Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий

Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий (ХОП), характеризующаяся тем, что состоит из подсистем двух уровней, объединенных в сеть, при этом первый из уровней представляет собой связанные каналами связи с другим уровнем подсистемы на основе вычислительного комплекса, при чем каждая из подсистем содержит, по меньшей мере, один компьютер, по меньшей мере, один блок измерения параметров состояния окружающей среды и оборудования, блок обработки данных, блок контроля состояния устройств первого уровня, блок хранения данных о состоянии окружающей среды и оборудования, блок мониторинга состояния окружающей среды и оборудования, блок визуализации и выходных данных, блок шифрования и передачи массива данных, сформированного на первом уровне, на второй уровень, который дополнительно включает в себя блок дешифрования данных, блок хранения данных, блок обработки данных, блок визуализации и выходных данных. Заявленное решение позволяет повышает степень надежности контроля за изменением технического состояния объекта (ХОП) и окружающей среды, повышает достоверность используемых данных, уменьшает влияние человеческого фактора на принятие решения, сократить время, необходимое для принятия решения.

Полезная модель относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, и может быть использована для информационного осуществления и обеспечения контроля и диагностики окружающей среды, ее экологического состояния, автоматизации информационного обеспечения принятия управленческих решений в результате функционирования информационно-управляющей системы, а также для контроля различных технологических процессов под управлением и контролем автоматизированных систем при эксплуатации и оценке воздействия химически опасных предприятий (ХОП) на окружающую среду с целью принятия своевременного и основанного на объективных данных решения о необходимости перевооружения или остановки предприятия в газоперерабатывающей, нефтяной и других областях промышленности.

Известно, что на предприятиях и в населенных пунктах осуществляется мониторинг состояния окружающей среды, ее химического загрязнения в результате деятельности предприятий, в том числе, химически опасных предприятий. Многие предприятия химической промышленности имеют оборудование, нуждающееся в его замене в результате износа, причем сам износ оборудования происходит неравномерно для отдельных участков предприятия, что затрудняет своевременное принятие решения или по замене оборудования отдельных участков предприятия, или переоснащению всего предприятия, или даже об остановке предприятия. Общеизвестны факты автоматизации диагностики состояния оборудования отдельных участков предприятий, общеизвестна используемая повсеместно диагностика окружающей среды и ее мониторинг, известно также, что принятие решений по техническому перевооружению или остановке химически опасных предприятий не осуществляется на основе сквозной автоматизации процесса поддержки принятия решения с учетом степени износа оборудования (производства). Поэтому можно считать, что заявителю не известно об аналогах заявленного технического решения.

Заявленная автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий направлено на автоматизацию сбора, обработки и подготовки данных о состоянии окружающей среды, степени ее загрязнения в результате деятельности химически опасного предприятия с учетом степени износа оборудования предприятия для получения и представления информации в форме необходимой для принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий или по их экстренной остановке. Заявленное решение позволяет получать, обрабатывать, формировать, визуализировать информацию, необходимую для принятия решения, сокращать время, необходимое для принятия решения по конкретному предприятию, повышает достоверность используемых данных и уменьшает влияние человеческого фактора на принятие решения, поскольку основной массив необходимой для этого информации обрабатывается автоматически системой с учетом реального текущего износа основных фондов, при этом возможная тревожная звуковая и визуальная сигнализация, привлекающая внимание к необходимости срочного непосредственного принятия решения по конкретной ситуации при возникновении опасности загрязнения окружающей среды в результате аварии, когда показатели деятельности предприятия превышают приемлемые (безопасные) по данному предприятию и объективно допустимые в соответствии с техническими и правовыми нормами, т.о., в конечном итоге, повышая степень надежности контроля за изменением технического состояния объекта (ХОП) и окружающей среды.

Система по заявленной полезной модели может быть описана следующим образом.

Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий, характеризующаяся тем, что состоит из двух уровней, объединенных в сеть, при этом первый из уровней представляет собой связанные каналами связи с другим уровнем подсистемы на основе вычислительного комплекса, при чем каждая из подсистем содержит, по меньшей мере, один компьютер, по меньшей мере, один блок измерения параметров состояния окружающей среды и оборудования, блок обработки данных, блок контроля состояния устройств первого уровня, блок хранения данных о состоянии окружающей среды и оборудования, блок мониторинга состояния окружающей среды и оборудования, блок визуализации и выходных данных, блок шифрования и передачи массива данных, сформированного на первом уровне, на второй уровень, который дополнительно включает в себя блок дешифрования данных, блок хранения данных, блок обработки данных, блок визуализации и выходных данных. Фактически в рамках полезной модели каждая подсистема первого уровня это подсистема, соответствующая отдельному ХОП.

На первом уровне все данные с измерительных блоков проходят цифровую обработку в блоке обработки. Обработанная информация сохраняется в блоке хранения и обработанная информация передается на блок мониторинга. В этом блоке происходит сравнение полученных данных с возможными предельными значениями для этих данных, данные подлежат градации и поступают на блок выходной информации и визуализации. По результатам обработки данных измерений в блоке обработки, мониторинга могут также определяться (и отображаться) места (участки предприятия), в которых выявлены критические превышения параметров состояния окружающей среды или оборудования.

В зависимости от результата сравнения текущих значений интегральных характеристик с заданными граничными значениями блок мониторинга градирует ее, как минимум, по трем категориям безопасности; она может быть представлена в текстовом, цветовом и/или звуковом виде, и такое представление осуществляется блоком визуализации и выходной информации. В соответствии с представленными полученными данными система предлагает возможный вариант принятия решения на первом уровне. С блока визуализации и выходной информации информация об уровне опасности ХОП поступает на блок шифрования. После шифрования данные в требуемом формате передаются на второй уровень. Там в блоке дешифрования они дешифруются, сохраняются в блоке хранения данных, после чего поступают в блок обработки данных, где проходят дополнительную обработку, сравнение другими ХОП, после чего данные поступают в блок визуализации и выходной информации второго уровня. В соответствии с представленными данными блок визуализации и выходной информации предлагает возможный вариант или информацию, необходимую для принятия решения на втором уровне. Все блоки первого уровня имею возможность обращаться друг к другу. Блок контроля состояния устройств первого уровня представляет собой блок встроенного контроля работоспособности системы периодически «опрашивает» датчики, входящие в состав блока(ов) измерений, и другие блоки, посредством формирования и выдачи на них тестовых сигналов, осуществляет сравнение полученных откликов с нормативными значениями и выдает информацию о работоспособности датчиков/блоков системы данного ХОП.

Источники бесперебойного питания соединен(ены) со всеми блоками системы, они могут входит в состав каждого блока. Источники бесперебойного питания обеспечивают непрерывность мониторинга системой в случае отключения/нарушения энергоснабжения ХОП и всей системы.

Результаты обработки данных, зафиксированных системой, служат для определения уточнения интегральных показателей, характеризующих состояние окружающей среды и оборудования ХОП, и определения динамики их изменения, корректировки матрицы граничных значений характеристик. Сеть сеть может иметь в качестве варианта логическую топологию общая шина, звезда, полная сетка.

Работа информационно-аналитической системы в режиме реального времени иллюстрируется Фиг.1 и Фиг.2.

Фиг.1 представляет собой вариант функционально-логической схемы архитектуры автоматизированную информационно-аналитическую систему поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий, которая может быть использована для различных вариантов осуществления изобретения.

Фиг.2 представляет собой упрощенную блок-схему заявленной полезной модели при осуществлении одного из возможных вариантов.

Система на первом уровне состоит из подсистем соответствующим отдельным ХОП, каждая их которых состоит из по меньшей мере одного компьютера (2), блока(ов) измерений (3), блока обработки данных (4), блока хранения данных (5), блока контроля состояния устройств (встроенного контроля работоспособности системы) первого уровня (6), блока мониторинга (7), блока визуализации и выходной информации (8), блока шифрования и передачи информации на второй уровень (9), источника(ов) бесперебойного питания, которые могут входить в каждый блок. Все перечисленные блоки подключены к шинам передачи данных, шинам управления, и шинам питания. Блок встроенного контроля работоспособности системы (6) может содержать как самостоятельный программный модуль, так и входящий в состав специализированного программного обеспечения блока обработки и выходной информации, необходимый для формирования и выдачи тестовых сигналов на датчики и блоки подсистемы, при проверке их работоспособности и обработки результатов отклика.

Блок хранения (5), блок обработки (4), блок мониторинга (7) могут представлять собой блоки с самостоятельными программными модулями, так и входить в состав специализированного программного обеспечения блока визуализации и выходной информации.

Блоком шифрования и передачи информации может являться типовое оборудование для шифрования и передачи информации и/или информационного сопряжения.

Заявляемая система осуществляет свое функционирование следующим образом.

На основе материалов проектирования и проектно-изыскательных работ в блоке мониторинга формируют компьютерную модель ХОП, рассчитывают интегральные характеристики параметров окружающей среды и состояния оборудования ХОП. В блоке визуализации и выходной информации (8) формируют матрицу граничных значений интегральных характеристик (параметров) окружающей среды и состояния оборудования ХОП, определяют категории состояния ХОП, осуществляют градацию информации, ее визуализацию. С помощью датчиков в блоке(ах) измерений (3), установленных в критически важных точках ХОП и его оборудования, осуществляют измерение значений параметров окружающей среды и состояния оборудования ХОП.

Данные с датчиков блока(ов) измерений (3) по шинам передачи данных (или беспроводным способом передачи данных) поступают в блок обработки (4), а затем в блок хранения (5) и блок мониторинга (7). В блоке мониторинга данных (7) осуществляют автоматический сбор и дальнейшую обработку данных, поступающих с блока(ов) измерений (3), определяют интегральные характеристики и сравнивают измеренные интегральные характеристики с элементами матрицы граничных значений интегральных характеристик состояния параметров окружающей среды и состояния оборудования ХОП.

После этого данные из блока мониторинга (7) поступают в блок визуализации и выходной информации (8), где они подлежат градации, осуществляется категорирование состояния ХОП и средствами отображения отображается информация о текущем состоянии (категории состояния) ХОП, параметров окружающей среды и состояния оборудования ХОП (как минимум, по трем категориям безопасности и отображаются в текстовом, цветовом и/или звуковом виде).

С периодичностью, установленной регламентом передачи данных между первым (1) и вторым (10) уровнями и в случае наступления критически важных ухудшений состояния ХОП, осуществляют передачу информации по каналам связи с помощь блока (9) шифрования и передачи информации на второй уровень (10). Система находится в постоянном режиме самодиагностики, осуществляемом посредством блока встроенного контроля работоспособности системы и ее элементов и строится на использовании известных технических устройств в новом функциональном сочетании. Система позволяет круглосуточно автоматически отслеживать состояние ХОП, выводить наглядную информацию, позволяя принимать решение на первом уровне, и передавать информацию на второй уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо, заявленная совокупность отличительных признаков обладает новой устойчивой взаимосвязью, что позволяет решить заявленную техническую задачу с заявленным техническим результатом.

В качестве датчиков (3) подсистемы первого уровня системы для измерения концентрации сероводорода и горючих веществ в воздухе, архивирования полученных результатов, сигнализации (световой и звуковой) о превышении заданных уровней концентраций, формирования и выдачи сигналов управления внешними устройствами по событиям перехода измеренных концентраций через заданные уровни используются газоанализаторы или газоаналитические системы непрерывного действия, состоящие в свою очередь из отдельных, функционально- и конструктивно-законченных, территориально-распределенных блоков и модулей, соединенных в локальную измерительную сеть, которая может быть выполнена также в виде энергонезависимого устройства с блоком энергонезависимой памяти, дополнительным источником питания.

Для измерения объемной концентрации различных газов и паров (в том числе взрывоопасных, содержащих галогены и другие каталитические яды) в воздухе рабочей зоны (помещения и наружные площадки) используются преобразователи измерительные акусторезонансные. Для измерения концентрации ВПОВ, органических и неорганических ОХВ в воздухе, обнаружения мест утечек и выбросов этих веществ и определения их интенсивности используются фотоионизационные газоанализаторы.

Для контроля и измерения концентрации ВПОВ и ОХВ в воздухе используется Универсальный прибор газового контроля (УПГК), который имеет ряд модификаций, позволяющих определять степень заражения как почвы, воды, различных поверхностей, так и одежды.

Для определения утечек в трубопроводе используется датчик контроля давления.

Для измерения температуры используются измерители температуры ТС-4М.

Для контроля заполнения трубопроводов на заключительном этапе перекачки нефтепродуктов используются датчики контроля «сухого» хода насосов, которые позволяют исключить т.н. «сухой ход» насосов.

Для измерения деформаций и температуры можно использовать, например, волоконно-оптические датчики.

Данные измерений (сигналы), полученные с использованием датчиков, передаются в блок обработки, который может включать в себя программное средство, хранящееся на машиночитаемом носителе, предназначенное для формирования массива данных, который сравнивается с контрольным массивом пограничных параметров соответствующих значений, сформированный предварительно на основании значений ПДК, ПДУ, толщины трубы трубопровода и других параметров. Результаты сравнения выдаются на экран компьютера в виде численных значений, визуального представления той же информации в графическом виде и с подачей тревожного звукового сигнала при существенном превышении допустимых значений, требуя принятия решения о необходимом перевооружений, остановке или закрытии ХОП. Это представляет собой первый (нижний) уровень заявленной системы - уровень мониторинга химической безопасности предприятий на основе контроля измерений заданных параметров с помощью датчиков. При этом постоянно осуществляется сохранение данных о состоянии окружающей среды и оборудования на химически опасном предприятии на первом уровне на, по меньшей мере, одном машиночитаемом носителе, содержащем базу данных измеряемых и контрольных значений этих данных.

В целях обеспечения непрерывной работоспособности системы блок контроля состояния устройств первого уровня, содержащий устройства контроля состояния работоспособности устройств этого уровня, осуществляет такой контроль.

Блок мониторинга состояния окружающей среды и оборудования (6) подсистемы первого уровня системы, используя полученные на первом уровне данные о состояния окружающей среды и оборудования на химически опасном предприятии включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий базу данных о состоянии окружающей среды и оборудования на химически опасном предприятии за предшествующий период, и позволяющий осуществлять поиск, сравнение их с известными предельными значениями этих массивов в результате программной обработки формируемых массивов данных. Он может включать в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, обрабатывающее информацию с блока измерения и блока контроля.

Блок обработки данных (4) подсистемы первого уровня системы содержит, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель с программой и формирует на основе обработки измеренных данных с ее использованием массив данных для передачи на блок представления и визуализации данных для обеспечения наглядности информации.

Блок представления и визуализации данных (7) подсистемы первого уровня системы включает в себя монитор, осуществляет градацию полученных данных и выводит результаты обработки данных на экран монитора, информируя руководство ХОП о текущей ситуации и сигнализируя в случае аварии различными цветами или звуком. К сформированному массиву оператор автоматизированного рабочего места диспетчерской ХОП может добавить данные о состоянии оборудования ХОП, связанные с его износом или угрозой выхода из строя, которые не могут быть получены с помощью датчиков. После этого осуществляется шифрование данных в блоке (9) и передача данных на второй уровень. Блоки мониторинга (6), обработки (5), визуализации и выходных данных данных (7), блок шифрования и передачи (9) данных могут функционировать под управлением одного и того же компьютера.

Далее сформированный массив информации передается из подсистемы первого уровня на второй уровень системы (10). Передача данных как с уровня на уровень, так и внутри уровней может осуществляться в таких возможных средах передачи данных между уровнями, как оптоволоконный кабель, или радиоволны или Wi-Fi (при наличии беспроводных точек доступа).

Данные, поступая на второй уровень, попадают в блок дешифрования данных (11), где они дешифруются программным образом.

После этого данные попадают в блок хранения данных (12) второго уровня системы, который включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий базу данных по химически опасным предприятиям, пополняемую поступающей с первого уровня информацией.

Далее начинает работать блок обработки данных (13) на втором уровне системы, который включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий программу обработки данных по различным ХОП, получаемым из блока хранения и блока дешифровки данных. Данные сравниваются с контрольными, осуществляется градация данных по степени опасности в случае критического расхождения с предельно-допустимыми значениями, данные передаются на блок представления и визуализации данных (14) второго уровня системы.

Блок представления и визуализации данных (14) второго уровня системы позволяет представить данные в удобном виде и форме на экране монитора (как дополнительный вариант на распечатке с принтера), кроме того данные могут быть использованы далее для принятия на их основе конечного решения о судьбе ХОП (15), осуществлением поддержки принятия которого вся система и занимается.

При практической реализации заявленного решения, получаемые в результате работы первого (нижнего) уровня заявленной системы, данные хранятся, усредняются за установленный предварительно период и передаются периодически на второй уровень системы, включающий в себя компьютерную систему, предназначенную для сбора, хранения, обработки и представления информации в целях принятия решения по техническому перевооружению ХОП, которая позволяет осуществлять мониторинг специально разработанных показателей-индикаторов, сигнализирующих о необходимости технического перевооружения путем формирования специального массива данных, полученных на основе измерений с контрольными данными, с учетом частотности возникновения аварийных ситуаций и синтетических показателей, которые в соответствии с программой рассчитываются и представляют собой, например, такие показатели, влияющие на безопасность функционирования химически опасного производства:

- эффективность средств противоаварийной защиты,

- безопасность сырья,

- надежность оборудования,

- безопасность транспортировки и хранения,

- состояние контрольно-измерительных приборов,

- степень автоматизации технологических процессов.

Полученный массив информации сравнивается с контрольным массивом известных допустимых значений, определяется категорирование вероятности аварий на химически опасном предприятии, результаты выводятся на экран в графической форме По результатам сравнения осуществляют категорирование состояния воздействия на окружающую среду и отображают средствами отображения информацию о текущем состоянии предприятия. Технология передачи данных показателей безопасности предприятия отрасли в центр сбора и обработки информации предполагает прикрепление дополнительной информации к данным, передаваемым предприятием. Выполнение автоматизированного мониторинга и реализация аналитических функций осуществляется в результате программной обработки формируемых массивов данных (параметров), сравнения их с известными допустимыми (предельными) значениями этих массивов, полученных на основе требований норм, технической информации и методик, используемых в дальнейшем для осуществления процесса поддержки принятия решения в рассматриваемой области.

Обзор современной практики функционирования отечественных химически опасных предприятий (ХОП) показывает, что одним из основных обстоятельств, в значительной степени снижающим эффективность их деятельности, является реальный износ основных фондов (среднем по предприятиям химической отрасли на уровне 50...52%), который рассчитывается как интегральный показатель по определенной методике, при этом результатом расчета становится численный показатель степени износа.

Наступление события риска происходит при совпадении совокупности условий, включающих определенные требования безопасности и количественные показатели опасности.

Основой для определения количественных критериев приемлемого риска являются:

- нормы и правила промышленной безопасности или иные документы по безопасности в анализируемой области;

- сведения о происшедших авариях, инцидентах и их последствиях;

Критерием для принятия решения по техническому перевооружению ХОП являются показатели:

- исчерпания ресурса оборудования, обеспечивающего химическую безопасность;

- превышения вероятности ожидаемого риска аварии на ХОП выше приемлемого значения (Ro>Rc).

При осуществлении полезной модели принимают во внимание следующее.

Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредованное действие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель.

Опасные химические вещества принято разделять на:

аварийно химически опасные вещества (АХОВ), ранее называемые сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ);

- боевые отравляющие вещества.

Для создания контрольных массивов оценки токсичности АХОВ используют ряд характеристик, основными из которых являются: концентрация и токсическая доза.

Концентрация - это количество вещества (АХОВ) в единице объема или массы (мг/л, г/кг, г/м3 и т.д.).

Пороговая концентрация (ПК) - это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - это концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 час в неделю) не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих (обнаруживается современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений).

Средняя смертельная концентрация в воздухе (ССКВ) - это концентрация вещества в воздухе, вызывающая гибель 50% пораженных при 2-, 4-часовом ингаляционном воздействии.

Токсическая доза - это количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект.

Критерием опасности ядовитых веществ может служить предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м³; средняя смертельная концентрация в воздухе, мт/м³

Получаемые в результате осуществления полезной модели данные позволяют принять решение о техническом перевооружении предприятия, связанном с установкой, заменой или реконструкцией очистных систем, агрегатов и сооружений, а также с установкой, заменой или реконструкцией систем контроля и обеспечения безопасности работы ХОП.

Для измерения объемной концентрации различных газов и паров (в том числе взрывоопасных, содержащих галогены и другие каталитические яды) в воздухе рабочей зоны (помещения и наружные площадки) используются преобразователи измерительные акусторезонансные, которые предназначены и могут эксплуатироваться во взрывобезопасных зонах или во взрывоопасных зонах класса 1 и 2 по ГОСТ Р51330.9-99 (МЭК 60079-10-95), при этом преобразователи АРП1.0 могут применяться как в составе газоаналитической системы и как самостоятельное устройство измерения.

Для измерения концентрации ВПОВ, органических и неорганических ОХВ в воздухе, обнаружения мест утечек и выбросов этих веществ и определения их интенсивности используются газоанализаторы фотоионизационные серии «КОЛИОН».

Для контроля и измерения концентрации ВПОВ и ОХВ в воздухе используется Универсальный прибор газового контроля (УПГК), который имеет ряд модификаций, позволяющих определять степень заражения как почвы, воды, различных поверхностей, так и одежды.

Для определения утечек в трубопроводе используется датчик контроля давления.

Для измерения температуры используются измерители температуры ТС-4М.

Для контроля заполнения трубопроводов на заключительном этапе перекачки нефтепродуктов используются датчики контроля «сухого» хода насосов, которые позволяют исключить т.н. «сухой ход» насосов.

Для измерения деформаций и температуры можно использовать, например, волоконно-оптические датчики (решетки Брэгга), например типа MuST.

Указанный перечень датчиков может быть дополнен другими известными датчиками. Кроме того, на нижнем уровне система содержит не менее одного блока контроля работоспособности датчиков и других блоков системы вырабатывающего сигнал опроса их состояния, блок обработки и выходной информации, блок градации выходной информации, предназначенный для категорирования уровня экологической опасности и/или состояния химического предприятия, блок передачи информации на первый уровень предприятия, не менее одного источника бесперебойного питания и блок встроенного контроля работоспособности системы и ее элементов, причем все упомянутые блоки подключены к шинам передачи данных, шинам управления и шинам питания. Возможна радио связь между блоками. После снятия измерений, формируется массив данных первого уровня, обрабатывается на первом уровне, сравнивается с данными базы данных критериев требований по перевооружению, шифруется и этот массив данных передается на второй уровень (верхний уровень принятия решения). Технический результат заключается в повышении достоверности информации о предприятии для принятия решения о возможности наступления аварийных, чрезвычайных ситуаций в результате деятельности химически опасного предприятия и для их предотвращения за счет своевременного выявления, оповещения и реагирования и повышения надежности контроля за изменением технических параметров деятельности ХОП.

На первом уровне подсистемы для представления информации в графической и аналитической форме используют разработанные критерии необходимости технического перевооружения ХОП. В ходе мониторинга состояния технологических процессов осуществляется снятие показателей различных датчиков и сопоставление показаний с контрольными (допустимыми) значениями. Результаты анализа и обработки данных автоматически попадают в аналитическую систему для формирования критериев необходимости технического перевооружения.

В качестве критериев необходимости технического перевооружения дополнительно к данным, полученным на основе измерений и их обработки используют следующие показатели:

- показатель безопасности для источников опасности;

- показатель тяжести ожидаемых последствий от аварии;

- показатель защищенности рабочих мест и технологий;

- показатель надежности и безошибочности работы персонала;

- удельные показатели образования загрязняющих веществ, то есть количество загрязняющих веществ, образующихся в результате применения технологических процессов в промышленном производстве, выраженные в кг. на тонну выпускаемой продукции или единицу энергии;

- удельные показатели выбросов/сбросов, то есть количество поступающих в окружающую среду веществ, выраженное в кг. на тонну.

Все показания приборов и датчиков, контрольные значения этих показателей (норма) могут быть доступны оператору на экране по запросу.

Оператор может ввести дополнительную информацию в качестве пояснений (комментариев) при формировании сводного отчета (заявки), формируемой с периодичностью установленной регламентом.

К показателям-индикаторам уровня химической безопасности, сигнализирующим предприятию о необходимости технического перевооружения также могут быть отнесены:

а) показатель относительного расхода ресурса оборудования:

Q=(T_p -T)/T_p,

где: Т_р - ресурс работы очистных систем, систем контроля и обеспечения безопасности работы ХОП;

Т - текущее время работы очистных систем и систем контроля и обеспечения безопасности работы ХОП.

б) риск возникновения ущерба от аварии:

R_ав=С_ущ·Р_ав

где: Сущ - экономический ущерб от аварии;

Рав - вероятность аварии.

В качестве частных показателей сравнения допускается использование таких параметров как:

а) качество очистки D_п - остаточное (после очистки) количество опасного химического вещества или его производных, попадающее в окружающую среду (%). В качестве аналога этого показателя для систем контроля и обеспечения безопасности ХОП примем вероятность непарирования аварийной ситуации.

б) эффективность очистки Э_п - вклад данного очистного устройства (системы, агрегата) в очистку всей первичной массы опасных химических веществ - потенциальных загрязнителей окружающей среды.

в) ресурс работы оборудования Т_рп.

Полагая, что характеристики эталона (соответствующие характеристики наилучшей доступной технологии) не хуже характеристик технологии, внедряемой в результате технического перевооружения ХОП, запишем выражение для интегрального показателя уровня технической вооруженности предприятия:

где: D_n, Э_n, Т_рn, С_n, - качество очистки (вероятность отказа

систем безопасности), эффективность очистки (эффективность систем безопасности), ресурс и стоимость заменяемых агрегатов (устройств, систем);

D_n^э, Э_n^э, Т_рn^э С_n^э - качество очистки (вероятность отказа систем безопасности), эффективность очистки (эффективность систем безопасности), ресурс и стоимость эталонных агрегатов (устройств, систем);

a_D, а_э, а_т, а _с - весовые коэффициенты, определяемые экспертным путем: а_D+а_э+а_т+а_с=1.

Решение по техническому перевооружению ХОП на уровне предприятия может быть принято по следующему правилу:

где: R_aв - допустимый уровень риска аварии на ХОП.

Предложенное правило означает, что предприятие принимает решение по техническому перевооружению ХОП в случаях исчерпания ресурса оборудования (ниже определенного %) обеспечивающего химическую безопасность или если риск аварии на ХОП превысит допустимый. Повышение риска аварии может иметь место, например, при износе оборудования, обеспечивающего химическую безопасность, при росте населения в районе расположения ХОП, при увеличении численности персонала предприятия, в результате изменения технологии и т.д.

Т.о. по результатам обработки данных системой требуется принятие управленческого решения по техническому перевооружению ХОП, при этом принятие решения на верхнем уровне о выделении средств на перевооружение может быть осуществлено на основе ранжирования заявок предприятий по классу опасности ХОП (Коп) и плотности населения в зоне возможной аварии (рав) с других возможностей.

Для обеспечения конфиденциальности данных, которые могут содержать коммерческую, служебную или государственную тайну (в случае, если сведения касаются закрытого или строго режимного предприятия) используется блок обработки массивов зашифрованных строк для их дальнейшего использования в аналитическом центре (на втором уровне), который сам по себе является закрытым объектом.

Первый уровень системы, может содержать подсистему, осуществляющую функции дополнительного ввода и обобщения данных по химической безопасности ХОП и обеспечения (шифрования) при их передаче на второй, верхний уровень. Технология передачи данных показателей безопасности предприятия отрасли в центр сбора и обработки информации предполагает прикрепление дополнительной информации к данным, передаваемым предприятием в файле-заявке на перевооружение или другим унифицированным информационным пакетам, передаваемым от предприятия на верхний уровень системы (в информационно-аналитический центр). Подсистема предназначена для автоматизации процессов регистрации принимаемых от предприятий информационных пакетов, их расшифровки, обработки и сохранения в единой базе данных, а также, для обеспечения интерфейса ввода дополнительной информации, позволяющей выразить в формализованном виде интересы и позицию органа, принимающего решение по вопросам деятельности каждого конкретного предприятия отрасли.

В каждом случае в качестве блока шифрования и блока дешифрования передаваемых и получаемых данных на каждом уровне системы может быть использовано стандартизированное криптографическое средство, допускаемое к использованию в органах государственной власти.

Аналогичным образом как подсистемы первого уровня функционируют подсистемы любого ХОП (16), (17).

Кроме того, в системе могут быть использованы известные средства инфраструктуры автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСТП), в том числе, серверы обработки данных, системы хранения данных, системы внутренних коммуникаций, а также средства обеспечения отказоустойчивой бесперебойной работы), средства глобальной коммуникации (каналы связи, аппаратура и средства шифрования данных), инфраструктура аналитического центра (такие как АСУТП и средства обеспечения безопасности данных, в том числе, физической защиты от хищения накопителей, техногенных аварий и природных катаклизмов, средства контроля и учета доступа персонала в охраняемые зоны).

Таким образом, в результате функционирования первого (нижнего) уровня каждого ХОП в результате обработки и передачи данных с них на верхний уровень, на втором (верхнем) уровне своевременно появляются объективные данные о состоянии каждого ХОП и другие данные, позволяющие принимать решения о необходимости перевооружения (постановки в очередь), остановки или закрытия ХОП, таким образом, осуществляется информационная поддержка принятия решения в минимальные сроки за счет автоматизации, с повышенной степенью надежности контроля за изменением технического состояния объекта (ХОП) и окружающей среды, т.к. ни одно изменение не остается незамеченным, обеспечивается сбор, сохранность данных, сводится к минимуму влияние человеческого фактора, что также дает подтверждение промышленной применимости заявленной полезной модели.

1. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий, характеризующаяся тем, что состоит из подсистем двух уровней, объединенных в сеть, при этом первый из уровней представляет собой связанные каналами связи с другим уровнем подсистемы на основе вычислительного комплекса, причем каждая из подсистем содержит, по меньшей мере, один компьютер, по меньшей мере, один блок измерения параметров состояния окружающей среды и оборудования, блок обработки данных, блок контроля состояния устройств первого уровня, блок хранения данных о состоянии окружающей среды и оборудования, блок мониторинга состояния окружающей среды и оборудования, блок визуализации и выходных данных, блок шифрования и передачи массива данных, сформированного на первом уровне, на второй уровень, который дополнительно включает в себя блок дешифрования данных, блок хранения данных, блок обработки данных, блок визуализации и выходных данных.

2. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок хранения данных в подсистеме первого уровня включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий базу данных измеряемых и контрольных значений этих данных.

3. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок контроля состояния устройств в подсистеме первого уровня содержит устройства контроля состояния работоспособности устройств этого уровня.

4. Автоматизированная информационно-аналитическая система по п.1, отличающаяся тем, что блок мониторинга состояния окружающей среды и оборудования на химически опасном предприятии в подсистеме первого уровня системы включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий базу данных о состоянии окружающей среды и оборудования на химически опасном предприятии за предшествующий период и позволяющий осуществлять поиск, сравнение их с известными предельными значениями этих массивов в результате программной обработки формируемых массивов данных.

5. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки данных в подсистеме первого уровня системы содержит, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель с программой и формирует на основе обработки измеренных данных с ее использованием массив данных для передачи на блок визуализации и выходных данных.

6. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок визуализации и выходных данных в подсистеме первого уровня системы включает в себя монитор, осуществляет градацию полученных данных и выводит результаты обработки данных на экран монитора.

7. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что сеть содержит оптоволоконный кабель в качестве среды передачи данных между уровнями.

8. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что сеть использует радиоволны в качестве среды передачи данных между уровнями.

9. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок хранения второго уровня системы включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий базу данных по химически опасным предприятиям.

10. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки данных второго уровня системы включает в себя, по меньшей мере, один машиночитаемый носитель, содержащий программу обработки данных различных химически опасных предприятий, получаемых из блока хранения и блока дешифровки данных.

11. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что блок визуализации и выходных данных второго уровня системы включает в себя, по меньшей мере, один монитор.

12. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что сеть имеет логическую топологию общая шина.

13. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что сеть имеет логическую топологию звезда.

14. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по п.1, отличающаяся тем, что сеть имеет логическую топологию полная сетка.

15. Автоматизированная информационно-аналитическая система поддержки принятия решения по техническому перевооружению химически опасных предприятий по любому из пп.1-14, отличающаяся тем, что в подсистеме первого уровня блок измерения параметров состояния окружающей среды и оборудования включает в себя, по меньшей мере, один универсальный прибор газового контроля, и/или датчик сухого хода насосов, и/или один датчик измерения давления, и/или один датчик протечек, и/или один датчик деформации, и/или один газоанализатор, и/или один датчик температуры.