CC BY
22
Результаты оценки способа с учетом полученной местной поправки на ночное понижение температуры воздуха, полученные на обучающей выборке: и = 0,80; Н = 0,56; О = 0,57.
Таким образом, проведенная оптимизация позволила повысить оправдываемость прогноза радиационного тумана для района Воронежа на 6 %. Проверка результатов работы на контрольной выборке подтвердили результаты, полученные на обучающей выборке.
Список использованной литературы
1. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы. - С.Пб.: Гидрометеоиздат, 2000.
2. Прогноз опасных для авиации явлений погоды. - М.: Воениздат, 1988.
3. Скирда И.А., Садковский В.И., Мозиков В.А. Авиационные прогнозы погоды. - М.: Воениздат, 1995.
ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВЫСОКОТОЧНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОГНЕОПАСНОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
А.В. Калач, заместитель начальника института по научной работе, д.х.н., доцент А.Б. Плаксицкий, доцент, к.ф.-м.н.
А.А. Исаев, начальник учебного отдела Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Сложные технологические процессы во всех отраслях народного хозяйства требуют большой номенклатуры веществ, включая огнеопасные. Особое место отводится безопасности производственных процессов, в том числе на стадиях разработки и исследований свойств новых веществ. Но наибольшие опасности возникают на стадиях первичных и лабораторных исследований огнеопасных сложных систем типа бинарных систем растворителей.
Целью работы является создание теоретических основ и совершенствование методов идентификации бинарных систем растворителей, обеспечивающих составление точных и высокоэффективных прогнозов огнеопасности сложных систем растворителей при хроматографии и промышленном использовании с применением информационно-аналитической системы рейтинга свойств веществ.
Ежедневно по всей стране в производственных процессах используется (без учета транспортировки) десятки и сотни тонн органических растворителей, имеющих высокую пожароопасность, для которых прописаны строгие правила, обязательные для выполнения. Несколько по-иному осуществляют проведение
различных исследований и анализ пожаровзрывоопасности веществ, включая строительные материалы. При этом применяются методы высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и тонкослойной хроматографии (ТСХ), где используют двойные, тройные и кватернарные смеси из набора более чем 50 органических растворителей, относящихся к классу ЛВЖ. Для жидкостной и твердофазной экстракции применяются смеси органических растворителей. В итоге ежедневная потребность аналитических лабораторий, где применяются экстракционные и жидкостно-хроматографические методы разделения и анализа, в различных органических растворителях может составлять десятки литров, не считая их резервного количества.
Для оценки состояния системы сложных веществ возможно применение обобщенного критерия количественной оценки характеристик общей безопасности и технического качества легковоспламеняющихся жидкостей в виде рейтинга растворителя на основе суммирования соотношений нормирующих значений базовых свойств объекта с величиной показателя в реальных условиях и реальном времени с учетом коэффициента весомости и доминирования показателя.
Проведенные исследования позволили установить зависимость температуры вспышки (ТВСП) водно-органических смесей от объемной доли воды ^В, %). В общем виде зависимости являются полиномом третьей степени:
ТВСП. = <шБЪ + Ъм>Б2 + сыБ + (( (1)
В созданной ИАС количественная оценка характеристик общей безопасности и технического качества жидкостей проведена посредством вычисления обобщенного критерия ЯЕ в виде рейтинга растворителя на основе суммирования соотношений нормирующих значений базовых свойств объекта с величиной показателя в реальных условиях и реальном времени с учетом коэффициента весомости и доминирования показателя, который рассчитывают по формуле:
т
=£ < (X / *7) (2)
1=1
где ЯЕ - значение критерия для я-го варианта (объекта, процесса, решения), аг - коэффициент веса для /-го показателя, хгя - величина /-го показателя для я-го варианта объекта, xiw- нормирующее значение для /-го показателя (свойства гипотетического объекта, имеющего оптимальное значение /-го показателя), т - количество показателей.
В качестве нормирующего значения для /-го параметра xiw в уравнении (2) на основе экспертного заключения берется оптимальные значения параметров, характерные для базовых объектов из анализируемой выборки. Принято, что в многопараметрической векторной оптимизации одни критерии максимизируют, другие минимизируют.
Второй алгоритм рейтинга растворителей основан на применении обобщенных целевых функций. Для этого необходимо знать влияние на
353
состояние среды зависимости «свойство - вариант (объект, процесс)», которые можно установить, используя соотношения
¥об = Е ак Ам ^тах, (3)
к=\ гк
где Ек - к-ая целевая функция, Е£орм - нормирующее значение к-ой
целевой функции, 5 - число составляющих целевых функций, ак -
коэффициент веса к-ой целевой функции. В ходе работы проведены расчеты более 60 различных видов составов. Так, например, традиционно эталонный растворитель - ацетонитрил имеет усредненную температуру вспышки в закрытом и открытом сосудах 2 ОС и температуру воспламенения равную 21 °С. Для составления общего рейтинга используемых растворителей необходимо также знать давление насыщенных паров, интенсивность испарения растворителя, избыточное давление взрыва для паров ЛВЖ. Экспериментально определено, что при испарении 1,0 кг ацетонитрила или гексана в помещении с 5=20 м при возникновении аварийной ситуации может создаваться избыточное давление более 5 кПа, что позволяет отнести такие помещения к категории пожаровзрывоопасных. Для понижения категории помещения до пожароопасного целесообразно увеличить площадь помещения до 40,0 м при высоте 3,0 м. На основании представленной методики и проведенных по ней вычислений установлено, что зависимость ТВСП водно-органических смесей от объемной доли воды (ф1) описывается полиномом 3-й степени. На базе системного анализа с использованием обобщенного критерия и количественной оценки характеристик общей безопасности и технического качества легковоспламеняющихся жидкостей и целевых функций, использованных для установления взаимосвязей состояния системы «свойство - вариант (объект, процесс)» разработана методика оценки (рейтинга) огнеопасных свойств смесей органических растворителей.
Рис. Алгоритм классификации и оценки огнеопасности органических растворителей
Таким образом, обоснованы и выявлены взаимосвязи характерных индивидуальных свойств растворителей, входящих в состав смесей, широко применяемых при хроматографии в лабораториях и производствах. Установлено, что температура вспышки водно-органических смесей существенно зависит от изменения их состава и объемной доли воды ^В, %) и адекватно описываются полиномом третьей степени, а так же раскрыт механизм управления процессами возникновения опасностей, основанный на идентификации взаимосвязей физико-химических свойств органических растворителей с огнеопасностью систем. Определены безопасные диапазоны изменения составов бинарных смесей, что позволяет точнее прогнозировать их пожароопасные свойства.
Растворители индивидуальные и смешанные с наиболее высоким
рейтингом чаще используются в аналитической практике.
Для работы ИАС созданы алгоритмы классификации и управления выбором сложных составов растворителей и алгоритм оценки огнеопасности органических растворителей, представленный на рисунке 1.
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ЧЕРЕЗ ПЕРСПЕКТИВНУЮ НИЗКООРБИТАЛЬНУЮ МНОГОСПУТНИКОВУЮ ИНФОКОММУНИКАЦИОННУЮ СИСТЕМУ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
И.А. Козинов, докторант, к.т.н., доцент И.А. Ушаков, адъюнкт
Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского,г. С.-Петербург
Использование данных космического оперативного мониторинга природных и техногенных чрезвычайных ситуаций (ЧС) и катастроф космическими системами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в последние годы стал важнейшим и обязательным компонентом информационного обеспечения национальных служб реагирования на ЧС развитых государств. На основе космической информации решаются многие задачи мониторинга ЧС: наблюдения за состоянием окружающей среды; диагностика гидрометеорологических рисков (опасных природных явлений и процессов); оценка безопасности территорий и опасных производственных объектов; прогнозирование природных, природно-техногенных и социально-биологических ЧС; обнаружение, оценка масштаба и ущерба от ЧС; планирование и оценка эффективности предпринимаемых мер по ликвидации последствий ЧС. Ежедневно получаемая космическая информация широко применяется для информационного обеспечения контроля безопасности территорий и опасных производственных объектов.
В настоящее время оперативный космический мониторинг ЧС сформировался как самостоятельное направление в области ДЗЗ и продолжает быстро развиваться чему способствует прогресс в развитии космических технологий. Растет и заинтересованность МЧС России и его региональных центров во внедрении новых информационных технологий, позволяющих не только своевременно реагировать на ЧС, но и предупреждать их за счёт оперативности, достоверности и многоплановости получаемых данных. Одним из перспективных направлений ДЗЗ для решения задач МЧС России является применение гиперспектральных методов и технологий, основной отличительной особенностью которых является возможность одновременного анализа пространственного распределения и спектральных характеристик
