CC BY
34
УДК 66.011:004.942
А.П. Виноградов, A.M. Сверчков, А.Ф. Егоров
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Разработана функциональная структура и комплекс решаемых задач компьютерного тренажерного комплекса системы поддержки принятия решений для подготовки операторов химических производств.
The functional structure and a set of tasks are developed for a computer training complex of decision support system for training operators of chemical manufactures.
В условиях постоянно растущих требований к повышению уровня промышленной безопасности весьма актуален вопрос подготовки высококвалифицированных специалистов, в том числе операторов химических производств.
Химические, нефтеперерабатывающие и нефтехимические производства являются химически опасными объектами, на территориях которых находится большое количество емкостей, хранилищ, резервуаров с газообразными и жидкими опасными химическими веществами и технологических трубопроводов для их транспортировки.
В процессе эксплуатации химического оборудования, в результате отклонений от штатного режима работы, либо из-за воздействия внешних факторов, существует повышенный уровень риска возникновения аварии или цепочки аварий. Данная цепочка аварий носит понятие - сценарий развития аварийной ситуации.
Под сценарием развития аварийной ситуации понимается возможное развитие событий, действий, исходным состоянием которого является возникновение аварийной ситуации. Каждая аварийная ситуация может развиваться по нескольким сценариям и представляет собой последовательность возникновения и развития событий (факторов риска), определяемых соответствующими физическими и химическими параметрами.
Каждый класс химически опасных объектов характеризуется различными причинами возникновения аварийных ситуаций и особенностями их развития по многоуровневым сценариям.
Для уменьшения величины риска возникновения аварии, для облегчения тяжести последствий, а также для увеличения предотвращенного эко-лого-экономического ущерба, операторы-технологи должны быть высококвалифицированными и подготовленными к различным ситуациям на производстве.
С целью подготовки и оценки знаний операторов могут применяться различные виды и методы обучения и тренинга. Наиболее эффективными являются компьютерные тренажеры (КТ).
Разработана функциональная структура компьютерного тренажерного комплекса системы поддержки принятия решений (СППР) для обучения операторов химических производств, представленная на рисунке 1.
Блок компьютерного моделирования объекта управления предназначен для имитационного моделирования объекта в статическом и динамическом режимах, в различных аварийных ситуациях, а также в режимах пуска-останова. Наиболее сложной задачей при создании имитационных моделей технологических объектов является разработка и реализация динамических моделей. Решение задач разработки моделей облегчаются огромным заделом в области математического моделирования химико-технологических процессов и систем. Компоненты моделирования могут быть реализованы с использованием пакетов и сред моделирования, таких как БУШ1М, НУБУБ, ИшвтБев!^.
В целях обучения и контроля знаний операторов-технологов предлагается использовать интегрированную систему на основе разработанного автоматизированного лабораторного комплекса, являющегося информационным порталом, реализованным на основе информационных и интернет-технологий, в котором осуществляется обучение, самоконтроль и контроль знаний. Использование современных интернет-технологий позволяет создавать электронные учебные пособия (по нескольким проблемным областям уже реализованы), а также осуществлять обучение и контроль знаний как совместно с КТ, так и отдельно.
БСАБА-система осуществляет представление системы управления, выполненной на том или ином объекте. Это позволяет максимально приблизить условия обучения операторов к условиям промышленный эксплуатации. Наиболее распространенными являются следующие БСАБА-системы -Сйес1:, 1пТоисИ, ТгасеМоёе, 'Мгсоп,
Блок взаимодействия с КТ представляется в виде программного интерфейса (надстройки) к КТ, реализующий связь между непосредственно КТ и интерфейсом пользователя.
Интерфейс пользователя предлагается выполнять, как на уровне БСАБА среды, так и на уровне блока взаимодействия с КТ, что позволит получить стандартный оконный графический интерфейс инструктора, опций и настроек КТ. Лицо, принимающее решение, в зависимости от режима работы тренажера, является обучаемым или тестируемым.
Общая база данных является системным звеном интеграции компьютерного тренажера с внешними компонентами, а также позволяет обеспечить построение компьютерного тренажера по данной функциональной структуре в двух вариантах: локальном и распределенном.
Подсистема отчетности является программным интерфейсом, взаимодействующим непосредственно с компьютерным тренажером и базой данных или только с базой данных в случае построения распределенного КТ, генерирующим различные типы отчетов (протоколы испытаний, результаты, табличные, диаграммы, системные).
Рис. 1. Функциональная структура тренажерного комплекса
Таким образом, компьютерный тренажерный комплекс, построенный на основе представленной выше функциональной структуры позволяет проводить обучение операторов, оценку их действий в различных ситуациях с подробным документированием всех действий и с возможностью формирования протоколов на всем интервале обучения, а также проводить обучение дистанционно.
Основные преимущества данного тренажера - гибкость и универсальность в использовании и настройке для конкретных объектов управления.
В настоящее время ведутся разработки отдельных блоков компьютерного тренажера СППР для подготовки операторов-технологов.
