CC BY
188
Научно-технические разработки
УДК 72:699.8(083.7)
С.И. Сергеев (ЗАО НТК «Союзтехнопроект» г. Москва)
МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ - ПУТЬ К ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЧС
Разрабатывая и внедряя системы дистанционного мониторинга, специалисты НТК «Союзтехнопроект» не просто выполняют требования отдельных заказчиков, но и делают все возможное, чтобы их решения помогли в решении главной сверхзадачи — сделать жизнь в стране безопаснее
С.И. Сергеев
На сегодняшний день в России развернута обширная техногенная инфраструктура, включающая объекты ЖКХ. События нескольких последних лет показали, что мониторинг состояния этих объектов является, без преувеличения, вопросом национальной безопасности.
Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) — сложная техногенная инфраструктура, включающая в себя системы теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения, канализации, энергоснабжения. На этой инфраструктуре происходит около 12 % от общего числа техногенных ЧС.
Работу ЖКХ затрагивают другие ЧС природного и техногенного характера. Кроме того, аварии на инфраструктуре ЖКХ могут порождать вторичные ЧС техногенного и природно-техногенного характера.
Статистические данные показывают, что пик аварий в ЖКХ приходится на декабрь и январь. Основными их причинами являются изношенность объектов ЖКХ (около 30 %), нарушение правил эксплуатации (около 25 %), неподготовленность инфраструктуры (около 25 %) и стихийные бедствия (около 10 %).
Известно, что износ инженерного оборудования в отрасли достиг около 75 %, инженерных сетей — 65 %. Потери тепла при эксплуатации энергетического оборудования и систем теплоснабжения достигают 60 процентов при норме 16 %. Количество аварий и нарушений в работе коммунальных объектов выросло за последние 10 лет в 5 раз. За год в среднем происходит 200 аварий на каждые 100 км сетей теплоснабжения и 70 — на 100 км сетей водоснабжения.
На фоне столь впечатляющей статистики уже не вызывает удивления тот факт, что граждане России видят в авариях на объектах ЖКХ серьезную опасность для жизни в нашей стране — по данным опроса Агентства Бизнес Новостей (АБН), так полагают 38 % респондентов. Для сравнения — вторую строчку в условном рейтинге опасности заняли пожары, взрывы бытового газа и обрушения. На третьем месте (20 % респондентов) опасаются преступных посягательств (грабежей, краж, насильственного выдворения), терроризма страшится лишь 8 % опрошенных, а природных катаклизмов (наводнения, ураганы, паводки и землетрясения) опасается всего 1 % респондентов.
Как следует из результатов опроса, страх перед отключением воды, электроэнергии и газа заметно превосходит в глазах людей опасности, связанные с терроризмом. Следует отметить, что аварии в сфере ЖКХ характеризуются широким спектром воздействия — угрозами жизни и здоровью людей (что, как известно, характерно для техногенных ЧС), а также экономическим ущербом. В сочетании с неблагоприятными гидрометеорологическими, эндогенными и экзогенными явлениями аварии на объектах жизнеобеспечения способны вызвать ЧС различного характера, в том числе биолого-социальные.
Объекты мониторинга
Объекты, обеспечивающие жизнедеятельность людей и одновременно, как выяснилось, представляющие угрозу для населения — это водозаборы, скважины, насосные станции и водозаборные узлы (ВЗУ), котельные, трансформаторные подстанции (ТП), газораспределительные пункты (ГРП), канализационные насосные станции (КНС), а так-
же инженерные сети.
В отличие от индустриальных гигантов эти относительно небольшие объекты, расположенные на нижнем уровне ЖКХ, исторически не подвергались централизованному мониторингу. В некоторых случаях эти объекты обслуживаются персоналом, квалификация которого, к сожалению, достаточно часто оставляет желать лучшего. Как известно, одной из основных причин техногенных ЧС являются человеческие ошибки, связанные с неверной эксплуатацией и принятием неправильных решений при устранении аварийных ситуаций.
Преодолеть последствия неверных действий персонала, эксплуатирующего объекты инфраструктуры ЖКХ можно, своевременно реагируя на аварийные сообщения. полученные в реальном масштабе времени с помощью системы мониторинга ЧС на объектах ЖКХ.
Особенность мониторинга текущего состояния техногенной инфраструктуры ЖКХ заключается в том, что этот мониторинг необходимо осуществлять как непосредственно (контролировать аварии оборудования, разливы жидкостей), так и по косвенным характеристикам (температура и влажность воздуха в технологических помещениях, наличие горючих газов в атмосферном воздухе и т.д.).
Аварии в системах теплоснабжения
Наиболее очевидными предвестниками этих аварий являются такие опасные метеорологические явления, как длительные сильные морозы. Кроме того, эндогенные источники ЧС (прежде всего землетрясения, а также обвалы, сели и т.д.) могут также вызвать аварии и ЧС в системах теплоснабжения.
Необходимо отметить, что аварии и ЧС в системах энергоснабжения и газоснабжения также могут повлечь за собой аварии в системах теплоснабжения.
Аварии в системах теплоснабжения могут возникнуть в котельных и тепловых пунктах, а также на теплотрассах. Поэтому в системе мониторинга ЧС на объектах ЖКХ необходимо предусмотреть средства мониторинга состояния этих элементов.
Наиболее ощутимое последствие аварий в системах теплоснабжения — отключение отопления в жилых домах, детских и дошкольных учреждениях, на производственных предприятиях. Уже одно это способно повлечь за собой биолого-социальные ЧС.
Кроме того, понижение температуры теплоносителя способно вызвать перемерзание теплотрасс с их последующим разрушением, что влечет за собой значительный материальный ущерб, вызванный высокими затратами на восстановление теплотрасс.
Аварии в системах теплоснабжения, связанные с прорывом теплоносителя, могут вызвать подтопление жилых и производственных зданий с последующим перемораживанием и деформацией несущих конструкций, а также затоплением транспортных коммуникаций. В свою очередь, это может привести к авариям и даже ЧС на наземном транспорте.
Аварии в системах водоснабжения
Аварии в системах водоснабжения связаны не только с высокой степенью износа данных инженерных сетей, но также могут быть вызваны эндогенными источниками (землетрясениями, селями и т.д.).
Необходимо отметить, что аварии и ЧС в системах энергоснабжения также могут повлечь за собой аварии в системах водоснабжения.
Аварии в системах водоснабжения могут возникнуть на водозаборных скважинах, на водоводах, водозаборных узлах, насосных станциях, в водопроводных распределительных сетях. Поэтому в системе мониторинга ЧС на объектах ЖКХ необходимо предусмотреть средства мониторинга состояния этих элементов.
Наиболее ощутимое последствие аварий в системах теплоснабжения — ухудшением санитарно-эпи-демеологической обстановки в жилых домах, детских и дошкольных учреждениях, на производственных предприятиях. Это может повлечь за собой биологосоциальные ЧС.
Кроме того, ухудшение термоизоляции водопроводных сетей способно вызвать их перемерзание с последующим разрушением, что влечет за собой значительный материальный ущерб, вызванный высокими затратами на восстановление водопровода.
Аварии в системах водоснабжения, связанные с прорывом воды, могут вызвать подтопление жилых и производственных зданий с последующим перемо-раживанием и деформацией несущих конструкций, а также затопление транспортных коммуникаций. В свою очередь, это может привести к авариям и даже ЧС на наземном транспорте.
Аварии в системах газоснабжения
Аварии в системах связаны прежде всего с «человеческим фактором» различной природы (халатность, преступный умысел и т.д.). Кроме того, данные аварии могут быть вызваны эндогенными источниками (землетрясениями, селями и т.д.).
Необходимо отметить, что аварии и ЧС в системах энергоснабжения также могут повлечь за собой аварии в системах газоснабжения.
Аварии в системах водоснабжения могут возникнуть на магистральных и распределительных газопроводах, на газоперекачивающих станциях, на газораспределительных станциях и подстанциях. Поэтому в системе мониторинга ЧС на объектах ЖКХ необходимо предусмотреть средства мониторинга состояния этих элементов.
Последствия аварий в системах газоснабжения
— взрывы смеси атмосферного воздуха и горючих газов, сопровождаемые значительным материальным уроном и часто влекущие за собой человеческие жертвы. Категория таких происшествий — ЧС. Эти ЧС могут вызвать разрушение строений и нарушение работы транспортных систем, а также угрозу функционированию критически важных и потенциально опасных объектов.
Научно-технические разработки
Научно-технические разработки
Аварии в системах канализации
Аварии в системах канализации связаны не только с высокой степенью износа данных инженерных сетей, но также могут быть вызваны эндогенными источниками (землетрясениями, селями и т.д.).
Необходимо отметить, что аварии и ЧС в системах энергоснабжения также могут повлечь за собой аварии в системах канализации.
Аварии в системах канализации могут возникнуть в насосных станциях, коллекторах, на биологических очистных сооружениях. Поэтому в системе мониторинга ЧС на объектах ЖКХ необходимо предусмотреть средства мониторинга состояния этих элементов.
Наиболее ощутимое последствие аварий в системах канализации — ухудшение санитарно-эпиде-меологической обстановки в жилых домах, детских и дошкольных учреждениях, на производственных предприятиях. Это может повлечь за собой биологосоциальные ЧС.
Аварии в системах канализации, связанные с прорывом сточных масс, могут вызвать подтопление жилых и производственных зданий с последующим перемораживанием и деформацией несущих конструкций, а также затопление транспортных коммуникаций. В свою очередь, это может привести к авариям и даже ЧС на наземном транспорте.
Аварии в системах энергоснабжения
Наиболее распространенные предвестники этих аварий — такие опасные метеорологические явления, как сильные ветра, ураганы, смерчи, сильные грозы, образование гололедно-изморозных отложений, длительные сильные морозы. Кроме того, эндогенные источники ЧС (прежде всего обвалы, сели, а также землетрясения и т.д.) могут также вызвать аварии и ЧС в системах энергоснабжения.
В ряде случаев аварии в системах энергоснабжения могут быть вызваны «человеческим фактором», вызванным прежде всего некомпетентностью обслуживающего персонала. Данные аварии могут быть также вызваны последствиями техногенных ЧС — например, ЧС на наземном транспорте.
Аварии в системах энергоснабжения, относящихся к ЖКХ (т.е. в части энергораспределительных сетей, без учета энергогенерирующих и сетевых компонентов электроэнергетического комплекса) могут возникнуть на линиях электропередачи (ЛЭП), а также на трансформаторных подстанциях различного класса. Поэтому в системе мониторинга ЧС на объектах ЖКХ необходимо предусмотреть средства мониторинга состояния этих элементов.
Необходимо отметить, что в аварии системах энергоснабжения влекут за собой аварии и ЧС в других секторах ЖКХ — системах теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения, канализации. Это способно повлечь за собой весь вышеприведенный спектр последствий.
Аварии в системах теплоснабжения, связанные с прорывом теплоносителя, могут вызвать подтопление жилых и производственных зданий с последу-
ющим перемораживанием и деформацией несущих конструкций, а также затопление транспортных коммуникаций. В свою очередь, это может привести к авариям и ЧС на наземном транспорте.
Таким образом, анализ предвестников, причин и последствий аварий, катастроф и ЧС на объектах инфраструктуры ЖКХ показывает, что для их предупреждения или смягчения последствий необходим мониторинг этих объектов с помощью систем сбора и обработки информации.
Система мониторинга техногенных ЧС
При создании системы мониторинга объектов ЖКХ может быть использовано решение, основанное на применении новой отечественной разработки
— контроллеров RECON-SX и специального программного обеспечения «Диспетчерский центр». Отличительная особенность данной разработки заключается в том, что она позволяет интегрировать в рамках одной системы сбора информации разнородные объекты — ВЗУ, ТП, ГРП, КНС и другие. Схема такой системы показана на рис. 1. Как видно из рисунка, в случае необходимости информация об авариях может быть направлена не только в диспетчерский центр, но и непосредственно на терминалы сотрудников аварийных служб, а также на персональный терминал оперативного дежурного.
В системе мониторинга объектов ЖКХ используются контроллеры RECON-SX, они устанавливаются на объектах. На рабочем месте диспетчера устанавливается рабочая станция со специализированным ПО «Диспетчерский центр». Этот пакет программного обеспечения включает в себя базу данных по событиям на контролируемых объектах, а также позволяет отображать текущую обстановку прямо на карте местности или схеме здания. Связь объектов с диспетчерским центром может быть организована по различным каналам: GSM, TETRA, УКВ 433 МГц.
Объектовый комплекс
Контроллер RECON-SX — основной компонент объектового комплекса аварийного контроля и диспетчеризации (рис. 2). Это гибко программируемое устройство, осуществляющее сбор информации от различных датчиков — контактных, аналоговых, параметрических. Для управления объектовым оборудованием предусмотрены релейные выходы. Для соединения с приборами контроля качества энергоснабжения и учета расхода энергоносителей предусмотрен последовательный интерфейс RS-485. RECON-SX реализует также функции устройства контроля доступа, использующего электронные ключи Touch memory.
Контроллер RECON-SX обладает собственным интеллектом и продолжает работу даже при потере связи с диспетчерским центром. Все сообщения о событиях на объекте записываются во внутреннюю память контроллера. При восстановлении связи RCON-SX автоматически передает в центр накопленную информацию.
ВЗУ
Котельные
Диспетчерский
центр
ГРП
КНС
Ч
Терминалы
аварийных
служб
Рис. 1. Схема системы мониторинга объектов ЖКХ
Датчики температуры воздуха, теплоносителя
Электронный ключ
Рис. 2. Объектовый комплекс на основе контроллера RECON-SX
Мониторинг включен
К настоящему моменту на базе технологии RECON-SX компанией НТК «Союзтехнопроект» созданы системы дистанционного аварийного контроля и диспетчеризации различного назначения, в том числе для сетей тепло- и водоснаб-
жения, канализации, энергосетей. Такие системы успешно работают в Одинцовском, Истринском, Клинском, Ногинском районах Московской области, а также в других регионах России — во Владимирской и Вологодской областях, в Мордовии и Удмуртии.
Научно-технические разработки
