешних искажений. Разработанное устройство предназначено главным образом для использования в системах пожарной сигнализации и пожаротушения резервуарных парков хранения

нефтепродуктов, сложных и крупногабаритных технологических установок на предприятиях нефтепереработки.

В главе 4 «Основы концептуального проектирования автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий на примере резервуарного парка нефтеперерабатывающего завода» приводится структура построения, алгоритм функционирования и методика создания интегрированной автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий применительно к системе противопожарной защиты объекта повышенной пожарной опасности — резервуарного парка хранения сырой нефти.

Концептуальное построение системы противопожарной защиты необходимо производить с учетом технико-экономеческих параметров системы, при этом должно соблюдаться действующее законодательство.

Экономическую стратегию анализа управляемости обобщенных рисков, связанных с противопожарным состоянием как нефтеперерабатывающего завбда в целом, так и конкретных объектов защиты в частности, можно выразить в виде

^ПУ^Р^ПЕ^Ае}, (3)

где У2 - вероятный ущерб; Р*"- вероятность возникновения пожаров; Е^я- затраты на снижение рисков и последствий пожаров; АЕ - коэффициент эффективности затрат.

Техническая стратегия предусматривает основные требования по обеспечению пожарной безопасности объекта в различных разделах проекта, таких как:

- генеральный план;

- технологические решения;

- архитектурно-строительные решения;

- инженерные решения противопожарной защиты.

Основными моментами, которые должны учитываться при расчете и проектировании автоматизированных систем противопожарной защиты нефтеперерабатывающих предприятий являются следующие:

- обеспечение безопасности людей, занятых на обслуживании технологических объектов, в случае пожара или возникновения других аварийных ситуаций;

- не нанесение ущерба третьим лицам - людям и имуществу за территорией завода;

- защита дорогостоящего технологического оборудования, сырья, промежуточных и конечных продуктов производства от гибели или порчи при пожаре;

- сохранение работоспособности завода в период пожара и после его окончания;

- обеспечение экологической безопасности в случае возникновения пожара либо аварийной ситуации на объекте.

Эффективность систем противопожарной защиты с применением видеотехнологий должна достигаться путем интеграцией на всех уровнях согласно следующим положениям:

применением современных методов обнаружения и тушения пожара; применение многоуровневой распределенной системы управления технологическим процессом, установками пожаротушения, сигнализацией и оповещения людей о пожаре;

применением систем противопожарной защиты особо опасных технологических процессов с двойным резервированием.

После определения основных принципов производится классификация всех объектов по функциональной пожарной опасности на следующие виды: резервуары с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями; закрытые продуктовые насосные по перекачке пожароопасных жидкостей; открытые продуктовые насосные по перекачке горячих и холодных пожароопасных жидкостей и сжиженных углеводородных газов; компрессорные станции, размещаемые в помещениях;

технологические колонны и аппараты с пожароопасными жидкостями и газами; аппараты автоматического воздушного охлаждения; многофункциональные технологические эстакады и этажерки; помещения и здания контроллерных, аппаратных, операторных; электропомещения, лаборатории и прочие сооружения.

Основным критерием по противопожарной защите данных объектов будет являться минимальная инерционность систем автоматического обнаружения и тушения пожара. При правильных расчетах и принятых технических решениях технологической части систем противопожарной защиты снижение инерционности в целом будет зависеть от времени обнаружения пожара и подачи сигнала на запуск системы пожаротушения. В данном случае определяющим будет являться структура автоматизированной системы управления системой противопожарной защиты.

Общий алгоритм работы автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием тепловых и пожарных видеоизвещателей на примере защиты резервуара с нефтепродуктом можно представить в следующем виде (рис. 9).

Автоматизированная система управления строится открытой, иерархически распределенной, с использованием стандартных протоколов межуровневого обмена (рис. 10), и представляет собой трехуровневую схему автоматизации:

Рис. 9. Обобщенный алгоритм системы противопожарной защиты резервуара с нефтепродуктом с п тепловых максимально-дифференциальных извещателей и пожарных видеоизвещателей

Рис.10. Схема интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защит нефтеперерабатывающего завода

1. Нижний уровень должен включать в себя тепловые пожарные извещатели и пожарные видеоизвещатели, контрольно-измерительные приборы, исполнительные механизмы, а также пусковые устройства дистанционного и местного запуска. В системе нижнего уровня должны предусматриваться: дистанционный запуск систем водяного орошения, пульты и модули управления конкретными задвижками, насосами и другим исполнительным оборудованием.

2. Средний уровень должен включать в себя программируемые логические контроллеры, программно-аппаратные модули управляемого оборудования. Средний уровень системы должен обеспечивать решение следующих задач:

- сбор информации от преобразователей сигналов нижнего уровня;

- формирование управляющих воздействий на исполнительные механизмы оборудования систем тушения пожаров и тревожных сигналов на включение средств оповещения о пожаре;

- автоматическое управление технологическим процессом тушения пожара;

- оперативный контроль технологических параметров процесса тушения пожаров и состояния управляемого оборудования;

- передача данных об обнаружении газов и паров на верхний уровень;

- связь с другими системами автоматизации.

3. Верхним уровнем является автоматизированная рабочая станция на базе промышленного компьютера, предусматривающая автоматизированное рабочее место оператора, систему индикации и сигнализации, передачу извещений в распределенную систему управления завода, центральную операторную и пожарное депо. Верхний уровень системы автоматизации должен обеспечивать выполнение следующих задач:

- выдача управляющих сигналов на средний уровень;

- отображение информации о состоянии систем тушения пожара и информации о тревожных сообщениях;

- индикация технологического процесса тушения пожара и индикацию трендов измеряемых технологических параметров;

- формирование и архивирование данных журнала событий для регистрации параметров технологического процесса тушения пожара, аварийных ситуаций и неисправностей, информации о невыполнении команд управления, с регистрацией времени возникновения события;

- выдача необходимой видеоинформации о месте возникновения и ходе тушения пожара.

На видеомониторе автоматизированного рабочего места оператора должна быть изображена принципиальная схема системы тушения пожара со всеми защищаемыми технологическими установками и отображением следующих основных элементов:

- схемы внутренней разводки пенопроводов, линейных вводов, питающих и распределительных трубопроводов, наружных сетей противопожарного

водопровода и растворопроводов с основным противопожарным оборудованием и запорной арматурой;

- пункты приготовления рабочего раствора пенообразователя;

- насосная станция пожаротушения;

- информация о срабатывании пожарных извещателей и ходе тушения пожара;

- видеокартинка системы замкнутого телевидения, из наиболее опасных технологических секций и резервуарных парков, которые не просматриваются из окон центральной операторной;

- таймер отсчета времени с начала запуска системы пожаротушения;

- другая необходимая информация по желанию службы обслуживания.

Для обнаружения пожара каждая защищаемая зона в помещении и на открытых технологических установках должна контролироваться не менее чем двумя пожарными видеоизвещателями либо одним тепловым извещателем максимально-дифференциального принципа действия и пожарным извещателем пламени с визуальным подтверждением. Принцип размещения пожарных видеоизвещателей для защиты резервуарного парка, состоящего из двух резервуаров РВСП-50000, в качестве примера приведен на рис. 11.

Рис. 11. Принцип размещения тепловых пожарных извещателей максимально-дифференциального принципа действия и извещателей пламени с визуальным подтверждением для защиты резервуарного парка: РВСП - резервуар вертикальный стальной цилиндрический с понтоном

В пятой главе «Оценка эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты пожароопасных объектов с применением устройств обнаружения пожара на основе видеотехнологий» проведена оценка эффективности применения разработанных устройств обнаружения пожара с использованием видеотехнологий как составной части автоматизированной системы противопожарной защиты пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода.

Для оценки эффективности сложных технических систем противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса могут быть выбраны следующие основные показатели:

- для оценки влияния пожарного видеоизвещателя на эффективность системы автоматической пожарной сигнализации - время срабатывания извещателя и вероятность ложной тревоги;

- для оценки влияния подсистем на эффективность автоматизированной системы

противопожарной защиты - показатель, характеризующий изменение уровня пожарной опасности;

- для оценки экономической эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты в целом - показатель, характеризующий величину предотвращенного материального ущерба.

Для оценки влияния характеристик пожарного видеоизвещателя на эффективность системы пожарной сигнализации ввиду отсутствия аналитических моделей использовался метод анализа иерархий.

Структурная схема показателей эффективности пожарной сигнализации по данному методу представлена на рис.12.

Рис. 12. Иерархия показателей эффективности системы АПС.

Предложено оценивать качество каждого из пяти видов пожарных извещателей по двум основным показателям - времени срабатывания и вероятности ложной тревоги, а эффективность системы автоматической пожарной сигнализации в целом - по времени обнаружения пожара Т0бн и вероятности ложной тревоги Рлт.

Для получения экспертных оценок была привлечена группа из семи квалифицированных экспертов, длительность работы каждого из которых в данном направлении более 10 лет. Оценка влияния производилась отдельно для каждого эксперта за три этапа. На первом этапе оценивалось влияние инерционности и вероятности ложной тревоги на эффективность автоматической пожарной сигнализации. На втором этапе оценивалось влияние на время обнаружения пожара и вероятность ложной тревоги каждого из пяти видов пожарных извещателей, предназначенных для защиты резервуаров с нефтепродуктом: видеоизвещателя, извещателя пламени с визуальным подтверждением, теплового максимально-дифференциального извещателя, извещателя пламени и теплового максимального извещателя. На третьем этапе оценивалось влияние каждого из указанных выше видов пожарных извещателей на эффективность системы пожарной сигнализации.

По результатам оценки для каждого извещателя определялись следующие параметры:

а) среднее значение коэффициента влияния для каждого вида извещателей, рассчитываемое по формуле

где 1 - номер эксперта;

б) несмещенная оценка среднеквадратического отклонения среднего значения коэффициента влияния, вычисленная по формуле

* = (5)

в) параметр распределения Стьюдента, вычисляемый по формуле

'« = ; (6)

г) уровень значимости а - вероятность того, что гипотеза о влиянии пожарного извещателя на эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты неверна.

Данные оценивания, параметры, рассчитанные по формулам (4) - (6), а также уровни значимости а, найденные по статистическим таблицам распределения Стьюдента, представлены в таблице 5.

В результате анализа таблицы 5, можно сделать перечисленные ниже выводы.

Для стандартного уровня значимости ог = 0,01 влияние всех типов извещателей, кроме теплового, на эффективность пожарной сигнализации

предприятий нефтеперерабатывающего комплекса является статистически значимым.

Таблица 5. Расчетные данные экспертной оценки

№ Тип пожарного извещателя

эксперта Пожарный Пламени с визу- Тепловой Извещатель Извещатель

видео- альным максимально- пламени тепловой

извещатель подтверждением дифференц. максимальным

1 0,407 0,275 0,158 0,069 0,091

2 0,351 0,295 0,185 0,107 0,062

3 0,435 0,252 0,150 0,110 0,053

4 0,326 0,315 0,195 0,110 0,054

5 0,420 0,265 0,154 0,095 0,066

6 0,320 0,317 0,220 0,108 0,035

7 0,350 0,305 0,170 0,123 0,052

2 0,3727 0,2891 0,176 0,1031 0,059

% 0,0470 0,0254 0,0254 0,0171 0,0171

1 7,9345 11,3515 6,9050 6,0242 3,4370

а 0,0002 0,0001 0,0004 0,0009 0,0138

Среднее значение коэффициента влияния для пожарных видеоизвещателей составляет 37%, извещателей пламени с визуальным подтверждением - 29%, тепловых максимально-дифференциальных извещателей — 18%, извещателей пламени - 10%, а обычных тепловых практически близка к нулю.

Таким образом, пожарные видеоизвещатели в системах пожарной сигнализации на промышленных предприятиях обладают наивысшей оценкой эффективности.

Для оценки влияния подсистемы обнаружения пожара с использованием видеотехнологий на эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты были использованы совместно модифицированный метод Гретенера и метод анализа иерархий. Структура показателей эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты представлена на рис. 13.

На рис. 13 приняты следующие обозначения: У - уровень пожароопасное™; П - показатель пожароопасности объекта; Пд - допустимое значение пожароопасности; М - потенциальная опасность, учитывающая влияние всех основных факторов, способствующих возникновению и развитию пожара; А -фактор активации, отражающий вероятность возникновения пожара, связанную с видом использования объекта; 3 - фактор, учитывающий влияние имеющихся на объекте средств и систем противопожарной защиты; N - показатель, учитывающий наличие на объекте систем предотвращения пожара; ^ - показатель, характеризующий общую пожарную безопасность применяемых технологических процессов на предприятии; 5 - общий показатель качества подсистем, входящих в состав автоматизированной системы противопожарной защиты, 5, - ву - частные показатели качества подсистем: - показатель наличия и качества системы

пожарной сигнализации; 52 - показатель наличия и качества средств передачи сигнала пожарной тревоги на пост пожарной службы; 53 - показатель боевой готовности и уровня подготовленности пожарно-спасательных подразделений, обслуживающих объект; э4 - показатель наличия и типа установок автоматического пожаротушения; з5 - показатель наличия и качества системы оповещения людей при пожаре; 5б - показатель наличия и качества систем водяного орошения при пожаре; 57 - показатель наличия и качества системы цифрового телевидения, интегрированного в автоматизированную систему противопожарной защиты.

Рис. 13. Иерархия показателей эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий

Запись вида 17д* на рис. 13 означает, что дальнейшая детализация данного параметра в виде формулы не представляет интереса для оценки эффективности АСПЗ. Запись вида Л' = /х (5,, 5,, 53, ,У4, л5, 56, 57) означает, что для предприятий нефтеперерабатывающего комплекса на данном этапе не существует аналитических зависимостей между показателем 5 и частными показателями 51 - б7 и для оценки используется метод анализа иерархий.

Для оценки влияния закрытой системы цифрового телевидения, интегрированной в автоматизированную систему противопожарной защиты, на показатель 5 требуется вычислить величину этого показателя в случае применения системы телевидения и без нее. По разности А5' можно судить о вкладе видеотехнологий в численное значение показателя 5, т. е. о технической эффективности.

Анализ полученных данных позволяет сделать перечисленные ниже выводы.

Для стандартного уровня значимости а = 0,01 влияние всех подсистем и средств, кроме системы водяного орошения на эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий является статистически значимым.

Среднее по семи экспертам значение веса подсистем, учитывающее их влияние на эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты, составляет: 31% - для системы сигнализации, 3% - для средств передачи сигнала пожарной тревоги на пост пожарной службы, 5% - для показателей боевой готовности и уровня подготовленности пожарно-спасательных подразделений, 11% - для установок автоматического пожаротушения, 9% - для системы оповещения и эвакуации людей и 37% - для системы цифрового телевидения, интегрированного в автоматизированную систему противопожарной защиты. Влияние системы водяного орошения составляет 4%, однако эта цифра статистически недостоверна.

Таким образом, наиболее эффективными для построения автоматизированной системы противопожарной защиты пожароопасных объектов с применением видеотехнологий являются подсистемы автоматической пожарной сигнализации и цифрового телевидения, интегрированные в автоматизированную систему противопожарной защиты.

Получено среднее приращение параметра 5 за счет применения систем видеотехнологий в автоматизированной системе противопожарной защиты ДЛ" = 0,37, поэтому приращение фактора пожарозащиты АЗ будет

АЗ = 0,37 ■ N ■ .Г.

Продвигаясь выше по иерархии (см. рис. 13), получим приращение показателя пожароопасности объекта

3 З-АЗ 3

а затем приращение уровня пожароопасности

АУ = -0,59-АЯ//7д .

Значительное отрицательное значение приращения ДУ свидетельствует о том, что применение автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса позволит существенно снизить уровень пожароопасности.

Для оценки экономической эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий была использована методика, изложенная ГОСТ 12.1.004-91, модифицированная с учетом специфики предметной области. При оценке экономической эффективности предполагалось, что при пожаре людские потери отсутствуют, так как выбранные для расчета объекты - резервуары с нефтепродуктом не содержат постоянных рабочих мест.

Критерий экономической эффективности вычислялся по формуле

WП=WM-W, (7)

где: 1У[/ - ожидаемый предотвращенный годовой ущерб, IVм - ущерб, который может быть нанесен пожаром при отсутствии системы пожарной безопасности, ¡V— ожидаемый ущерб, который может быть нанесен пожаром с учетом возможностей

системы пожарной безопасности. Величины Шм и IV для предприятий нефтеперерабатывающего комплекса могут быть вычислены по формулам

V1 ~ "п ) у0

где И-„ф - основные фонды предприятия; Я - приведенный годовой объем обращения нефтепродукта; 2спб - приведенные затраты на систему противопожарной защиты; Тв - время полного выгорания нефтепродукта; коэффициент 3 учитывает косвенные убытки; Рп - априорная вероятность возникновения пожара; У0 - объем сгоревшего нефтепродукта при отсутствии системы противопожарной защиты; V- объем выгоревшего нефтепродукта с учетом влияния автоматизированной системы противопожарной защиты. Значение V находится по формуле

У = л-■и2гор-{11+11)\ (10)

где ¡1 - время, затраченное на обнаружение пожара, /2 - время, затраченное на то, чтобы приступить к тушению пожара.

С использованием выражений (8) - (10) выполнена оценка экономической эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий на примере предприятия с тремя резервуарами для хранения нефтепродуктов. Резервуары различаются производственными параметрами, степенью пожарной опасности и параметрами системы пожарной безопасности, табл. 6. Годовой объем выпуска продукции предприятия в денежном выражении составляет 3-108 рублей. В случае простоя, предприятие несет равные доли времени от простоя от одного года, помноженные на годовой объем выпуска продукции. Принято, что штрафные санкции в два раза превышают потери за счет простоя. Остальные параметры приведены в таблице 6.

Для 1-го, 2-го и 3-го резервуара по формуле (8) получено соответственно: =118236,35 руб., 341523,80руб., =1041238 руб. Общий

предотвращенный годовой ущерб, вычисленный по формуле (7) для различных значений времен и /2 представлен в табл. 7. Из таблицы следует, что установка автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий на предприятии нефтепереработки позволит снизить ожидаемую величину ущерба от возможных пожаров при малых временах и 12 и не дает эффекта - при больших /] и /2.

Таким образом, проведенная комплексная оценка позволяет определить параметры и условия эффективного применения новых технических средств пожарной сигнализации с использованием видеотехнологий, а также автоматизированных систем противопожврной защиты пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего комплекса на их основе.

Таблица 6. Экономические параметры объекта, подлежащего защите системой противопожарной защиты

Параметры Номер резервуара Всего по предприятию

1 2 3

Приведенная стоимость основных фондов, И'оф (руб) 1,0 10 8 2,0 10 8 3,0 10 8 6,0 10 8

Приведенная стоимость затрат на систему противопожарной защиты, 7СПб (руб) 5-106 10' 1.5-107

Априорная вероятность пожара, Р„ 0,001 0,0015 0,003

Объем нефтепродукта в резервуаре (м3) 1000 2000 5000 11000

Скорость выгорания, у10п (мм/мин) 10 10 10

Время восстановления при полном выгорании, с учетом косвенных затрат, Тъ (год) 0,02 0,03 0,05

Таблица 7. Зависимость общего предотвращенного годового ущерба от времени обнаружения пожара и времени срабатывания средств пожаротушения в рублях

Время обнаружения пожара, мин Время срабатывания средств пожаротушения, мин

0,4 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0,5 1289710 1103280 885905 614783 427143 205386 0

1 1103280 885905 614783 427143 205386 0 0

1,5 885905 614783 427143 205386 0 0 0

2 614783 427143 205386 0 0 0 0

2,5 427143 205386 0 0 0 0 0

3 205386 0 0 0 0 0 0

3,5 0 0 0 0 0 0 0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Разработаны научно обоснованные положения, технические и технологические решения составляющие в комплексе методологическую основу совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтепереработки с применением видеотехнологий.

2. Обобщены и классифицированы основные причины недостаточной

эффективности применения систем пожарной автоматики на стадии ее проектирования, монтажа и эксплуатации на промышленных объектах России. Предложены пути решения данной проблемы путем применения автоматизированных систем противопожарной защиты.

3. Разработаны основные принципы интеграции цифровых видеотехнологий в автоматизированные системы противопожарной защиты для целей обнаружения пожара, оповещения людей и управления процессом эвакуации людей при пожаре, разведки и тушении пожара пожарными подразделениями, автоматизированного тушения пожара с помощью стационарных установок и робототехники, расследования причин пожара.

4. Разработана теоретическая модель автоматического обнаружения пожара в емкостном технологическом оборудовании с пожароопасной жидкостью, позволяющая определить недостающие компоненты системы пожарной сигнализации, применяемые для защиты данных объектов.

5. Разработан и запатентован способ и устройство обнаружения пожара с визуальным подтверждением.

6. Проведен анализ известных методов видеодетекции и их экспериментальные проверки для использования в целях обнаружения опасных факторов пожара. Предложена функциональная схема алгоритмической обработки цифрового видеосигнала в задачах автоматического обнаружения пожара.

7. Разработано и запатентовано устройство пожарного видеоизвещателя.

8. Разработана структура построения, алгоритм функционирования и методика создания автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий на примере резервуарного парка нового нефтеперерабатывающего завода

9. Разработана и запатентована обобщенная структура интегрированной автоматизированной системы управления системой противопожврной защиты нефтеперерабатывающего предприятия с использованием видеотехнологий.

10. Предложен способ и определены критерии оценки эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с применением новых технических средств на основе видеотехнологий.

11. Проведенная оценка технико-экономической эффективности научно-технических разработок диссертации показала существенное положительное влияние пожарных видеоизвещателей и интегрированных систем цифрового телевидения на общую эффективность противопожарной защиты предприятия нефтеперерабатывающего комплекса по сравнению с традиционными системами противопожарной защиты.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ

Публикации в ведущих рецензируемых журналах ВАК

1. Демехин Ф.В., Васильев М.А. Об эффективности систем пожарной автоматики в России // Вестник Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы. №3-2006. - С-Пб: СПб ИГПС МЧС России, 2006. - с. 37-39.

2. Демехин Ф.В. Основные принципы использования видеодетекторов охранного телевидения для обнаружения пожара // Вестник Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы. №3-2006. - С-Пб: СПб ИГПС МЧС России, 2006. - с.28-32.

3. Демехин Ф.В., Членов А.Н. Анализ методов обнаружения пожара по видеоизображению // Вестник Академии Государственной противопожарной службы, №5 - М.: АГПС МЧС России, 2006. - с. 45-49.

4. Демехин Ф.В. Методы обнаружения пожара на основе видеотехнологий // Пожаровзрывобезопасность №2, 2006 г. - с. 23-25.

5. Демехин Ф.В., Куватов Е.В. Алгоритм оценки достоверности обнаружения пожара по сигналам пожарных извещателей // Пожаровзрывобезопасность №3, 2006 г. - с. 36-39.

6. Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Дровникова И.Г., Орлов П.А. Новые возможности управления пожарной безопасностью объектов // Пожарная безопасность №4, 2008 г. - с. 43-47.

7. Демехин Ф.В., Гордиенко Д.М. Теоретические модели возникновения и способы обнаружения пожара на технологических установках повышенной пожарной опасности // Пожарная безопасность №1, 2009 г. - с.45-48.

8. Топольский Н.Г., Демехин Ф.В. Комплексная оценка эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтепереработки с использованием видеотехнологий // Безопасность жизнедеятельности, №1, 2009 г. — с. 22-26.

Монографии

9. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Фомин В.И, Демехин Ф.В. Новые методы и технические средства обнаружения пожара // Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007, - 375 с.

10. Киселев Я.С., Хорошилов O.A., Демехин Ф.В. Физические модели горения в системе пожарной безопасности // Монография. - СПб.: СПб Университет МЧС России, 2009, - 277 с.

11. Федоров A.B., Членов А.Н., Лукъянченко A.A., Буцынская Т.А., Демехин Ф.В. Системы и технические средства раннего обнаружения пожара. - М. АГПС МЧС России, 2009. - 166 с.

Патенты

12. Устройство для обнаружения пожара с визуальным подтверждением. Патент на полезную модель №66578 от 10.09.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Т.А., Буцынская Т.А. Журавлев С.Ю.

13. Устройство для обнаружения пожара на промышленных объектах. Патент на полезную модель №66580 от 07.05.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А.

14. Автоматизированная система управления противопожарной защитой. Патент на полезную модель №66574 от 07.09.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А.

Материалы всероссийских и международных конференций

15 Демехин Ф.В. Перспективы применения цифровых видеотехнологий для повышения эффективности обнаружения пожаров // В сб. Проблемы обеспечения безопасности при ЧС. Материалы всероссийской научно-практической конференции. - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. -с.11-14.

16. Демехин Ф.В. Обнаружение пожаров и загораний с использованием видеотехники // В сб. Проблемы обеспечения безопасности при ЧС. Материалы всероссийской научно-практической конференции. - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. - с. 18-19.

17. Демехин Ф.В. Обнаружение пожаров и загораний с использованием видеотехнологий // В сб. Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС. Материалы всероссийской научно-практической конференции. - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004.

18. Демехин Ф.В. Разработка новых методов обнаружения пожаров и возгораний на основе видеотехнологий и применение их в установках автоматической пожарной защиты объектов // Материалы международной научно-практической конференции "Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля" - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. - с. 33-36.

19. Демехин Ф.В., Степанов В.П. Способы противодымной защиты с применением мелкодисперсных осаждающих аэрозолей // Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля. Материалы международной научно-практической конференции - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. - с. 16-17.

20. Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А., Журавлев С.Ю. Обнаружения тревожной ситуации на охраняемом объекте с визуальным подтверждением // Сборник трудов XVI Международной конференцию "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов"-М.: Академия управления МВД России, 2007. - с. 428-429.

21. Демехин Ф.В. Автоматизация в системе оповещения и управления эвакуацией людей в экстремальных ситуациях на основе видеотехнологий // Материалы XIX научно-практической конференции "Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений" Часть 3. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2005. - с. 159 - 165.

Прочие публикации

22. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Повышение эффективности обнаружения пожаров с использованием видеотехнологий // Материалы 13-ой научно-технической конференции «Системы безопасности». - М.: АГПС МЧС России, 2004.-с. 56-59.

23. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Землянухин М.В. О возможности и перспективах применения систем видеонаблюдения для обеспечения безопасной эвакуации людей и повышении эффективности работы пожарных подразделений // В сб. Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров. - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2005. - 44-46.

24. Демехин Ф.В., Малинин В.Р., Маслаков М.Д., Родионов В.А., Крутолапов A.C., Варков Р.И. Молния и молниезащита зданий и сооружений. Учебное пособие - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2005, - 162 с.

25. Васильев М.А., Демехин Ф.В. Радиоканальная система охранно-пожарной сигнализации «Стрелец» Рекомендации по проектированию. Санкт-Петербург, ООО «Аргус-Спектр», 2005. - 22 с.

26. Демехин Ф.В. Основные направления совершенствования систем охранного телевидения для целей обнаружения пожара // Здоровье, риск и безопасность сотрудников ГПС МЧС РФ». Межрегиональная научно-практическая конференция. - СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2005. - 3439.

27. Васильев М.А., Демехин Ф.В. Проблемы обеспечения эффективности пожарной автоматики // Четырнадцатая научно-техническая конференция "Системы безопасности" (СБ-2005). -М.: АГПС МЧС России, 2005. - 78-81.

28. Демехин Ф.В. Об отношении заказчиков к системам пожарной автоматики в России // Сборник. Четырнадцатая научно-техническая конференция "Системы безопасности" (СБ-2005). - М: АГПС МЧС России, 2005. - 66-68.

29 . Членов А.Н., Демехин Ф.В. Общие принципы построения видеодетектора пожара. Четырнадцатая научно-техническая конференция "Системы безопасности" (СБ-2005). - М: АГПС МЧС России, 2005. - 45-48.

30. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Оценка эффективности применения специального телевидения в системе противопожарной защиты объекта // Материалы пятнадцатой научно-технической конференции "Системы безопасности" - СБ 2006. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2006. - 78-81.

31. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Демехин Ф.В., Членов А.Н., Фомин В.И. Оценка эффективности применения специального телевидения в системе

противопожарной защиты объекта // Исследования и разработка средств обнаружения пожара. Материалы пятнадцатой научно-технической конференции "Системы безопасности" - СБ 2006. — 71-73.

32. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Журавлев С.Ю. Повышение достоверности обнаружения пожара на промышленных объектах // Вестник Академии Государственной противопожарной службы, №8. - М.: Академии ГПС МЧС России, 2007 - с. 76-79.

33. Демехин Ф.В., Буцинская Т.А. Расширение функций виденаблюдения в автоматизированных системах управления противопожарной защитой сложных объектов // Вестник Академии Государственной противопожарной службы, №8. -М.: Академии ГПС МЧС России, 2007 - с. 71-76.

34. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Членов А.Н. Состояние и перспективы развития техники пожарной сигнализации // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности"- август 2007 № 4 - http://ipb.mos.ru/ttb.

35. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Членов А.Н. Применение видеотехнологий в системах пожарной безопасности // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности"- август 2007 № 4 - http://ipb.mos.ru/ttb

36. Демехин Ф.В. Система противопожарной защиты резервуарного парка // Материалы семнадцатой научно-технической конференции "Системы безопасности" - СБ 2008. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2008. - с. 99-104.

37. Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А. Оценка эффективности новых методов и технических средств обнаружения пожара // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности"- июнь 2008 № 3 - http://ipb.mos.ru/ttb.

38. Демехин Ф.В., Буцынская Т.А. Влияние параметров функционирования пожарных извещателей на эффективность системы противопожарной защиты // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" - август 2008 №4-http://ipb.mos.ru/ttb.

39. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Метод оценки влияния качества пожарной сигнализации на эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты промышленного предприятия // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности"- октябрь 2008 № 5 - http://ipb.mos.ru/ttb.

40. Демехин Ф.В. Экономическая эффективность автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепеработки с использованием видеотехнологий // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности"-декабрь 2008 № 6 - http://ipb.mos.ru/ttb.

41. Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А. Видеодетектор пожара // Вестник МЭИ, №1, 2009. - с. 56-67.

42. Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А, Дровникова И.Г. Новые направления применения видеотехнологий в системах безопасности //Вестник МЭИ, №1,2009.-с. 67-93.

Подписано в печать 20.01.2009. Формат 60x90/16

Печать цифровая Объем 2 печ. л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России Санкт-Петербург, Московский пр-т, 149.

Введение.

Глава 1. Комплексный анализ обеспечения пожарной безопасности и определение принципов совершенствования системы противопожарной защиты объектов нефтеперерабатывающего комплекса с применением видеотехнологий.

1.1. Статистический анализ пожаровзрывоопасности объектов нефтепереработки.

1.2. Анализ пожарной опасности современного нефтеперерабатывающего предприятия на примере Киришского комплекса гидрокрекинга.

1.2.1. Структура и основные характеристики предприятия.

1.2.2. Основные пожароопасные технологии производства.

1.2.3. Исследование взрывопожарной опасности технологических процессов комплекса гидрокрекинга.

1.3. Принципы обеспечения пожарной безопасности технического, технико-экономического и организационно-технического характера на предприятиях нефтепереработки.

1.3.1. Общие принципы обеспечения пожарной безопасности.

1.3.2. Предупреждение возможности образования горючей среды

1.3.3. Предупреждение условий возникновения горения.

1.3.4. Основные принципы обнаружения и тушения пожара на пожароопасных объектах.

1.3.5. Технико-экономическое обоснование противопожарных мероприятий.

1.3.6. Отступления от требований нормативных документов по пожарной безопасности.

1.4. Перспективные направления оценки уровня пожарной опасности объектов нефтеперерабатывающей отрасли.

1.4.1. Пожарные риски.

1.4.2. Противопожарное страхование.

1.5. Экспертная оценка проблемы эффективного применения систем пожарной автоматики в России.

1.5.1. Эволюционный процесс развития систем пожарной автоматики в России.

1.5.2. Эффективность систем пожарной автоматики на действующих предприятиях.

1.5.3. Особенности проектирования систем противопожарной защиты новых нефтеперерабатывающих заводов.

1.6. Анализ мировых тенденций совершенствования систем пожарной автоматики.

1.6.1. Структура, состав и тенденции развития систем пожарной сигнализации.

1.6.2. Патентный анализ систем обнаружения пожара и других элементов пожарной автоматики.

1.7. Разработка предпосылок для создания интегрированных систем противопожарной защиты с применением видеотехнологий.

Выводы по главе

Глава 2. Теоретические основы возникновения и способы обнаружения пожара на технологических установках повышенной пожарной опасности.

2.1. Исследование процесса образования взрывоопасных зон в емкостных технологических аппаратах с нефтепродуктом.

2.1.1. Теоретические предпосылки по оценке пожарной опасности емкостных технологических аппаратов.

2.1.2. Процесс испарения жидкости и кинетика образования взрывоопасных паровоздушных концентраций

2.1.3. Теоретическая модель автоматического обнаружения пожара на емкостном оборудовании с нефтепродуктом.

2.2. Теоретический анализ современных мировых технологий обнаружения пожара для защиты пожароопасных технологических объектов.

2.2.1. Современные способы обнаружения пожара на промышленных объектах.

2.2.2. Линейные дымовые и тепловые извещатели.

2.2.3. Оптическая и ионизационная технология обнаружения дыма.

2.2.4. Комбинированные пожарные извещатели.

2.2.5. Извещатели пламени.

2.2.6. Аспирационные системы и лазерный извещатель.

2.3. Анализ особенностей применения систем пожарной автоматики на предприятиях нефтепереработки.

2.3.1. Объекты с повышенным электромагнитным фоном.

2.3.2. Объекты с возможным появлением "черных дымов".

2.3.3. Взрывоопасные зоны.

2.3.4. Объекты с постоянным наличием конденсата.

2.3.5. Объекты, подверженные вибрации.

2.3.6. Объекты с повышенным содержанием пыли.

2.3.7. Защита контроллерных и серверных.

2.3.8. Промышленные помещения большой площади.

2.4. Разработка пожарного извещателя с визуальным подтверждением факта срабатывания для защиты резервуарного парка.

2.4.1. Применение извещателей пламени для обнаружения пожаров на открытых технологических установках.

2.4.2. Применение тепловизионных методов для обнаружения пожаров на открытых технологических установках.

2.4.3. Устройство обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка методов и технических средств обнаружения пожара на основе видеотехнологий.

3.1. Обобщенная структура системы замкнутого телевидения для целей обнаружения пожара.

3.1.1. Анализ нормативно-технических требований для систем охранного телевидения.

3.1.2. Структурный анализ системы замкнутого телевидения.

3.1.3. Функциональная структура системы пожарного телевидения.

3.2. Анализ принципов и алгоритмов видеодетекции.

3.2.1. Обнаружители движения.

3.2.2. Идентификация объекта.

3.2.3. Системы распознавания образов.

3.3. Методологический анализ систем обнаружения пожара на основе цифровых видеотехнологий.

3.3.1. Метод определения прозрачности окружающей среды по видеоизображению.

3.3.2. Метод обнаружения пожаров "Сравнением образов".

3.3.3. Метод раннего обнаружения загорания по видеоизображению

3.4. Оценка достоверности обнаружения пожара по сигналам пожарных видеодетекторов.

3.5. Разработка видеодетектора пожара.

3.5.1. Опасные факторы пожара, как носители информации для регистрации видеометодами.

3.5.2. Алгоритмическая структура пожарного видеоизвещателя.

3.5.3. Принципы построения видеоизвещателея пожарной сигнализации с использованием нескольких информационных признаков.

3.6. Комбинированный пожарный видеоизвещатель.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Основы концептуального проектирования автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий для защиты пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода

4.1. Технико-экономические принципы разработки концепции противопожарной защиты нефтеперерабатывающего завода

4.2. Способы противопожарной защиты основных пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода

4.2.1. Общая типизация объектов противопожарной защиты.

4.2.2. Способы противопожарной защиты резервуаров с защитной стенкой.

4.3 Автоматизированная система управления противопожарной защитой пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода на примере резервуарного парка сырой нефти.

4.3.1. Алгоритмическая схема автоматизированной системы противопожарной защиты с применением новых устройств обнаружения пожара на основе видеотехнологий.

4.3.2. Структура и состав автоматизированной системы управления противопожарной защитой пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода.

4.3.3. Функциональное назначение автоматизированной системы управления противопожарной защитой пожароопасных установок и резервуарных парков нефтеперерабатывающего завода.

4.3.4. Автоматизированное рабочее место оператора с интегрированной функцией видеомониторинга.

4.4. Разработка автоматизированной системы управления противопожарной защитой для обеспечения безопасности людей при пожаре на основе видеотехнологий.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Оценка эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса с использованием видеотехнологий.

5.1. Выбор и обоснование методов оценки эффективности автоматизированной систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий.

5.1.1. Основные положения теории эффективности.

5.1.2. Иерархия показателей эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий.

5.1.3. Классификация и выбор методов оценки эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий.

5.2. Теоретические основы и методика применения метода анализа иерархий для оценки эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса.

5.2.1. Задача согласования мнений экспертов об относительных весах параметров.

5.2.2. Выбор шкалы сравнений.^.

5.2.3. Определение весов элементов системы.

5.2.4. Определение степени согласованности суждений эксперта

5.2.5. Алгоритм определения весов элементов системы с учетом необходимости согласования мнений экспертов.

5.2.6. Формирование модели иерархической системы.

5.2.7. Оценка влияния элементов на эффективность функционирования иерархической системы.

5.3. Оценка влияния комбинированных видеоизвещателей на эффективность системы автоматической пожарной сигнализации.

5.4. Оценка эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий

5.4.1. Оценка влияния частных параметров Б; на вероятностно-временные показатели системы.

5.4.2. Оценка влияния вероятностно-временных показателей системы на параметр Я фактора пожарозащиты.

5.4.3. Оценка влияния частных параметров Б; на уровень пожароопасности объекта.

5.5. Оценка экономической эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий.

5.5.1. Выбор и обоснование метода оценки экономической эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты с применением видеотехнологий

5.5.2. Оценка экономической эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты предприятия нефтеперерабатывающего комплекса с использованием видеотехнологий.

Выводы по главе 5.

В настоящее время основным энергоресурсом для обеспечения жизнедеятельности человека является нефть и газ. Экономика многих стран построена на добыче, транспортировке и переработке данных полезных ископаемых. Основными составными частями отрасли являются объекты нефтедобычи, транспортировки нефти, нефтепереработки и объекты приема-отгрузки нефти. Кроме того, каждый из приведенных объектов содержит одну или более нефтебазу или резервуарные парки, предназначенные для хранения сырой нефти, промежуточных и товарных нефтепродуктов.

Резервуарное хранение нефти является важным звеном общей технологии нефтяной промышленности, так как обеспечивает непрерывность процесса переработки и повышает надежность нефтепродуктообеспечения. Особенно актуально данный вопрос возникает в период мирового финансового кризиса, который может вызвать определенные сбои в работе объектов нефтепереработки, что является крайне недопустимым ввиду сложности запуска и остановки технологического процесса на нефтеперерабатывающих заводах. Например, современный завод производительностью 12 млн т/год за сутки потребляет более 30 тысяч тонн нефти. Это определяет тенденцию увеличения как общей вместимости резервуарных парков, так и их единичных емкостей.

Ежегодно в мире на нефтеперерабатывающих предприятиях происходит до 1500 аварий, часть из которых приводит к пожару и уносит значительное число человеческих жизней, материальный ущерб составляет более 100 миллионов долларов в год, причем сохраняется четкая тенденция к увеличению этих показателей. Так в США за последние 30 лет число аварий на объектах нефтепереработки увеличилось в 3 раза, число человеческих жертв почти в 6 раз, материальный ущерб - в 11 раз [2].

Пожаровзрывоопасность современных нефтеперерабатывающих рассматриваемых проблем всей нефтеперерабатывающей отрасли, включая следующие основные направления:

- анализ взрывопожарной опасности объектов нефтепереработки с точки зрения оценки пожарных рисков;

- разработка способов, технологий и технических средств, позволяющих вести процесс в области допустимого пожарного риска;

- совершенствование существующих и разработка новых принципов построения систем противопожарной защиты;

- построение автоматизированных систем управления процессом производства и процессом обеспечения пожарной безопасности с использованием последних достижений в области микроэлектроники и вычислительной техники.

Серьезные работы в этом направлении проводились Малининым В.Р., Топольским Н.Г., Абросимовым A.A., Федоровым В.А. в области создания автоматизированных систем управления системой пожарной безопасности предприятий нефтепереработки [2, 11, 43, 51, 63].

С начала XXI века существенное развитие в пожарной автоматике получило направление использования программируемых логических контроллеров и промышленных компьютеров. Данная техника позволяет максимально автоматизировать процесс управления, прогнозировать и своевременно предотвращать аварийные ситуации, взрывы и пожары. При достаточно сложной аппаратной и программной структуре современная автоматизированная система управления противопожарной защитой для конечного пользователя является вполне простой и наглядной. Кроме того, в последнее время существует четкая тенденция к автоматизации и взаимной интеграции технологических, инженерных и охранно-пожарных систем на предприятиях нефтепереработки, однако методики по интеграции, а также законодательная база по данному направлению отсутствует.

Учитывая повышение аппаратной производительности отдельных производств определяется наличием в технологических установках и емкостном оборудовании большого количества пожароопасных веществ, которыми являются сырье, промежуточные и конечные продукты производства. К осложняющим факторам относятся вертикальная и горизонтальная уплотнительные застройки территории предприятий, увеличение мощностей применяемых установок и аппаратов, приближение технологических параметров проведения процессов к критическим по пожарной опасности.

Типовой нефтеперерабатывающий завод производительностью 10-15 млн.т/год сосредотачивает на своей территории от 200 до 500 тыс. тонн углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно 2-5 мегатоннам тратила [11].

В основу технического регламента по пожарной безопасности положено понятие допустимого риска воздействия на людей опасных факторов пожара, который должен быть не менее 10"6 год"1. На основании изучения мировой статистики пожаров на объектах нефтехимии можно сделать вывод о том, что реальная частота пожаров только на резервуарных

3 1 парках составляет 10" год", причем данная цифра практически неизменна для таких стран, как Россия, Англия и США, что говорит о ее достоверности.

Рядом нормативных документов по пожарной безопасности, действующих до настоящего времени предписывалось обязательное оборудование наиболее пожароопасных объектов нефтехимии системами пожарной автоматики, однако, согласно изученным статистическим данным, практически ни один резервуар с нефтепродуктом не был потушен в автоматическом режиме. Последние, крупные пожары, произошедшие в Китае и Англии, подтвердили данное положение [3].

Для обеспечения требуемого уровня пожарной безопасности на этапе создания новой нормативной базы по пожарной безопасности в соответствии с законом о техническом регулировании необходимо комплексное решение микропроцессорных устройств и компьютерных систем в целом, существенное удешевление компонентов ввода/вывода информации, модернизацию и применение перспективных физических интерфейсов обмена данными, становится возможным передача и обработка большого объема данных, которым является видеоинформация, имеющая незаменимый эффект при ее применении в автоматизированных системах противопожарной защиты. Актуальность данного направления особенно остро стоит в области защиты резервуаров с нефтепродуктами и крупных наружных технологических установок на современных нефтеперерабатывающих заводах, где применение традиционных средств пожарной автоматики либо недостаточно оправдывает себя с экономической точки зрения, либо приводит к аппаратному усложнению системы и уменьшению надежности ее функционирования.

Приведенные вопросы в комплексе составляют основу серьезной проблемы и определяют новое направление научных исследований по созданию современной и эффективной автоматизированной системы противопожарной защиты с использованием видеотехнологий, которая при применении на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса внесет значительный вклад в развитие экономики страны.

Исследование рассматриваемой научно-технической проблемы позволяет установить закономерности проявления и развития, методы и средства превентивного и текущего управления техногенными явлениями разрушительного и пожароопасного характера, которые могут сопровождаться значительным ущербом, социальной и экологической опасностью на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли, а также других отраслях промышленности, гражданского строительства и транспорта. Научная актуальность данной проблемы состоит в отсутствии до настоящего времени теоретических принципов применения видеотехнологий в системах противопожарной защиты, технических и технологических решений, необходимых для создания новых технических средств пожарной автоматики, единых концептуальных основ создания автоматизированных систем противопожарной защиты с применением видеотехнологий на объектах нефтепереработки. Практическая значимость исследований может быть выражена в совершенствовании нормативной базы по пожарной безопасности, с последующим выводом автоматизированных систем противопожарной защиты объектов отрасли на качественно новый уровень, при котором будет обеспечено существенное сокращение времени обнаружения пожара средствами пожарной сигнализации, реализованы новые технологии управления пожаротушением и обеспечением безопасности людей при пожаре. Предлагаемые решения в ряде случаев будут являться незаменимым средством для предотвращения террористических актов, заметно участившихся в последнее время.

Цель диссертационной работы: разработка методологических основ совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса с применением видеотехнологий.

Задачи исследования:

- провести комплексный анализ существующих и перспективных подходов к обеспечению пожарной безопасности предприятий нефтеперерабатывающего комплекса, эффективности применения систем автоматической противопожарной защиты на действующих и строящихся объектах отрасли, тенденций развития современных технических средств пожарной автоматики в России и за рубежом;

- определить и обосновать основные принципы совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты с использованием видеотехнологий на пожароопасных объектах нефтепереработки;

- исследовать процессы возникновения пожара на технологических установках повышенной пожарной опасности и способы его обнаружения с помощью современных технических средств пожарной сигнализации;

- разработать принципы построения и структурные схемы новых видов устройств обнаружения пожара с применением видеотехнологий;

- разработать основные принципы концептуального проектирования автоматизированной системы противопожарной защиты нефтеперерабатывающего завода с применением видеотехнологий;

- разработать обобщенную структуру интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой предприятия;

- разработать метод и критерии оценки эффективности применения видеотехнологий в автоматизированных системах противопожарной защиты;

- разработать методики и провести технико-экономическую оценку эффективности применения новых технических решений в системах противопожарной защиты объектов нефтепереработки.

Научная новизна:

- на основании проведенного экспертного анализа исследованы и обобщены причины, снижающие эффективность систем пожарной автоматики на стадиях их проектирования, монтажа и эксплуатации;

- впервые определены принципы функциональной интеграции цифровых видеотехнологий в систему противопожарной защиты предприятий нефтеперерабатывающего комплекса; предложена новая теоретическая модель автоматического обнаружения пожара в емкостном оборудовании с пожароопасной жидкостью и наличием паровоздушного пространства, построенная на основе новых физических моделей горения в системе пожарной безопасности;

- разработан способ и на его основе - устройство обнаружения пожара с визуальным подтверждением факта срабатывания (защищено патентом РФ на полезную модель);

- на основе анализа существующих методов видеодетекции и практических проверок предложена и обоснована функциональная схема алгоритмической обработки видеосигнала для целей пожарообнаружения;

- разработан способ и на его основе - устройство комбинированного пожарного видеоизвещателя (защищено патентом РФ на полезную модель); впервые разработан обобщенный алгоритм функциональной интеграции автоматической системы обнаружения и тушения пожара на примере резервуарного парка с применением пожарных видеоизвещателей;

- разработана структурная схема усовершенствованной интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой предприятия с использованием видеотехнологий (защищено патентом РФ на полезную модель);

- на основе комплексного метода определены критерии и проведена оценка эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с применением извещателей пламени с визуальным подтверждением и пожарных видеоизвещателей.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена значительным объемом аналитических и экспериментальных исследований, согласованностью полученных результатов с известными данными других исследований.

Реализация результатов работы. Представленные в диссертации результаты исследований нашли практическое применение на промышленных объектах нефтеперерабатывающего комплекса, в проектных и научно-исследовательских институтах, а также в учебном процессе высших учебных заведений пожарно-технического профиля, в том числе:

- в ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» (ООО «КИНЕФ») - с целью повышения уровня взрывопожарной безопасности предприятия реализованы: методология комплексного подхода к обеспечению пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающего производства; разработана и предложена концепция применения систем противопожарной защиты вновь проектируемого и строящегося завода глубокой переработки нефти на территории ООО "КИНЕФ";

- в ООО "РН-Туапсинский НПЗ" - с целью разработки комплексной системы пожарной безопасности с учетом вынужденных отступлений от действующего законадательства РФ, а также построения системы эффективного обнаружения пожара и противопожарной защиты объектов нового завода мощностью 12 млн. тонн в год;

- в ООО "Ленгипронефтехим" - с целью разработки эффективных проектных решений систем противопожарной защиты с применением современных методов обнаружения и тушения пожара на основе видеотехнологий для проектируемых заводов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;

- в ООО "ВНИПИНефть" - с целью разработки эффективных проектных решений систем противопожарной защиты завода глубокой переработки нефти ООО "КИНЕФ";

- в "CB&I-Lummus Global L.t.d" - с целью разработки основных проектных решений интегрированной автоматизированной системы управления противопожарной защитой Киришского комплекса гидрокрекинга и других заводов, в том числе за рубежом;

- в ООО "НТЦ "Пожнефтегазпроект" - с целью разработки типовых проектных решений интегрированных автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтегазовой отрасли с применением видеотехнологий;

- в ООО «Пожнефтехим» - с целью оптимизации инвестиций при проектировании и строительстве систем противопожарной защиты Таманьского нефтяного терминала с применением современных методов и средств;

- в ООО «Пожинжиниринг» - с целью разработки оптимальной структуры обеспечения пожарной безопасности новых объектов ОАО «НК «Роснефть» с учетом технико-экономических показателей на современном этапе развития России.

Кроме того, основные результаты диссертационной работы нашли отражение в монографиях и патентах РФ на полезную модель, а именно:

- монография «Новые методы и технические средства обнаружения пожара»;

- монография «Физические модели горения в системе пожарной безопасности»;

- монография «Системы и технические средства раннего обнаружения пожара».

- патент РФ на полезную модель «Устройство для обнаружения пожара с визуальным подтверждением»;

- патент на полезную модель "Устройство для обнаружения пожара на промышленных объектах";

- патент РФ на полезную модель "Автоматизированная система управления противопожарной защитой".

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в выступлениях, обсуждены и получили одобрение в 2004-2008 г.г. на научно-технических конференциях различного уровня в т.ч.: на 13-ой, 14-ой, 15-ой и 17-ой научно-технических конференциях «Системы безопасности» (Москва, АГПС МЧС России 2004 -2008 гг.); Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля (Санкт-Петербург, ИГПС МЧС России, 2004); Проблемы обеспечения безопасности при ЧС (Санкт-Петербург, ИГПС МЧС России, 2004); Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений (Москва, ВНИИПО МЧС России, 2005) "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов" (Москва, Академия управления МВД России, 2007) и др., а также на совместных заседаниях кафедр пожарной автоматики, кафедры автоматизированных систем и связи в АГПС МЧС России и др.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 42 работы, 3 монографии, получено 3 патента РФ на полезную модель.

Личный вклад автора. В совместных публикациях автору принадлежит: постановка и формализация задач исследования, разработка методов и конструктивных решений, теоретическое обобщение и прикладные расчеты, участие в технической реализации и внедрении разработок. В совместных публикациях и изданиях имеет место неделимое единство.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из ведения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 193 наименований, приложений. Основное содержание работы изложено на 326 листах машинописного текста, содержит 54 рисунка и 59 таблиц.

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Проведен анализ пожарной опасности современных нефтеперерабатывающих заводов различными способами, показано, что наиболее перспективным решением, позволяющими не допустить развития пожара до катастрофических размеров на пожароопасных объектах является сокращение времени его обнаружения и задействования систем противопожарной защиты. Показано, что существенное сокращение времени обнаружения может быть достигнуто при наличии визуального подтверждения факта возгорания человеком, либо путем применения современных систем обнаружения пожара, обеспечивающих требуемую достоверность срабатывания.

2. Обобщены и классифицированы основные причины недостаточной эффективности применения систем пожарной автоматики на стадии ее проектирования, монтажа и эксплуатации на промышленных объектах России. Установлено, что причиной низкой эффективности является отсутствие единого подхода на различных стадиях применения систем пожарной автоматики, непонимание социальной важности данного вопроса. Предложены пути решения данной проблемы применения автоматизированных систем противопожарной защиты, в том числе с использованием видеотехнологий.

3. Разработаны основные принципы интеграции цифровых видеотехнологий в автоматизированные системы противопожарной защиты для целей обнаружения пожара, оповещения людей и управления процессом эвакуации людей при пожаре, разведки и тушении пожара пожарными подразделениями, автоматизированного тушения пожара с помощью стационарных установок и робототехники, расследования причин пожара.

4. На основании проведенных исследований процессов образования взрывоопасных концентраций топливовоздушных смесей предложена теоретическая модель автоматического обнаружения пожара на емкостном технологическом аппарате с пожароопасной жидкостью. Показано, что определяющим фактором образования и распространения паровоздушных зон как внутри, так и снаружи, при разгерметизации аппарата является конвективно-диффузионный перенос паров жидкостей в воздухе, при этом определяющим является именно конвективная составляющая, которая может отличаться на порядок от диффузионной. Определены необходимые и достаточные параметры для выбора методов и определения принципов построения системы обнаружения пожара для защиты емкостных технологических аппаратов.

5. Проведенный методологический анализ современных мировых технологий обнаружения пожара для защиты пожароопасных технологических объектов показал, что наиболее эффективным средством являются извещатели пламени, однако их применение приводит к существенному нагромождению системы пожарной автоматики, и не обеспечивают требуемую надежность ее работы и достоверность. Это связано с особенностями сложной, помеховой обстановки на промышленных предприятиях, что вызывает ложные срабатывания. На основании проведенных исследований разработано и запатентовано устройство пожарного извещателя с визуальным подтверждением факта срабатывания, предназначенного для защиты пожароопасных технологических установок предприятий нефтепереработки.

6. На основе анализа нормативных требований и проведенных исследований разработана функциональная схема пожарного телевидения. Показано, что основным элементом системы пожарного телевидения будет являться видеодетектор пожара. Определены факторы пожара, которые могут быть идентифицированы методами видеодетекции, показано, что основными из них являются: пламя, столб дыма, разрушение и деформация строительных конструкций. На основании методологического анализа предложена классификация основных алгоритмов обработки видеосигнала, которая может применяться для обнаружения опасных факторов пожара.

6. Проведена теоретическая оценка достоверности обнаружения пожара по сигналам пожарных извещателей, исследована возможность построения пожарного видеоизвещателя с использованием нескольких информационных признаков. На основании проведенных исследований и практических проверок разработано и запатентовано устройство пожарного видеоизвещателя.

7. Предложены способы противопожарной защиты типовых объектов нефтеперерабатывающего завода, в том числе резервуаров с защитной стенкой и других, на которые отсутствуют нормы проектирования в части пожарной безопасности. Показано что применение комбинированной системы обнаружения и тушения пожара с применением видеоизвещателей и извещателей с визуальным подтверждением факта срабатывания может быть интегрировано в общую автоматизированную систему противопожарной защиты пожароопасных объектов завода и не исключает применение традиционных подходов к построению системы противопожарной защиты. Разработана методика концептуального проектирования автоматизированной системы противопожарной защиты пожароопасных объектов нефтеперерабатывающего завода.

8. Разработана и запатентована автоматизированная система управления противопожарной защитой пожароопасных объектов на примере резервуарного парка сырой нефти, показано, что использование видеотехнологий позволит существенно сократить время обнаружения пожара так как позволит оператору визуально определять факт срабатывания пожарных извещателей по видеоизображению. Взаимная функциональная и аппаратная интеграция позволяет без лишних элементов, на уровне интерфейсных линий, транслировать сигналы о пожаре, неисправности и процессе работы систем противопожарной защиты в удаленные операторные и пожарное депо.

9. Предложен способ и определены критерии оценки эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты с применением новых технических средств на основе видеотехнологий. Показано, что для оценки эффективности данных систем целесообразно применять аналитические методы и модели. В тех случаях, когда такие методы и модели создать невозможно на сегодняшнем уровне развития теории моделирования, целесообразно использовать метод анализа иерархий.

10. Проведенная оценка технико-экономической эффективности научно-технических разработок диссертации показала, что выбор параметров системы пожарной безопасности существенно влияет на эффективность ее практического применения. В ряде случаев излишне быстродействующие и дорогие системы пожаротушения при большой инерционности обнаружения пожара обеспечивают не лучшие экономические показатели. Показано, что внедрение в состав системы противопожарной защиты цифровых видеосистем обнаружения пожара, позволяет существенно повысить ее эффективность.

Приведенные выше положения, в целом составляют научно обоснованные положения, технические и технологические решения, составляющие в комплексе методологическую основу для совершенствования автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтепереработки с применением видеотехнологий.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Возможность изменения чувствительности пожарного извещателя в зависимости от условий эксплуатации и времени работы (режимы «день/ночь», «рабочий день/выходной»), а также оценка состояния объекта по данным нескольких ПИ, находящихся в одной или разных помещениях, позволяет адаптировать систему к особенностям объектам любого функционального назначения.

Гибкая организация взаимодействия систем пожарной автоматики, подключаемых непосредственно в кольцевой шлейф сигнализации с помощью универсальных модулей, сочетающих функции контроля и функции управления.

Замкнутое телевидение - телевидение, используемое в различных отраслях науки и техники, в отличие от вещательного, не предназначенное для массовой аудитории зрителей.

Кольцевая архитектура шлейфов, являющихся шинами данных с двунаправленной передачей контролирующих и управляющих сигналов. При обрыве шлейфа адресный приесно-контрольный прибор пожарный фиксирует место неисправности и формирует соответствующее сообщение, кольцевой шлейф трансформируется в два радиальных, и все компоненты продолжают функционировать.

Модули контроля и управления обеспечивают управление системами пожаротушения и автоматической пожарной защиты здания.

Непрерывный динамический опрос всех адресных устройств, отслеживающий скорость измерения параметров задымленности, температуры, интенсивности и характера излучения, состояния устройств пожарной автоматики в реальном масштабе времени. При этом происходит анализ развития пожарной ситуации на объекте с формированием предупредительных сигналов на самых ранних этапах возгорания.

Система охранная телевизионная - телевизионная система замкнутого типа, предназначенная для получения телевизионных изображений (со звуковым сопровождением или без него), служебной информации и извещений о тревоге с охраняемого объекта.

Сцена - часть охраняемой зоны либо прилегающей к ней территории, анализ изображения которой производится одной телевизионной камерой.

Телевизионная система замкнутого типа - совокупность технических средств обладающих конструктивной, параметрической, информационной, программной и эксплуатационной совместимостью и обеспечивающих реализацию замкнутого телевидения.

Цель - находящийся в пределах сцены объект (человек, имущество), поведение (состояние) или индивидуальные характеристики которого могут (должны) быть определены оператором с помощью системы.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АПИ — автоматический пожарный извещатель;

А ПС - автоматическая пожарная сигнализация;

АРМ — автоматизированное рабочее место;

АСУ — автоматизированная система управления;

АСУТП — автоматизированная система управления технологическим процессом;

АУПС — автоматическая система пожарной сигнализации;

АУПТ — автоматическая установка пожаротушения;

АУГПТ - автоматическая установка газового пожаротушения;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь (сигнала);

ВПТБ - всероссийской патентно-технической библиотеки;

ГГ - горючий газ;

ГЖ — горючая жидкость;

ГПВС — газопаровоздушная смесь;

ЗГПН — завод глубокой переработки нефти;

ИИУС - интегрированной информационно-управляющей системы;

ИК - инфракрасный диапазон.

ЛВЖ — легковоспламеняющаяся жидкость;

МПК - Международной патентной классификации;

НПЗ — нефтеперерабатывающий завод;

НКПРП — нижний концентрационный предел распространения пламени;

ОПУ - опорный пункт управления пенотушением;

ПАЗ - противоаварийная защита;

ПЗС — приборы с зарядовой связью;

ПИ - пожарный извещатель;

ППЗ - противопожарная защиты;

ППКП - прибор приемно-контрольный пожарный;

ППС — подача пены сверху в резервуар;

ППСМ — система подачи пены в межстенное пространство резервуара;

РСУ — распределенная система управления;

СОТ — система охранного телевидения;

СТУ - специальные технические условия;

СУГ - сжиженный углеводородный газ.

СПС - система пожарной сигнализации;

СПТ — система подслойного пожаротушения;

TBK — телевизионная камера;

TBJI — телевизионные линии (единица измерения разрешения телевизионной камеры);

TBC - топливо-воздушная смесь;

УКТП — установка комбинированного пожаротушения; УФ - ультрафиолетовый диапазон.

ФГУ ВНИИПО - Федеральное государственное учреждение всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны; CCTV — замкнутая система телевидения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Абросимов A.A., Топольский Н.Г., Федоров A.B. Автоматизированные системы пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. -М.: АГПС МВД России, 2000. 239 с.

2. Легасов В.А., Чайванов Б.Б., Черноплеков А.Н. Научные проблемы безопасности современной промышленности // Безопасность труда в промышленности, 1988, №8. -с.44-51.

3. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999.- 80 с.

4. Методические рекомендации по созданию автоматизированных систем управления в области пожарной безопасности // Отчет по НИР. Под. ред. Топольского Н.Г. -М.: АГПС МЧС РФ, 2005.

5. Гедзберг Ю.М. Охранное телевидение. М.: Горячая линия-Телеком, 2005.-312 с.

6. В.П.Сучков, И.Ф.Безродный и др. Пожары резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.// Обзорная информация. Серия: Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. Выпуск 3-4. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1992.

7. Демехин Ф.В., Членов А.Н. Общие принципы построения видеодетектора пожара // Четырнадцатая научно-техническая конференция "Системы безопасности" (СБ-2005). -М.: Академия ГПС МЧС России, 2004, 96-99 с.

8. Танклевский Л.Т. Разработка теоретических основ, методов и технических средств повышения эффективности автоматических систем обнаружения пожара. Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. — М.: ВИПТШ МВД РФ, 1995.

9. Федоров A.B. Научные основы создания автоматизированной системы управления противопожарной защитой нефтеперерабатывающих производств. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. —М.: АГПС МВД России, 2000.

10. Маршалл В. Основные опасности химических производств. —М.: Мир, 1989, -672 с.

11. Иванов E.H. Противопожарная защита открытых технологических установок. -М.: Химия, 1986. -288 с.

12. Федоров A.B., Лавров A.B. Повышение информативности систем охранно-пожарной сигнализации // Материалы VI международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" -М.: Академия управления МВД России, 1997. -с. 105-107.

13. Федоров A.B. Разработка автоматизированного комплекса взрывопожарозащиты объектов нефтепереработки на примере Московского нефтеперерабатывающего завода: Дис. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук. -М.: ВИПТШ МВД России 1993, -230 с.

14. Алексеев М. В., Волков О. М., Шатров Н. Ф. Пожарная профилактика технологических процессов производств. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1986. - 370 с.

15. Клубань В. С., Петров А. П., Рябиков В. С. Пожарная безопасность промышленности и агропромышленного комплекса: Учебн. дляпожарно-технических училищ. — М.: Стройиздат, 1987. — 477 с.

16. Волков О. М. Пожарная безопасность резервуаров с нефтепродуктами. -М.: Недра, 1984.-251 с.

17. Сучков В. П. Пожарная безопасность при хранении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на промышленных предприятиях. — М.: Стройиздат, 1996, с. 96.

18. ГОСТ 12.1.004-91*. ССБТ. Пожарная безопасность общие требования.

19. ГОСТ 12.3.047-98. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

20. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы.

21. ВУПП-88. Ведомственные указания по противопожарному проектированию предприятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

22. СНиП 11-89-80*. Генеральные планы промышленных предприятий

23. СО-153-34.21122-03. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций.

24. Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.27 1111Б 105-03. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

25. Демехин Ф.В., Крутолапов A.C., Маслаков М.Д., Родионов В.А. Молниезащита зданий и сооружений. Учебное пособие. -СПб.: СПб ИГПС МЧС России, 2005, 170 с.

26. ПУЭ-98. Правила устройства электроустановок. 6 и 7 издание переработанное и дополненное.

27. ГОСТ 12.4.026-76*. Цвета сигнальные и знаки безопасности.

28. P.C. Краус. Процесс переработки нефти // Документ из ИПС "Кодекс"1. М.: 1996.

29. Киришский комплекс гидрокрекинга в составе ЗГПН ООО "КИНЕФ". Общая пояснительная записка. СПб.: ООО "Ленгипронефтехим", 2002.

30. Киришский комплекс гидрокрекинга в составе ЗГПН ООО "КИНЕФ" Технологические решения. СПб.: ООО "Ленгипронефтехим", 2006.

31. О.В. Латыпова, Д.А. Невдах. Методика определения экономического ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного характера (пожаров). // Пожаровзрывобезопасность, 2004, № 2.

32. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. -М.: Химия, 1991.-432 с.

33. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожарных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. ПБ 09-17097 ПИО ОБТ, 1999, 140 с.

34. Ю.Н.Шебеко, И.А.Болодьян и др. Оценка материального риска пожаров и взрывов для наружных технологических установок.

35. Пожаровзрывобезопасность, 1999, № 538 «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов». Утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ № ВК 411 от 21.06.1999г.

36. Е.П. Васильев. Оптимизация затрат на систему пожарной безопасности объекта защиты. // Пожаровзрывобезопасность, 1993, № 3.

37. В.Н. Баранин. Особенности оценки экономической эффективности технических средств противопожарной защиты в современных условиях. // Пожаровзрывобезопасность, 2003, № 4.

38. И.Л. Можаев, А.И. Гражданкин и др. Основные принципы оценивания и нормирования приемлемого техногенного риска. // Безопасность труда в промышленности, 2004, № 8.

39. Закон Российской Федерации «Об организации страхового дела в

40. Российской Федерации» от 27 ноября 1992 года №4016-1, статья 26.

41. Топольский Н.Г. Основы автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности объектов. —М.: МИПБ МВД России, 1997. -164 с.

42. Д.М. Гордиенко, Ю.Н. Шебеко. Оценка риска поражения токсичными продуктами грения при пожарах на наружных технологических установках. // Пожаровзрывобезопасность, 1998, № 2.

43. А.А.Кузнецов, В.А.Серегина. Усовершенствование методики расчета индивидуального и социального рисков. // Пожаровзрывобезопасность, 2004, № 2.

44. С.А.Горячев, М.Н.Горячева и др. Оценка рисков в резервуарном парке при квазимгновенном разрушении стального вертикального резервуара. // Транспорт и хранение нефтепродуктов, 2005, № 7.

45. Федоров A.B. Выбор математического аппарата для прогнозирования пожароопасных ситуаций в АСУТП нефтеперерабатывающего производства // Системы безопасности СБ98: Сб. науч. тр. -М.: МИПБ МВД РФ, 1998, с. 33-35.

46. НПБ 72-98. Извещатели пожарные пламени. Общие технические требования. Методы испытаний.

47. Перегудов Ф.И. Основы системного подхода и его применение в АСУ. -Томск: ГУ, 1976. -244 с.

48. Федоров А.В. Подсистема диагностирования и оперативного прогнозирования аварийных ситуаций в АСУТП химических объектов // Материалы 3-й международной конференции" Информатизация систем безопасности" ИСБ-94. -М.: ВИПТП1 МВД РФ, 1994. с. 130134.

49. Васильев М.А., Демехин Ф.В. Проблемы обеспечения эффективности пожарной автоматики // Четырнадцатая научно-техническая конференция "Системы безопасности" (СБ-2005) -М: АГПС МЧС России, 2005.

50. Членов А.Н., Кирюхина Т.Г. Приемно-контрольные приборы охранной и охранно-пожарной сигнализации. М.: НОУ «Такир», 2003. - 107 с.

51. Иличкин B.C., Потанин Б.В., Елисеев Ю.Н., Белоусов Ю.Ю. О воздействии газовых огнетушащих составов на организм человека. Пожаровзрывобезопасность. 2003, №3, с. 47-52.

52. Смирнов Н, Цариченко С. Нормативно-техническая документация о проектировании, монтаже и эксплуатации автоматических установок пожаротушения. Учебно-методическое пособие. М.: ФГУ ВНИИПО МВД РФ, 2000, 171 с.

53. Методика гидравлического расчета трубопроводов установок газового пожаротушения с применением модулей, изготавливаемых ОАО "Приборный завод "Тензор" Под ред. Копылова Н.П. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2006, 42 с.

54. Прейскурант №2661 001-92. Система технического обслуживания и ремонта технических средств и систем пожаротушения, дымоудаления, охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. -М.: ВНИИПО 1993.

55. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства//Под. ред. H.H. Брушлинского -М.: Стройиздат, 1988. -413 С.

56. Брушлинский H.H., Соболев H.H., Семиков B.JI. ЭВМ и АСУ в пожарной охране // Итоги науки и техники. Сер. пожарная охрана. —М.: ВИНИТИ, 1979. -Т.З. -с.3-60.

57. Брушлинский H.H., Семиков B.JI. Концепция системы обеспечения безопасности народного хозяйства//Пожарное дело. — 1990, №12. с.27-30.

58. Топольский Н.Г., Бубырь Н.Ф., Грошенков В.А. Концепция АСУПЗ и уровни автоматизации процессов обеспечения пожарной безопасности АЭС. Указатель депонированных рукописей. -ГИЦ МВД СССР: 1990. №8 14 с.

59. Топольский Н.Г. Проблемы автоматизации процессов обеспечения пожарной безопасности АЭС. Сб. науч. тр. -М.: ВИПТШ МВД СССР: 1991. -с.179-185.

60. Васильев М.А., Демехин Ф.В. Об эффективности систем пожарной автоматики в России // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС № 1,2 (12,13), -СПб.: 2006.

61. Демехин Ф.В. Разработка методики по определению коэффициента диффузии паров пожароопасных жидкостей в воздухе. Дисс. на соск. уч. степени к.т.н. СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999, 187 с.

62. Абузова Ф. Ф., Черникин В. И. О коэффициенте диффузии паров нефтепродуктов в воздух: сб. тр. /НИИ по транспорту и хранению нефти и нефтепродуктов/, 1961, вып. 1, с. 146-150.

63. Абузова Ф. Ф., Черникин В. И. Коэффициент диффузии паров нефтей и нефтепродуктов в воздух: сб. тр. /НИИ по транспорту и хранению нефти и нефтепродуктов/, 1963, вып. 2, с. 217-224.

64. Абузова Ф. Ф., Черникин В.И. Потери нефтей и нефтепродуктов от испарения в подземных резервуарах. — М.: Недра, 1966. 290 с.

65. Абузова Ф. Ф. Конвективный теплообмен в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности: уч. пособие. Уфа: Изд. УНЧ, 1991.-72 с.

66. Киселев Я. С., Бушнев Г. В. Исследование процесса насыщения свободного пространства технологического аппарата парами испаряющейся жидкости: мет. указ. к вып. лаб. и курс. раб. — СПб, СПбИПБ МВД РФ, 1997. 27 с.

67. Фирш С. Э., Тиморева A.B. Курс общей физики. -М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1956. 463 с.

68. Савельев А. Е. Курс общей физики. -М.: Наука, 1986. 432 с.

69. Ландау Л. Д., Ахизер А.И., Лифшиц Е. М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. М.: Наука, 1965. - 384 с.

70. Исмаилов М. И. К теории пограничного слоя при испарении: а/р дис. Ташкент, АНСССР, 1960. - 30 с.

71. Киселев Я.С. О едином подходе к рассмотрению вопросов тепло- и массообмена в задачах пожарной безопасности судов и других объектов транспортного комплекса: сб. науч. тр. Проблемы противопожарной защиты судов" М.: ВНИИПО, 1991. 26-39 с.

72. Stefan J. Wien. Ber. (2), 1871, т. 63,63; 1872, т. 65,323; 1878 т. 78, 957; 1879, т. 80, 161; 1889, т. 98. 1418; Ann. d. Phys., 1890, т. 41,725.

73. Winkelmann A. Ann. d. Phys. n. 22, 1 и 152; т. 23,203,1884; т. 26,105, 1885; т. 33, 445, 1888; т. 36, 93, 1889.

74. Галеев В. Б. Потери нефтепродуктов от испарения и борьба с ними. Обз. инф.-М.: 1970.-53 с.

75. Вышенская В. В., Косов Н. Д. Исследование температурной зависимости коэффициента диффузии газов. Минск, 1960. - 60 с.

76. Резиба Г. JI. и др. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов (пер. с англ.) М.: Мир, 1980. - 423 с.

77. Колесников И. М. Химическая кинетика в гомогенных и гетерогенных нефтяных системах: уч. пособие — М.: МИНГ, 1987. 125 с.

78. Лыков А. В. Теория сушки: учебн. пос. для ВУЗов Изд. 2-е перераб. и доп. -М.: Энергоиздат, 1968, 472 с.

79. Ирисов А.С. Испаряемость жидких топлив для поршневых двигателей и методы ее исследования. -М.: Гостоптехиздат, 1955. 325 с.

80. Демехин Ф.В., Киселев Я.С. Влияние конвективных возмущений на процесс диффузионного насыщения замкнутого объёма парами испаряющейся пожароопасной жидкости // В сб. трудов адъюнктов СПбИПБ МВД РФ, -СПб.: СПбИПБ МВД РФ, 1997.

81. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954. - 408 с.

82. Звонов B.C., Танклевский Л.Т. Раннее обнаружение и прогнозирование загораний радикальный путь защиты от пожаров // Мониторнг. Безопасность жизнедеятельности. — 1995, - №1, с.49-51.

83. НПБ 104-03. Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях.

84. НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

85. НПБ 57-97. Приборы и аппаратура автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации. Помехоустойчивость и помехоэмиссия. Общие технические требования. Методы испытаний.

86. НПБ 72-98. Извещатели пожарные пламени. Общие технические требования. Методы испытания.

87. Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа.

88. Рекомендации. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 г.

89. Ллойд Дж. Системы тепловидения: Пер. с англ. -М.: Мир, 1978.

90. Волков В,Г., Ковалев A.B., Федчишин В.Г. Тепловизионные приборы нового поколения // Специальная техника, 2001 № 7.

91. Кирюхина Т.Г., Членов А.Н. Технические средства безопасности. Часть 1. Охранная и охранно-пожарная сигнализация. Системы видеоконтроля. Системы контроля и управления доступом. -М.: Такир, 2002,215 с.

92. Васильев М.А., Демехин Ф.В. Радиоканальная система охранно-пожарной сигнализации «Стрелец» Рекомендации по проектированию. ООО «Аргус-Спектр», -СПб.: 2005, 25 с.

93. Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа. Рекомендации. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 г.

94. Методика инженерных расчетов по оптимальному выбору и размещению извещателей в помещениях. -М.: ВИПТШ, 1985.

95. Членов А.Н., Фомин В.И., Буцынская Т.А., Демехин Ф.В. Новые методы и технические средства обнаружения пожара. Монография. АГПС МЧС России, -М.: 2007, 180 с.

96. ГОСТ Р 51558-2000 Системы охранные телевизионные общие технические требования и методы испытаний.

97. Землянухин М.В. Повышение эффективности АСУ противопожарной защитой АЭС на основе совершенствования средств обнаружения пожара. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. -М.: АГПС МЧС РФ, 2006.

98. Шакиров Ф.А., Ковалев М.С. Системы охранного телевидения. -М.: Такир, 2002, 117 с. '

99. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений / Под. ред. Зубарева Ю.Б. и Дворковича В.П. М.: Международный центр научной и технической информации, 1997. — 212 с.

100. Смирнов A.B. Основы цифрового телевидения. —М.: Изд. Горячая линия-Телеком, 2001, 225 с.

101. Демехин Ф.В. Основные направления совершенствования систем охранного телевидения для целей обнаружения пожара // Межрегиональная научно-практическая конференция «Здоровье риск и безопасность сотрудников ГПС МЧС РФ» -СПб.: СПбИГПС МЧС РФ, 2005.

102. Танклевский JI.T., Васильев М.А. Анализ эффективности систем пожарной сигнализации и путей ее повышения // Совершенствование средств и способов ликвидации пожаров, аварий и катастроф: Сб. науч. тр. -М.: ВИПТШ МВД РФ, 1993. с.205-208.

103. Хохлов Б.Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. М.: Радио с вязь, 1998. -512 с.

104. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника / Перевод с чешского, под ред. Виленчика J1.C. -М.: Радио и связь, 1990. 528 с.

105. Новацкий C.B., Котельников A.B. Новые системы телевидения. Цифровые методы обработки видеосигналов. — М.: Радио и связь, 1992. -88 с.

106. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Общие принципы построениявидеодетектора пожара // Материалы 14 научно-практической конференции "Системы безопасности" СБ-2005 -М.: Академия ГПС МЧС России, 2005, 177-179 с.

107. Ковалев М.С., Шакиров Ф.А. Системы охранного телевидения: выбор, организация работы. Учебно-методическое пособие. —М.: Такир, 2002.

108. Основные принципы использования видеодетекторов охранного телевидения для обнаружения пожара // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС. -СПб.: СПбИГПС МЧС РФ, №1,2 (12,13), 2006.

109. Гончаров Л.А., Кощавцев Н.Ф., Таубкин И.И., Хряпов В.Т. Тепловизионный прибор. Патент Российской Федерации №2097938 20.02.1998.

110. Wixon Е., Rocky Н. Method and apparatus for determining ambient conditions from an image sequence, such as fog, haze or shadows. United States Patent №6037976, Mar. 14, 2000.

111. Yamagishi Т., Kishimoto M. Fire detection system utilizing relationship of correspondence with regard to image overlap. United States Patent №5926280, Jul.20, 1999.

112. Privalov G., Privalov D. Early fire detection method and apparatus. United States Patent №6184792, Feb. 6, 2001.

113. Петров А.Е. Моделирование и анализ поведения сложной системы причрезвычайной ситуации тензорным методом. В кн.: Проблемы управления в условиях чрезвычайной ситуации. Звенигород, 1992, 2 с.

114. Федоров A.B. Этапы построения сетевой математической модели прогноза аварийных ситуаций на нефтеперерабатывающем производстве // Системы безопасности СБ - 98: Сб. научн. тр. -М.: МИПБ МВД РФ, 1996. - с.62.

115. Кузьмин В.Г., Волков О.М. Исследование наружных взрывоопасных зон у нефтяных подземных резервуаров // Сб. науч. тр. "Проблемы горения и тушения". М.: ВНИИПО МВД ССР, 1974, ч.11. - с. 130-134.

116. Демехин Ф.В. Методы обнаружения пожара на основе видеотехнологий // Пожпровзрывобезопасность. №2, 2006.

117. Навацкий A.A. Производственная и пожарная автоматика. Часть 1: Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.-196 с.

118. Меркушина Т.Г., Романов В.В. Использование математического моделирования для исследования опасных факторов пожара // Сб. научн. трудов. М.: ВНИИПО МВД ССР, 1981. -с.34-43.

119. Топольский Н.Г. Концепция и структура автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности предприятий // Материалы 13-й всероссийской научно-практической конференции "Аожарная безопасность 95". -М.: 1995, с.32-34.

120. Национальный стандарт «Промышленные предприятия. Требования пожарной безопасности» (ГОСТ Р 3 5 4). Проект.

121. Хлощевников В.В., Никонов С.А., Шамгунов Р.Н. Моделирование и анализ движения людских потоков в зданиях различного назначения // Уч. пособие. -М.: МИСИ, 1985. -75 с.

122. Кирюхина Т.Г, Членов А.Н., Буцынская Т.Г. Электронные системы безопасности. -М.: НОУ "Такир", 2006, -211 с.

123. Методика определения экономической эффективностиавтоматизированных систем управления предприятиями и производственными объединениями" М.: Статистика, 1976.

124. Методика оценки экономической эффективности отраслевых автоматизированных систем управления" М. : Экономика, 1976

125. Горбань И.Ю., Горбань М.Ю. Пожарная безопасность. Специализированный каталог №1 (7) —М.:, Гротек, 2006.

126. Ф.И. Шаровар. Методы раннего обнаружения загораний. -М.: Стройиздат, 1988. -337 с.

127. Голома К.В., Присадков В.И., Молчадский И.С. Определение материальных потерь от пожаров расчетным путем // Экономика и управление в пожарной охране: Сб.науч.тр. -М.: ВНИИПО, 1985. -198 с.

128. Турков A.C. Некоторые аспекты комплексной оценки систем обеспечения пожарной безопасности // Системные исследования пожаров и организационные проблемы пожарной безопасности. -М.: ВНИИПО, 1988.-c.4-12.

129. Членов А.Н., Землянухин М.В. Автоматические пороговые комбинированные пожарные извещатели // Системы безопасности, № 5 (59), октябрь-ноябрь. -М.: Гротек, 2004. -С.36-40.

130. Джон Борн. Европейский опыт противопожарной защиты. Системы безопасности №5 2005 -М.: Гротек 2005.

131. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. -М.: Энергия. 1974. -320 с.

132. Членов А.Н. Оценка влияния качественного уровня системысигнализации на безопасность объекта // Системы безопасности, связи и телекоммуникаций, октябрь-ноябрь. —М., 2000.

133. Topolskiy N., Chlenov A., Butcinskaya T., Zemljanukhin M. Analysis Methods of the patent information in the field of the integrated safety systems // International Workshop "Built Héritage: Fire Loss to Historic Buildings". -Varna, 2004.

134. Осипова M.H. Методическое пособие по оценке пожароопасности помещений различного назначения методом Гретенера. —М.: НОУ ТАКИР, 1998,- 64 с.

135. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Обнаружение пожаров и загораний с использованием видеотехники / Материалы всероссийской научно-практической конференции "Проблемы обеспечения безопасности при ЧС" Санкт-Петербург: СПб ИГПС МЧС России, 2004.

136. Буцынская Т.А. Методы оценки эффективности устройств охранно-пожарной сигнализации // Матер. XII междунар. конф. "Системы безопасности" СБ-2003. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. -С.87-90.

137. Членов А.Н., Себенцов Д.А. Руководство по применению адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации. —М.: Систем Сенсор Файр Детекторе", 2006, 68 с.

138. Членов А.Н., Кирюхина Т.Г. Приемно-контрольные приборы охранной и охранно-пожарной сигнализации. -М.: НОУ "Такир", 2003. 93 с.

139. Марин Милчев. Цифровые фотоаппараты 2-е изд. -СПб.: Питер, 2004, 250 с.

140. CCTV info // Газета международных новостей по системам видеонаблюдения и охранному телевидению №4, 2004.

141. Демехин Ф.В., Васильев В.А. Об эффективности систем пожарной автоматики в России // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС. -СПб.: ИГПС МЧС РФ, №1,2 (12,13) 2005.

142. Автоматизированная система взрывопожарозащиты. Патент на полезную модель №41983 от 20.11.2004. А 62 С 37/00.

143. Интеллектуальная интегрированная система безопасности. Свидетельство на полезную модель RU 21107 G08B 13/00, 14.08. 2001

144. Интеллектуальная интегрированная система безопасности. Свидетельство на полезную модель RU 21107 G08B 13/00, 14.08. 2001.

145. Система и способ автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций. Патент RU 2268497 С2 G08B 25/00,01.2006.

146. Видеосистема, способная оценить обстановку//БДИ №6 (57), 2004 с. 55.

147. Кенет Джентайл. Система сама подаст сигнал тревоги // БДИ №1 (58), 2004.

148. НПБ 104-03 Системы оповещения и эвакуации людей при пожарах в зданиях и сооружениях.

149. ГОСТ 24.003. Единая система стандартов АСУ. Автоматизированнаясистема управления. Термины и определения.

150. ГОСТ 24.004. Единая система стандартов АСУ. Автоматизированная система управления. Общие требования.

151. ГОСТ 24.202. Система технической документации на АСУ. Требования к содержанию документа. Технико-экономическое обоснование создания АСУ.

152. ГОСТ 24.203. Система технической документации на АСУ. Требования к созданию технических документов.

153. ПБ 09-170-97. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

154. ТУ-ГАЗ-86. Требования к установке сигнализаторов и анализаторов.

155. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрыво- и пожароопасных нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

156. Г. Н. Жуков, С. Ф. Викулов. Военно-экономический анализ и исследование операций. -М.: Военное издательство, 1987, 440 с.

157. В. И. Куватов, Г. А. Величко. Исследование операций. СПб.: ВМИРЭ, 2005, 482 с.

158. Е. В. Шикин, А. Г. Чхартишвили. Математические методы и модели в управлении. М.: ДЕЛО, 2002, 438 с.

159. Малинин В.Р. Теоретические основы оценки и способы снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов. Дисс. на сосиск. уч. ст. д.т.н., -СПб, СПбУ МЧС РФ, 2005, 235 с.

160. Устройство для обнаружения пожара с визуальным подтверждением. Патент на полезную модель №66578 от 10.09.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Т.А., Буцынская Т.А. Журавлев С.Ю.

161. Устройство для обнаружения пожара на промышленных объектах.

162. Патент на полезную модель №66580 от 07.05.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А.

163. Автоматизированная система управления противопожарной защитой. Патент на полезную модель №66574 от 07.09.2007 / Демехин Ф.В., Членов А.Н., Буцынская Т.А.

164. Киселев Я.С., Хорошилов O.A., Демехин Ф.В. Физические модели горения в системе пожарной безопасности // Монография. — СПб.: СПб Университет МЧС России, 2009, 277 с.

165. Федоров A.B., Членов А.Н., Лукъянченко A.A., Буцынская Т.А., Демехин Ф.В. Системы и технические средства раннего обнаружения пожара. М. АГПС МЧС России, 2009. - 166 с.

166. Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Дровникова И.Г., Орлов П. А. Новые возможности управления пожарной безопасностью объектов // Пожарная безопасность №4, 2008 г. с. 43-47.

167. Демехин Ф.В., Гордиенко Д.М. Теоретические модели возникновения и способы обнаружения пожара на технологических установках повышенной пожарной опасности // Пожарная безопасность № 1, 2009 г. с.45-48.

168. Топольский Н.Г., Демехин Ф.В. Комплексная оценка эффективности автоматизированных систем противопожарной защиты предприятий нефтепереработки с использованием видеотехнологий // Безопасность жизнедеятельности, №1, 2009 г. с. 22-26.

169. Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А, Дровникова И.Г. Новые направления применения видеотехнологий в системах безопасности //Вестник МЭИ, №1, 2009. с. 67-93.