автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Модульная структура автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки

Федоров Владимир Юрьевич

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Специальность: 05.13.06 "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами" (технические науки, отрасль - промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Федоров Владимир Юрьевич

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Специальность: 05.13.06 "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами" (технические науки, отрасль - промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной автоматики.

Научный руководитель: заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Членов Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Прус Юрий Витальевич, начальник НОК организационно-управленческих проблем ГПС Академии ГПС МЧС России.

кандидат технических наук, доцент Терехин Сергей Николаевич, начальник кафедры пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Ведущая организация: ООО "Институт по проектированию предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности "Ленги-пронефтехим".

Защита состоится "26" сентября 2012 г. в 14-00 час. на заседании диссертационного совета Д.205.002.01 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д.'4, зал Совета.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Академии Государственной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан "24" августа 2012 г.

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направить в Академию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: 683 19 05

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

С.Ю. Бутузов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и степень проработанности проблемы. В экономике России немалую роль играют крупные предприятия нефтеперерабатывающей промышленности. Развитие таких производств, обладающих высокой энергонасыщенностью, сопровождается ростом количества и масштабов пожаров и взрывов на них не только в России, но и за рубежом. Ежегодно в мире на объектах нефтепереработки происходит около 1500 крупных аварий с человеческими жертвами, суммарные материальные потери от которых составляет свыше 100 млн дол. Из них около 60 % составляют пожары и взрывы, наносящие ущерб не только самим предприятиям, но также населению и окружающей среде.

Пожары на объектах нефтепереработки характеризируются быстрой динамикой развития в начальной стадии, обусловленной наличием большого количества легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Статистические данные о таких пожарах показывают, что только 50 % пожаров было потушено в начальной стадии без значительного ущерба, в 35 % случаев потребовалось привлечение дополнительных сил и средств, 15 % пожаров переходили в затяжные. Успешное тушение пожаров на начальной стадии объектов нефтепереработки в значительной степени зависит от своевременного обнаружения возгорания и оповещения о нем соответствующих служб.

Основой для формирования автоматизированных систем противопожарной защиты таких объектов служит система сбора и обработки информации о состоянии объекта - автоматическая пожарная сигнализация. Ее главной задачей является раннее обнаружение возгорания, когда возможна своевременная эвакуация людей и ликвидация пожара без значительных экономических и экологических последствий.

В настоящее время одним из приоритетных направлений научных исследований является разработка новых методов и технических средств обнаружения пожара. Важные результаты в разный период времени были получены известными учеными Топольским Н.Г., Поляковым Ю.А., Ша-роваром Ф.И. В последние годы широкую известность получили работы, выполненные под руководством профессоров Членова А.Н. и

Федорова A.B.

Вместе с тем, в данных работах при рассмотрении вопросов уменьшения времени обнаружения пожара основное внимание уделяется разработке новых и совершенствованию существующих пожарных извещате-лей. Однако существуют и другие важные факторы, оказывающие не менее значительное влияние на время реагирования на появление пожароопасной ситуации. Исследование этих факторов и разработка научно обоснованных предложений по их учету и использованию должно обеспечить повышение эффективности системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки.

Целью диссертационной работы является синтез модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки, обеспечивающей снижение времени обнаружения и сигнализации о пожаре.

Достижение этой цели позволит в результате повышения эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты повысить уровень пожарной безопасности объектов нефтепереработки.

Для достижения цели в диссертации поставлены и решены следующие научные задачи:

- анализ современного состояния разработки и производства технических средств и систем пожарной сигнализации для работы в составе промышленного объекта;

- разработка метода оценки эффективности обнаружения и тушения пожара на промышленном объекте на основе математического моделирования;

- определение условий минимизации времени обнаружения пожара АСПЗ;

- синтез модульной структуры АСПЗ промышленного объекта;

- разработка предложений по техническому и нормативному обеспечению формирования интегрированной АСПЗ промышленного объекта.

Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2012 года», а также планом научно-исследовательских работ Академии

ГПС МЧС России на 2011-2012 гг.

Объектом исследования является автоматизированная система противопожарной защиты промышленных объектов, а предметом исследования - быстродействующая автоматизированная система противопожарной защиты объектов нефтепереработки.

Основные методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы методы теории вероятностей и математической статистики, методы математического моделирования и анализа.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в том, что впервые:

- построена математическая модель процесса функционирования автоматизированной системы противопожарной защиты, позволяющая проводить сравнительную оценку эффективности применяемых средств пожарной сигнализации и пожаротушения на промышленном объекте;

- получены математические выражения для определения параметров функционирования дымового точечного оптического пожарного извещате-ля и пожарного извещателя пламени, учитывающие реальные параметры объекта, условия возникновения факторов пожара и их влияние на характеристики обнаружения пожара извещателями;

- определены условия минимизации времени обнаружения пожара на основе рационального выбора и размещения пожарных извещателей, применения модулей сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии промышленного объекта, а также применения средств видеонаблюдения, интегрированных в систему противопожарной защиты.

Практическая ценность и значимость работы заключается в том,

что:

- условия минимизации времени обнаружения пожара могут быть использованы при проектировании систем противопожарной защиты объектов нефтепереработки;

- разработанный модуль обнаружения, сбора и первичной обработки сигналов пожарных извещателей, защищенный патентом на полезную модель РФ, позволит повысить эффективность адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации;

- разработанная модульная структура автоматизированной системы

противопожарной защиты объектов нефтепереработки, защищенная патентом на полезную модель РФ, обеспечит минимизацию времени сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии объекта нефтепереработки и формирование команд управления;

- сформированные предложения по совершенствованию нормативного и технического обеспечения могут быть использованы при проектировании АСПЗ в составе комплексных систем безопасности объектов нефтепереработки.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы:

- в научных исследованиях Академии ГПС МЧС России по совершенствованию систем производственной и пожарной автоматики;

- в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по специальности «Пожарная безопасность»;

- ООО «Пожинжиниринг» (Санкт-Петербург) при проведении исследований и внедрении научно-технических разработок в АСПЗ объектов нефтепереработки;

- НОУ «Институт электронных систем безопасности» при подготовке и повышении квалификации технических специалистов пожарной безопасности.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций,

приведенных в диссертационной работе, достигнута за счет применения для решения поставленных задач апробированных математических методов, значительного объема данных для статистических исследований, согласованностью полученных результатов с известными данными исследований в смежных областях.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были доложены и получили одобрение на 18-й, 19-й и 20-й научно-технических конференциях «Системы безопасности» международного форума информатизации (Москва, Академия ГПС МЧС России, 2009 - 2011 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем» (Воронежский институт МВД России, 2010 г.), научно-

практической конференции на международной специализированной выставке «Пожарная безопасность XXI века» (Москва, 2010 г.), научно-практической конференции «Организационные и научно-технические проблемы обеспечения пожарной безопасности» (Ташкент, Высшая техническая школа пожарной безопасности МВД Республики Узбекистан, 2011 г.), научно-практической конференции «Молодые ученые о системе обеспечения безопасности в условиях природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в первой половине XXI века» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011 г.), научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности» (Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012 г.).

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 10 статей, из которых 7 из перечня изданий, рекомендованных ВАК, 11 докладов на конференциях, получено 2 патента РФ на полезную модель. 5 работ опубликовано без соавторов.

В работах, опубликованных в соавторстве в изданиях из перечня ВАК, лично автором предложено и обосновано:

[1] - перспективы развития индустрии пожарной сигнализации в России;

[3] - предложения по корректировке терминологии технического регламента о требованиях пожарной безопасности;

[5] - обосновано применение средств видеонаблюдения для сокращения временных задержек в АСУ противопожарной защитой промышленного объекта;

[6] - обоснованы исходные условия и применение теории вероятности к построению стохастической модели процесса обнаружения и тушения пожара на промышленном предприятии;

[7] - разработана математическая модель обнаружения пожара дымовыми точечными пожарными извещателями, учитывающая начальный этап развития пожара.

В остальных опубликованных в соавторстве работах присутствует неделимое единство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (137 наименований) и 4 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 149 страницах машинописного текста, включает 4 таблицы и 29 рисунков. Список литературы и приложения занимают 48 страниц.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса функционирования АСПЗ, позволяющая производить оценку ее эффективности по величине вероятности тушения пожара без существенного материального ущерба;

- математическая модель параметров обнаружения дымового точечного оптического пожарного извещателя, учитывающая временные характеристики распространения факторов пожара и математическая модель пространственных параметров обнаружения пожарного извещателя пламени, учитывающая геометрические размеры контролируемого объекта;

- условия минимизации времени обнаружения пожара на основе рационального выбора и размещения пожарных извещателей, применения модулей сбора и обработки данных о пожароопасном состоянии промышленного объекта, а также применения средств видеонаблюдения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе «Современное состояние автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки и задачи ее совершенствования» определены место и роль АСПЗ в комплексной интегрированной системе безопасности, проведен анализ состояния разработки и производства средств сбора и обработки данных в автоматизированной системе противопожарной защиты и сформулированы задачи совершенствования АСПЗ объектов нефтепереработки.

Во второй главе «Анализ методов повышения эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты» проведен теоретический анализ эффективности функционирования системы обнаружения и тушения пожара на промышленном объекте, разработаны математические модели процесса обнаружения факторов пожара извещателями и проведено экспериментальное исследование эффективности обнаруже-

ния пожара точечными пожарными извещателями.

Получено выражение для оценки вероятности ликвидации пожара за время 1Т< /р,

Рт(/т < гр) = =

г, (>

= .1-е , при 1/>>(.Х1 + К]К^р)

О, при /,,</^1 + *,^.)'

где - мгновенная плотность вероятности обнаружения пожара увещателем; /р - «разрешающее время», при котором развитие очага пожара не приводит к образованию существенного материального или иного ущерба; Л, - период задержки активного пожаротушения; К\ - коэффициент пропорциональности; А"ф - коэффициент формы пожара; ¥р - скорость распространения пожара.

Критерием «существенности» ущерба может служить отсутствие прибыли от применения системы противопожарной защиты.

Вероятность «не ликвидации» пожара за время /т < /,„ то есть вероятность появления существенного ущерба, будет

РТ(ГТ > /р) = 1 - Рт(/т < /р). (2)

На рис. 1 представлена зависимость Рт(/т > /р) при отсутствии задержки организации тушения (/., = 0). Из графика следует, что увеличение g0 приводит к резкому снижению вероятности появления ущерба.

Для определения возможностей увеличения эффективности СПС проведены теоретическая и экспериментальная оценки влияния характеристик ПИ на время обнаружения пожара т0бн. Для дымового точечного оптико-электронного пожарного извещателя (ДТПИ) получено математическое выражение:

, ,1/3 ОАШ"3 1.3И-'"Д'"6

"'ТадГ+°г (АвГ +г- (3' где г„ - инерционность извещателя; А - постоянный коэффициент; Со - удельная дымопроизводительность; () - тепловая мощность очага по-

жара; Н— высота помещения; Я - расстояние по горизонтали от извещате-ля до очага пожара; Рдк - минимальная обнаруживаемая извещателем концентрации дыма; Уд - линейная скорость распространения пожара; аI, а2 - коэффициенты размерности.

Рис. I. Зависимость Р,(/т > 'Р) от разрешающего времени гр при следующих значениях параметров: = 5; Г3 = 0 с; 1 -£„ = 0,05 с1; 2 ^„ = 0,02 с"'; 3 -£„ = 0,01 с"1

Выражение (4) учитывает основные этапы, определяющие время обнаружения пожара, а именно: этап возникновения пожара и связанных с этим временных задержек на его развитие до обнаруживаемых размеров, этап распространения обнаруживаемого фактора (дыма) до потолка помещения, этап растекания его вдоль потолка в виде осесимметричной веерной полуограниченной струи до места установки ДТПИ, этап задержки формирования извещения о пожаре (инерционность ПИ).

В результате расчетов и анализа известных экспериментальных данных определено, что одним из основных параметров, определяющих т0ен является расстояние от места размещения ДТПИ до очага пожара. Так, для высоты помещения 4 м, уменьшение Л до 1 м может значительно уменьшить длительность этого этапа, сократив в 1,5-5 раз общее время обнаружения.

Проведенные экспериментальные исследования на специальном стендовом оборудовании (рис. 2) показали также существенную зависимость времени обнаружения ДТПИ от установленного порога срабатывания, а также используемых дополнительных факторов пожара в комбинированном и мультикритериальном ПИ с дымовым каналом.

В результате определены условия минимизации времени обнаружения пожара, связанные непосредственно с пожарными извещателями:

• устанавливать ДТПИ на потолке производственного помещения на минимальном расстоянии (не более 1 м) над технологической установкой;

• использовать в составе СПС двухпороговые ДТПИ, а также ПИ с пониженным (в пределах разрешенных значений) порогом срабатывания, устанавливаемым при настройке адресных программируемых или адресно-аналоговых СПС;

• использовать в составе системы сигнализации мультикритериаль-ные АПИ, в которых повышение чувствительности достигается за счет комплексного анализа дополнительных признаков пожара.

Для автоматического ПИ пламени получено математическое выражение для определения фактической защищаемой площади /*фзсь учитывающее форму и высоту технологического объекта.

где Н - высота установки извещателя; (р - угол наклона оптической оси АПИ относительно вертикальной оси; 5 - угол симметричной характери-

х

(5)

АПИ относительно вертикальной оси; 8 - угол симметричной характеристики направленности АПИ; И0 - высота технологической установки; у -эквивалентный угол наклона плоскости технологического объекта.

300 ■ Время обнаружения, с 3 4

5

200 • 6 7

100 ■ 7 isS^

о - 1 с Í 1 í -1-1—i-1- - —1-1-1—►

0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 Чувствительность, Дб/м

Рис. 2. Результаты испытаний дымовых пожарных извещателей: 1 - дымовой с установкой чувствительности № 1; 2 - дымовой с установкой чувствительности № 2; 3 - дымовой с установкой чувствительности № 3; 4 - дымовой с установкой чувствительности № 4; 5 - дымовой пороговый традиционный; 6 - комбинированный (дым + тепло); 7 - мультикритериальный; Т - мультикритериальный (канал "Внимание")

В случае сложной геометрической конфигурации объекта возможно образование «мертвых зон», в которых часть установки выходит из зоны обнаружения АПИ. Таким образом, при проектировании СПС для АПИ пламени выбор места его размещения и ориентации зоны обнаружения должны сопровождаться предварительным трехмерным моделированием, с

В третьей главе «Оптимизация модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты объектов нефтепереработки» рассмотрены общие подходы и конкретные направления решения задачи оптимизации АСПЗ, вариант их практической реализации на примере синтеза модульной структуры автоматизированной системы противопожарной защиты нефтеперерабатывающего предприятия.

В рамках задач, поставленных в диссертации, оптимизация АСПЗ сводится к минимизации времени обнаружения пожара и принятия управленческих решений для его ликвидации.

При этом достижение цели диссертации не сводится только к уменьшению времени обнаружения пожара АПИ. Временные задержки функционирования АСПЗ в составе интегрированной системы безопасности промышленного предприятия определяются также структурой построения системы, составом и применяемыми протоколами обмена данными между элементами (подсистемами). Поэтому минимизация задержки возможна путем уменьшения времени передачи извещений между информационными и управляющими подсистемами в результате организации прямых каналов связи между ними, а также применением компьютерных локальных сетей.

Перспективным направлением является использование адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации (ААСПС), преимущество которых заключается в потенциальной возможности сверхраннего обнаружения пожара при низкой вероятности ложных тревог, поскольку в них приёмно-контрольный прибор, располагая текущей информацией о значениях контролируемого параметра в любом месте защищаемого объекта, может принимать решение о наличии пожара, основываясь на сигналах от нескольких извещателей, расположенных в одной зоне. Выигрыш во времени обнаружения в зависимости от условий применения и выбора технических средств может оказаться определяющим для минимизации ущерба.

В диссертации рассмотрены практические возможности реализации выявленных преимуществ ААСПС. В частности, извещение о пожаре может быть сформировано при условии, что коэффициент взаимной корреляции сигналов от пожарных извещателей, расположенных на объекте, до-

стигнет установленного порогового значения. То есть, если наблюдается устойчивое совместное увеличение контролируемых факторов, возможно принятие решения о пожаре на его ранней стадии. Для этого процесс принятия решения о возникновении пожара должен проходить в режиме реального времени, следовательно, быстродействие ААСПС должно быть относительно высоким.

Одним из направлений уменьшения времени при одновременном повышении достоверности обнаружения пожара является применение средств видеонаблюдения, интегрированных с системами пожарной автоматики и противоаварийной защиты.

Проведенный анализ позволил выделить основные методы алгоритмической обработки видеосигнала, позволяющие создать специальные видеодетекторы, которые запрограммированы на определенные ситуации и позволяют в автоматическом режиме обнаружить признаки аварийной ситуации и пожара.

При разработке технологической части АСПЗ снижение инерционности не должно приводить к появлению ложных срабатываний. Ввиду этого, основной задачей применения средств видеонаблюдения является визуальное подтверждение факта пожара и аварии.

Для решения этой задачи в работе сформированы основные технические требования к видеонаблюдению, интегрированному в АСПЗ, которые являются необходимыми исходными данными для проектирования.

Разработана структурная схема модульной АСПЗ технологического объекта нефтепереработки (рис.3). Предложен состав комплекса технических средств и составлено описание технического обеспечения АСПЗ. Систему предложено создавать как трехуровневую с иерархической структурой, реализующей на нижнем уровне функции пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения, на среднем - функции управления средствами пожаротушения, а на верхнем - централизованное управление системой противопожарной защиты. Объекты, входящие в систему противопожарной защиты, посредством цифрового интерфейса объединены в единую сеть, позволяющую передавать информационные и управляющие сигналы.

Рис. 3 Структурная схема АСПЗ технологической установки НПЗ: 1,3, 17- пожарные извещатели; 2 - прибор приемно-контрольный пожарный; 4 - пожарная часть; 5 - АРМ оператора; 6, 11 - модуль питания и управления; 7 -агрегатный модуль пенотушения; 8 - центральная операторная; 9 - контроллер модулей пожаротушения, водяного орошения и водяной завесы; 10 - извещатели пламени

со встроенной видеокамерой; 12 - подсистема оповещения людей о пожаре; 13 - встроенная панель контроля и управления; 14 - прибор управления газовым пожаротушением; 15 - модули орошения; 16 - подсистема видеонаблюдения; 18 - модуль управления подачей воды к лафетным стволам; 19 - насосная пожаротушения; 20 - модульная установка газового пожаротушения; 21 - модули управления водяной завесой

Технические требования к подсистемам АСПЗ технологических объектов ООО «РН-Туапсинский НПЗ» сформулированы на основе разработанной в диссертации концепции модульного построения с применением видеонаблюдения и средств раннего обнаружения пожара.

В четвертой главе «Техническое и нормативное обеспечение интеграции в автоматизированной системе противопожарной защиты объектов нефтепереработки» рассмотрено решение актуальных прикладных задач при построении АСПЗ, научно обоснованных в предыдущих главах, а также предложения по совершенствованию нормативного обеспечения АСПЗ.

Одним из перспективных методов уменьшения времени сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей является модульная структура подсистемы сбора и обработки данных. При этом предварительная обработка сигналов от извещателей осуществляется в модуле, а адрес модуля указывает на контролируемую пожарную зону.

Предложено техническое решение построения модуля групповой обработки сигналов пожарных извещателей, в котором роль адресного расширителя играет ведущий АПИ, к которому подключаются другие ПИ, расположенные в контролируемой зоне (рис.4).

Преимуществом применения такого модуля является уменьшение времени анализа пожароопасной ситуации в конкретном защищаемом помещении. При этом не исключается одновременная передача текущих значений контролируемого параметра от каждого извещателя непосредственно на приёмно-контрольный прибор ААСПС.

Система телевизионного видеонаблюдения (СТВ) для наиболее эффективного решения задач в составе интегрированной системы противопожарной защиты объекта нефтепереработки также должна формироваться по модульному принципу. За модулем закрепляют совокупность технических средств, приборов и устройств, объединенных линиями связи, для решения конкретной функциональной задачи.

Разработанная структурная схема модульной СТВ Туапсинского НПЗ обеспечивает стыковку и обработку команд от серверов систем пожарной и противоаварийной автоматики. СТВ для объектов категории значимости А использует унифицированное оборудование высшего класса, в том числе сетевые видеокамеры. Взаимодействие с системой противопожарной защиты установки и АСУТП промышленной установки КУ-4 осуществляется в результате обмена информацией по протоколу верхнего уровня TCP/IP в единой сети обмена информацией по оптоволоконной линии связи от системных менеджеров Endura в центральное коммутационное устройство через оптический кросс.

Оптимальный выбор каналов связи позволяет повысить надежность системы сбора и обработки информации АСПЗ, проектируемой на промышленном предприятии. Предложено и обосновано: на нижнем уровне сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей использовать электропроводный канал связи, а на уровнях связи приборов приемно-

контрольных, видеокамер с контроллерами и шкафами управления - оптоволоконную магистраль.

Рис. 4. Структурная схема объектового модуля обнаружения пожара: 1 - блок контроля; 2 - блок групповой обработки; 3 - блок индикации;

4 - формирователь извещений; 5 - блок питания; 6 - блок подключения;

7 - первый блок сравнения; 8 - второй блок сравнения; 9 - третий блок сравнения;

10 - блок формирования порогов; 11 - блок логический; 12 - блок сопряжения

Рассмотрены и предложены перспективные варианты построения каналов связи, работающих в экстремальных условиях: интеллектуальной системы пожарной сигнализации на основе одинарного кольцевого проводного шлейфа, системы сбора и обработки информации в АСПЗ - на основе оптоволоконной магистрали в виде двойного кольца.

Сформулированы основные задачи совершенствования нормативно-технического обеспечения системы противопожарной защиты НПЗ в составе комплексной интегрированной системы безопасности.

В результате анализа основных нормативно-технических документов

в области пожарной безопасности предложено и обосновано внесение изменений в 123-ФЭ и приведение его терминологии в соответствие с 384-ФЭ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Основные научные результаты, выводы и предложения, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:

1. Разработана стохастическая модель процесса обнаружения и тушения пожара, характеризующая зависимость вероятности нанесения ущерба от параметров развития пожара во времени, а также характеристик его обнаружения и тушения системой противопожарной защиты. Полученные математические выражения наглядно показывают существенное влияние процесса обнаружения пожара средствами пожарной сигнализации на вероятность возникновения значимого ущерба.

2. В рамках задач, поставленных в диссертации, оптимизация АСПЗ должна рассматриваться как минимизация времени обнаружения пожара и принятия управленческих решений для его ликвидации. Минимизация может быть обеспечена при реализации условий, определенных в результате анализа математических моделей параметров функционирования дымового точечного оптического пожарного извещателя и пожарного извещателя пламени, а также проведенных экспериментальных исследований.

3. Разработана модульная структурная схема АСПЗ технологического объекта, обеспечивающая уменьшение времени сбора и обработки сигналов от пожарных извещателей. При этом, предварительную обработку сигналов от извещателей целесообразно осуществлять в специальном модуле, адрес которого указывает на контролируемую пожарную зону.

4. Рассмотрены и предложены перспективные варианты построения каналов связи, работающих в экстремальных условиях: интеллектуальной системы пожарной сигнализации на основе одинарного кольцевого проводного шлейфа, системы сбора и обработки информации в АСПЗ - на основе оптоволоконной магистрали в виде двойного кольца.

5. Сформулированы предложения по совершенствованию норматив-

ного и технического обеспечения системы противопожарной защиты НПЗ в составе комплексной интегрированной системы безопасности.

Таким образом, в результате комплекса теоретических и научно-технических работ, выполненных в рамках диссертации, осуществлена научно-обоснованная техническая разработка модульной структуры АСПЗ объектов нефтепереработки, обеспечивающей повышение быстродействия обнаружения и сигнализации о пожаре.

Достижение цели исследования позволит обеспечить решение важной научной задачи - на основе повышения эффективности АСПЗ объектов нефтепереработки повысить уровень пожарной безопасности данных объектов.

Основное содержание диссертации и результаты исследования отражены в следующих публикациях автора:

В изданиях, рекомендованных ВАК России по научной специальности диссертационной работы

1. Антоненко A.A., Буцынская Т.А., Фёдоров В.Ю. Состояние индустрии безопасности в современной России // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 2 (30). - 2010. - 4 с. -http://ipb.mos.ru/ttb/2010-2. - 0421000050/0018.

2. Федоров В.Ю. Временные характеристики обнаружения дыма пожарными извещателями // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. № 2. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С..

3. Федоров В.Ю., Жатиков Д.В. О применении терминологии технического регламента по пожарной безопасности // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 3 (37) -http://ipb.mos.ru/ttb/2011-3.

4. Фёдоров В.Ю. Метод и устройство групповой обработки сигналов извещателей в системе пожарной сигнализации // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 4 (38). - 2011. - 4 с. -http://ipb.mos.ru/ttb/2011-4. - 0421100050/0057.

5. Буцынская Т.А., Фёдоров В.Ю., Буй Суан Хоа. О сокращении вре-

менных задержек в АСУ противопожарной защитой объекта // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 5 (39). - 2011. - 4 с. - http://ipb.mos.ru/ttb/2011-5.

6. Федоров В.Ю., Буцынская Т.А., Буй Суан Хоа. Вероятностная модель процесса обнаружения и тушения пожара на промышленном предприятии // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. -Вып. 2 (42). - 2012. - 4 с. - http://ipb.mos.ru/ttb/2012-2.

7. Фёдоров В.Ю., Буцынская Т.А. Математическая модель обнаружения пожара дымовыми точечными пожарными извещателями // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - Вып. 1 (41). - 2012. -5с.- http://ipb.mos.ru/ttb/2012-l.

Патенты

8. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю. Из-вещатель для тревожной сигнализации: пат. на полезную модель №105052 Рос. Федерация: MTOCG0B 13/00. Заявка № 2011104664/08 от 10.02.2011.

9. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Федоров В.Ю., Буй Суан Хоа. Автоматизированная система противопожарной защиты: пат. на полезную модель №116670 Рос. Федерация: МПК G0B 13/00. Заявка № 2012104184 от 07.02.2012.

В других изданиях

10. Федоров В.Ю. Основные задачи повышения эффективности систем раннего обнаружения пожара на критически важном промышленном объекте // Материалы восемнадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности - 2009». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2009.

11. Федоров В.Ю. Выбор канала связи в системе обнаружения пожара на промышленном предприятии // Материалы XIX научно-технич. конф. «Системы безопасности - 2010». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. -С.83-86.

12. Вакуленко C.B. Федоров В.Ю. Нормативно-техническое обеспечение управления комплексной безопасностью на нефтеперерабатывающих предприятиях // Сборник трудов (по материалам конференций и семинаров). - М.: Эксподизайн -Холдинг «Пожарная книга», 2010. - С.90, 91.

13. Антоненко A.A., Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Стандартизация

в области комплексных систем безопасности // Материалы конференции «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем». - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2010.

14. Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Роль комплексных и интегрированных систем в обеспечении безопасности объектов хозяйствования // Материалы конференции «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем». - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2010.

15. Буцынская Т.А., Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Состояние рынка средств пожарной сигнализации в России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, № 3. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011.

16. Федоров В.Ю. Основы интеграции систем противопожарной защиты и видеонаблюдения промышленного предприятия // Материалы двадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности - 2011». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С. 280-282.

17. Членов А.Н., Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю. Групповой извещатель для тревожной сигнализации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, № 1. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - С. 42-46.

18. Буцынская Т.А., Шакирова А.Ф., Буй Суан Хоа, Федоров В.Ю. Задачи повышения эффективности систем противопожарной защиты критически важных промышленных объектов // Материалы научно-практической конференции. - Ташкент: Высшая техническая школа пожарной безопасности МВД Республики Узбекистан, 2011. - С.38, 39.

19. Вакуленко C.B., Федоров В.Ю. Обеспечение требуемой надежности систем экологической безопасности на объектах нефтеперерабатывающего комплекса // Материалы научно-практической конференции «Молодые ученые о системе обеспечения безопасности в условиях природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в первой половине XXI века». -Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011.

20. Вакуленко С.В., Федоров В.Ю. Автоматизация системы управления как часть модульной системы противопожарной защиты НПЗ // Нефть. Газ. Новации, научно-технический журнал, № 5,2011. - С. 48-50.

21. Шакирова А.Ф., Федоров В.Ю., Буй Суан Хоа. Перспективы комплексных систем безопасности // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности».- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.

22. Федоров В.Ю., Шакирова А.Ф. Стандартизация в области комплексных систем безопасности // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности»,- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.

23. Федоров В.Ю. Характеристика обнаружения пожара извещателем пламени // Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности»,- М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.

Перечень основных сокращений

ААСПС - адресно-аналоговая система пожарной сигнализации;

АПИ - автоматический пожарный извещатель;

АСПЗ - автоматизированная система противопожарной защиты;

ДТПИ - дымовой точечный пожарный извещатель;

НПЗ - нефтеперерабатывающий завод;

ПИ — пожарный извещатель;

СПС - система пожарной сигнализации;

СТВ - система телевизионного видеонаблюдения

Подписано в печать 15.08.2012. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 80. Заказ 9561Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550^0-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

1 2- 1 93 5 3

2012350176

2012350176