Введение к работе
Актуальность исследования. Ядерная энергетика имеет наиболее высокую в техносфере степень потенциальной опасности массового поражения населения в случае возникновения крупных аварий и пожаров вследствие возможного выброса радиоактивных частиц, их распространения на большие расстояния, длительного времени их поражающего воздействия и трудности их обнаружения (не имеют цвета, запаха, вкуса и других внешних признаков) Поэтому повышение аварийной и пожарной безопасности объектов ядерной энергетики, основную часть которых составляют АЭС, является первостепенным во всей проблеме обеспечения безопасности техносферы.
Изучение пожаров и взрывов на таком сложном техническом объекте, как АЭС, необходимо проводить в рамках общего системного анализа возможных аварийных ситуаций и моделирования последовательности событий от исходного до конечного состояния. Пожары и взрывы могут быть следствием как внешних воздействий, так и внутренних нарушений, и в зависимости от причины возникновения занимают различное место в рассматриваемой цепочке событий. Но в любом случае пожар или взрыв является опасным событием, которое необходимо рассматривать как автономный источник других опасных событий, например массового отказа элементов систем безопасности, управления, электроснабжения. С другой стороны, пожар или взрыв также становятся важнейшим фактором, в значительной степени определяющим динамику дальнейшего развития аварийной ситуации и влияющим на ее исход в целом. Реализация системного подхода к проблеме возникновения пожаров и взрывов способствует созданию общей концепции пожаровзрывобезопасности АЭС и разработке научно обоснованных методов ее обеспечения, а также созданию эффективных систем пожаровзрывобезопасности (СПВБ).
В предыдущие годы при освещении проблемы интеграции и автоматизации систем пожарной безопасности промышленных объектов основное внимание уделялось, как правило, автоматизации пожарной охраны Интеграция и автоматизация систем пожарной безопасности этих объектов сводилась в основном лишь к интеграции и автоматизации подсистем системы противопожарной
защиты, а именно - пожарной сигнализации и пожарной автоматики (автоматических систем обнаружения и тушения пожаров и т.д)
Система противопожарной защиты оказалась первой системой, которая стала активно рассматриваться как объект интеграции и автоматизации Это объясняется, с одной стороны, наибольшей готовностью средств пожарной автоматики к компьютеризации управления этими средствами. С другой стороны, низкий уровень надежности отдельных средств пожарной автоматики приводит к использованию ЭВМ для их оперативного диагностирования с целью повышения готовности, работоспособности и своевременной замены (ремонта) вышедших из строя элементов
В настоящее время сложились предпосылки для интеграции и автоматизации всей системы пожаровзрывобезопасности промышленных объектов, в том числе АЭС Разработан ряд новых технических средств предотвращения пожаров и взрывов в технологическом оборудовании различного назначения Широкое использование микропроцессоров в технологическом оборудовании и средствах предотвращения пожаров и взрывов позволяет создавать автоматизированные системы их предотвращения Использование АСУ технологическими процессами (АСУТП) на действующих и в особенности на перспективных АЭС позволяет сравнительно легко стыковать АСУТП и автоматизированные системы предотвращения пожаров и взрывов с целью обеспечения эффективного их взаимодействия для предотвращения аварийных пожаро - и взрывоопасных режимов в технологическом оборудовании.
Современная концепция обеспечения пожаровзрывобезопасности АЭС должна базироваться на широком применении интегрированных и автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности (АСПВБ) Повышение пожаровзрывобезопасности АЭС нового поколения традиционными методами и средствами не представляется возможным и требует использования новых организационных, информационных и коммуникационных технологий, реализуемых на современных программно- технических средствах сбора, передачи, обработки и отображения информации, использования новых технических средств обнаружения опасных факторов пожара и взрыва, локализации пожара и взрыва, защиты людей, сооружений и окружающей среды
Разработка теоретических основ создания интегрированных систем безопасности и технического жизнеобеспечения промышленных объектов началась сравнительно недавно (первые публикации появились в начале 90-х годов про-
цілого века) Значительный вклад в этом направлении внесли российские ученые: Н Г Топольский, А Н %енов, А.А. Таранцев, А.В. Федоров, Н.П. Блудчий, В.Л. Иванников, С.А Качанов, А.С. Попов и др. Вместе с тем, доля научных публикаций в области повышения эффективности интегрированных АСПВБ на промышленных объектах в общем количестве публикаций пока незначительна
К настоящему времени возникла необходимость проанализировать с системной точки зрения все стороны интеграции и автоматизации процессов обеспечения пожаровзрывобезопасности АЭС.
Объектом исследования является система пожаровзрывобезопасности АЭС, а предметом исследования — научно-технические методы и принципы
построения интегрированной автоматизированной системы пожаровзрывобезопасности АЭС
Цель исследования: разработка методов построения интегрированной автоматизированной системы пожаровзрывобезопасности АЭС. Достижение цели исследования позволит обеспечить решение важной прикладной задачи - повышение эффективности системы пожаровзрывобезопасности АЭС на основе применения современных информационных технологий.
Задачи исследования.
анализ способов пожаровзрывобезопасности АЭС и определение функций АСПВБ АЭС,
систематизация известных и разработка новых научно-технических решений для интеграции АСПВБ АЭС на основе современных информационных технологий;
построение обобщенной интегрированной структуры АСПВБ АЭС,
обоснование требований к подсистемам и звеньям интегрированной АСПВБ АЭС,
формирование единого подхода к интеграции и автоматизации систем пожаровзрывобезопасности АЭС.
Для решения указанных задач применялись следующие методы исследования* системный анализ, математическое моделирование, математическая статистика, теория игр.
Научная новизна полученных результатов состоит в том, что впервые с позиций единого системного подхода к интеграции и автоматизации систем по-
жаровзрывобезопасности АЭС.
научно обоснована и построена структура АСПВБ АЭС как автоматизированной интегрированной системы предотвращения и защиты от пожаров и взрывов,
предложены теоретико-игровые модели и методы в исследовании интегрированных АСПВБ АЭС;
разработаны принципы информационно-управленческой интеграции АСПВБ АЭС с другими объектовыми системами и службами безопасности;
теоретически обоснованы требования к интефированной АСПВБ АЭС в целом, к ее подсистемам и звеньям, определены информационные, управляющие и вспомогательные функции подсистем интегрированной АСПВБ АЭС;
научно обоснована функциональная модель интегрированной АСПВБ АЭС, состав основных элементов, структура внутренних и внешних связей.
Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем
построена обобщенная структура интегрированной АСПВБ АЭС;
построена обобщенная схема информационно-управленческой интеграции АСПВБ АЭС с другими объектовыми системами и службами безопасности;
сформирован единый подход к интеграции и автоматизации систем по-жаровзрывобезопасности АЭС,
сформулирована совокупность требований к интефированной АСПВБ АЭС в целом, к подсистемам и звеньям АСПВБ АЭС,
сформулированы информационные, управляющие и вспомогательные функции подсистем интегрированной АСПВБ АЭС,
разработана функциональная модель интегрированной АСПВБ АЭС, построена схема информационных связей и информационно-управляющих потоков между подсистемами интегрированной АСПВБ АЭС;
создана методика проектирования обобщенной структуры интегри-
рованной АСПВБ АЭС; Практическая реализация. Основные результаты исследования, выводы и рекомендации реализованы:
при проектировании интегрированных автоматизированных систем по-жаровзрывобезопасности АЭС во ВНИИ противопожарной обороны МЧС России;
в научных исследованиях, проводимых научно- исследовательскими структурными подразделениями Академии ГПС МЧС России;
в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при подготовке специалистов пожарной безопасности и менеджеров по специальности «Государственное и муниципальное управление».
Достоверность полученных результатов основана на корректном применении апробированных системотехнических методов построения функциональных моделей и структурных схем, методик анализа их эффективности
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается положительным опытом внедрения результатов работы при проектировании систем пожаровзрывобезопасности потенциально опасных объектов, учетом общих требований по безопасности соответствующих стандартов и нормативных документов.
Апробация результатов. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на семинарах учебно-научного комплекса автоматизированных систем и информационных технологий Академии ГПС МЧС России, а также на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах 14-й международной научной конференции «Системы безопасности» (Москва, 2005), 19-й научно-практической конференции «Пожарная безопасность высотных зданий и многофункциональных сооружений» (Москва, 2005); 8-м Международном форуме «Технологии безопасности» (Москва,2006); 15-й международной научной конференции «Системы безопасности»; научно-практической конференции «Перспективы развития новых технологий и разработки пожарно-спасательной техники» (Москва, 2007); 16-й международной научной конференции «Системы безопасности» (Москва, 2007)
На защиту выносятся следующие основные результаты:
- обобщенная структура интегрированной АСПВБ АЭС,
теоретико-игровые модели и методы в исследовании интегрированной АСПВБ АЭС,
принципы функциональной интеграции АСПВБ АЭС с другими объектовыми системами и службами безопасности;
функциональная модель интегрированной АСПВБ АЭС,
совокупность требований к интегрированной АСПВБ АЭС в целом, а также к ее подсистемам и звеньям;
перечень управляющих, информационных и вспомогательных функций подсистем АСПВБ АЭС,
схема информационных связей и информационно-управляющих потоков между подсистемами интегрированной АСПВБ АЭС.
Публикации. По тематике диссертации опубликовано 17 работ, включая 1 учебное пособие и 1 авторское свидетельство на изобретение. Результаты исследований нашли отражение в отчетах по НИР
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка цитированной литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 220 страниц, включает 12 рисунков, 6 таблиц, библиографический список из 146 наименований и приложение на 3 страницах.
