CC BY
66
университета водных коммуникаций
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ СУДОХОДСТВА
ORGANIZATION OF THE CONTROL POTENTIALLY DANGEROUS OBJECTS
OF NAVIGATION
Рассматриваются основные аспекты создания подсистемы контроля потенциально опасных объектов водного транспорта на внутренних водных путях, в том числе информационное и аппаратное обеспечение. Предложен подход по определению мест дислокации чувствительных элементов измерительной части подсистемы, основанный на методах анализа риска.
The basic aspects of creation of a subsystem of the control of potentially dangerous objects of a sailing charter on internal waterways, including information and hardware maintenance are considered. The approach by definition ofplaces of a disposition of sensitive elements of a measuring part of the subsystem, based on methods of the analysis of risk is offered.
Ключевые слова: контроль, потенциально опасные объекты, разлив нефти.
Key words: control, potentially-dangerous objects, oil spill.
УДК 502.1/2:656
В. С. Наумов,
д-р техн. наук, профессор, ФГОУ ВПО «Волжская государственная академия водного транспорта»;
А. Е. Пластинин
канд. техн. наук, доцент, ФГОУ ВПО «Волжская государственная академия водного транспорта»
НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ в Российской Федерации создана Единая государственная система предупрежде-
ЧС (Н), которые сопровождаются интенсивным загрязнением важнейших компонентов природной среды (поверхностных водных объектов, почвы, атмосферного воздуха, биоресурсов), вызывают их последующую деградацию и/или гибель на достаточно больших территориях вокруг источника загрязнения, что обуславливается физико-химическими свойствами нефти и параметрами ОС [2].
ния и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС), которая объединяет органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов по защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций (ЧС).
Решением Правительства РФ в рамках РСЧС Министерству транспорта поручено создание функциональной подсистемы организации работ по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях (ВВП) с судов и объектов морского и речного транспорта [3].
Одним из основных направлений даль-
I
нейшего развития РСЧС является совершенствование системы мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера, использование современных методов и средств при ее осуществлении [1].
Создание функциональной подсистемы связано с применением современных информационных технологий, обеспечивающих информационно-аналитическую поддержку мероприятий по локализации и ликвидации аварийных разливов нефти, которая практически может быть реализована на основе ин-
Значительную опасность для населения
и окружающей среды (ОС) в настоящее время представляют чрезвычайные ситуации, связанные с аварийными разливами нефти
формационно-управляющей системы (система «ЛАРН»). В структуру подобной системы входят подсистемы: контроля потенциально опасных объектов водного транспорта (ПОО ВТ); сбора, хранения и обработки информации; прогнозирования; поддержки и принятия решений [4].
В данной статье рассматриваются основные аспекты проблемы контроля ПОО ВТ на ВВП.
Подсистема контроля ПОО ВТ представляет собой информационно-измерительную систему, обеспечивающую мониторинг состояния и деятельности ПОО, обработку поступающей информации различного типа и взаимодействие с другими системами оперативного контроля объектов.
Мониторинг необходим для отслеживания состояний и позиций подвижных и стационарных объектов, при этом полученная и обработанная информация записывается в базу данных системы и может быть использована в дальнейшем при управлении ЧС.
Возможны следующие виды мониторинга: 1) событийный — мониторинг по приходу внешних сообщений от объектов мони-
университета ШИПИ водных дДДДтдр коммуникации
торинга и любых других внешних источников, способных генерировать исходящие сообщения; 2) позиционный — мониторинг позиции объектов, который выполняется в абсолютных (географических) и в относительных (полярных — относительно центра мониторинга, дальность от/до контрольной точки) координатах; 3) мониторинг внутреннего состояния объекта — контроль работоспособности машин и механизмов, контроль состояния датчиков.
Аппаратную основу измерительной части подсистемы контроля ПОО ВТ составляют сенсор-детекторы, специальные телекамеры, тепловизионные системы [5].
Для построения информационной части указанной подсистемы в настоящее время наиболее перспективным программным продуктом является «Многоуровневая интегрированная система обеспечения комплексной безопасности объектов территорий и акваторий — WAIPS (Widely Applicable Integrated Protect System) производства компании ТРАНЗАС [6].
Подсистема контроля ПОО, основанная на WAIPS. представляет собой эффективный
".1 < Г.:* |«ТВЕ 01 £ |*гогЕ \ |«'СГЗЕ 44 Ы| '
уиинмн И1Г1 а ^ИИИ водных дДДДтДд коммуникации
инструмент выявления разливов нефти (РН) на ранней стадии их возникновения, комплексной оценки текущей обстановки, определяет исходные данные для дальнейшего прогнозирования развития ситуации в соответствии с гидрометеорологическими условиями, а также планирования операций по локализации и ликвидации РН.
Создание подсистемы контроля ПОО ВТ на ВВП имеет существенные особенности относительно подобных систем для морских акваторий, связанные с определением мест дислокации чувствительных элементов измерительной части системы, определяющих местоположение РН и его параметры. Решение этой задачи возможно в два этапа. На первом определяются зоны с высоким уровнем риска ЧС (Н) (рис. 1), для чего предварительно создается база данных по стационарным и передвижным источникам ЧС (Н) для рассматриваемых участков ВВП.
В Волжской государственной академии водного транспорта (ВГАВТ) для этих целей была создана и обновляется база данных, содержащая информацию по источникам ЧС (Н) Волжского, Северо-Западного, Азово-Донско-го, Камского, Печерского, Обского и Обь-Иртышского бассейнов. В настоящее время в базу занесены данные по более 200 стационарным (места проведения бункерных, перевалочных и грузовых операций с нефтью и нефтепродуктами) и 2300 передвижным источникам ЧС (Н) (аварии транспортных судов), а также проводится работа по созданию аналогичной базы данных для Ленского бассейна.
Значительную практическую ценность представляет разработанная база данных по передвижным источникам ЧС (Н), при заполнении которой использовались статистические данные по транспортным происшествиям (ТП) Федеральной службы по надзору в сфере транспорта за временной интервал 30 лет (1980-2009 гг.), содержащая следующую ин-
Л .....
и формацию: место ТП, дата аварии, описание,
^^ причина, наличие повреждений корпуса судна, вид флота, номер проекта судов, грузоподъемность судна, виды перевозимых грузов, наличие затопления, объем разлива, тип нефтепродукта, запас топлива, ссылка на справочник по серийным транспортным судам.
Второй задачей первого этапа является определение координат источников ЧС (Н). При этом наибольшие затруднения вызывает решение этой задачи для движущихся судов, поскольку координата ТП является случайной величиной, отсюда возникает необходимость выполнения статистических исследований ТП внутри участков их аварийности.
Для определения расположения потенциальных источников ЧС (Н) целесообразно использовать методику определения расположения потенциальных источников РН на ВВП при движении судов [7], разработанную на кафедре охраны окружающей среды и производственной безопасности ВГАВТ, основанную на анализе статистики аварийности транспортных судов, в соответствии с которой местоположение потенциального источника РН определяется как математическое ожидание координаты ТП в границах участка аварийности.
Оценка параметров источников ЧС (Н) выполняется на основе анализа транспортных судов и их характеристик, обеспечивающих грузоперевозки на рассматриваемых участках ВВП. Исходная информация по судам группируется по видам флота, а в качестве анализируемых характеристик рассматриваются: грузоподъемность, виды перевозимых грузов, главные размерения, запас топлива и др.
Объемы разливов нефти и нефтепродуктов рассчитываются на основании действующих в РФ нормативно-правовых актов отдельно для условий паводка и межени, поскольку глубина судового хода является лимитирующим показателем для прохода судов с определенной осадкой, а следовательно, и грузоподъемностью.
Оценка риска ЧС (Н) выполняется в соответствии с [8] и включает анализ вероятностей: нарушения технологических процессов бункерных и грузовых операций; возникновения ТП; возникновения РН при ТП; появления гидрологического режима реки (паводок или межень); появления данного вида нефтепродукта (мазут, дизельное топливо и т. п.) и пр.
Оценка ущерба при ЧС (Н) на акваториях связана со значительными, в том числе
объективными, трудностями методического характера: большое разнообразие ситуаций, при которых возникает аварийный разлив нефти; обширная география местоположения возможных источников ЧС (Н); разнообразие типов ВП (поверхностных водотоков) и гидрометеорологических условий; учет эффективности мероприятий по ликвидации ЧС (Н); значительное количество сценариев ЧС (Н) и составляющих ущерба (компоненты природной среды); множество методик для расчета ущерба и отсутствие механизмов расчета, учитывающих специфику разливов нефти как самостоятельного вида негативного воздействия на ОС и т. п. [2].
Картирование риска ЧС (Н) выполняется с использованием геоинформационных технологий. В настоящее время в РФ для этих целей наиболее широко применяется геоинформационная система АгсОК 9 производства компании Б8М, являющейся лидером рынка ГИС-компонентов.
На втором этапе (рис. 2) выполняется обоснование оптимального размещения элементов подсистемы внутри зоны повышенного
университета водных коммуникаций
риска для создания максимальной зоны покрытия при минимальной стоимости подсистемы. При этом необходимо учитывать следующие ограничения: влияние естественных условий ВВП на эффективность работы подсистемы (скорость течения, высокие береговые склоны, извилистость речного русла и др.); сегментный режим работы элементов подсистемы; достаточность средств мониторинга; вид носителя элементов (береговые объекты, суда); влияние сенсор-детекторов на мореходные качества носителя; безопасность средств мониторинга для персонала, населения и ОС.
В качестве примера возможного размещения компонентов указанной подсистемы на ВВП рассмотрен проект дислокации чувствительных элементов подсистемы на участке с 503-й по 536-й км р. Волги (район порта г. Ярославль), где находится более 50 источников ЧС (Н). В результате проведенных исследований обоснована целесообразность установки одного сенсор-детектора на 530,3 км (левый берег). Выбранный вариант установки позволяет:
1) контролировать более 30 источников ЧС (Н) в двухсекундной зоне покрытия
Определение мест дислокации чувствительных элементов подсистемы (этап
оценка влияния естественных условий ВВП на эффективность работы подсистемы (скорость
течения, высокие береговые склоны извилистость речного русла и др.)
обоснование сегментного режима работы элементов подсистемы на основе анализа картированного риска последствий ЧС(Ю
Рис. 3. Источники ЧС (Н) в двухсекундной зоне покрытия
ш
96J
(рис. 3), 8 источников в зоне обнаружения на время до Ч + 1 час и более 10 источников в зоне обнаружения на время до Ч + 4 часа;
2) максимально использовать условия ОС (за счет поворота русла зона действия сенсор-детектора увеличена на 10 % без дополнительных затрат;
3) расположить в двухсекундной зоне практически 100 % стационарных источников ЧС (Н), в том числе нефтеналивные грузовые терминалы, подводный переход магистрального нефтепровода, рейды для нефтеналивных судов, места проведения бункерных операций.
Ориентировочная стоимость проекта составляет от 37 до 45 млн руб. в зависимости от вариантов конфигурации подсистемы.
Рассмотренный метод контроля ПОО ВТ на ВВП имеет ряд преимуществ перед альтернативными вариантами (авиационный и космический виды мониторинга):
1) экономическая целесообразность (стоимость применения авиации на порядок выше, а искусственных спутников Земли
(ИСЗ) — на несколько порядков);
2) возможность межведомственного использования оборудования;
3) более высокое качество данных (толщины пятен, фракционный состав, вязкость);
4) способность обнаружения микроразливов (до нескольких кг);
5) оперативность получения данных;
6) альтернативы имеют ряд существенных недостатков (зоны покрытия GPS, невозможность работы в условиях ВВП (пресная вода, штиль, персонал).
В то же время нельзя исключать возможности применения ИСЗ на Онежском и Ладожском озерах.
Таким образом, предложенный подход к контролю ПОО обеспечивает проведение процедуры принятия управленческих решений на основе информации, поступающей в реальном времени, и оперативных прогнозов развития ЧС, что является необходимым условием для эффективного функционирования системы «ЛАРН».
Список литературы
1. Современные технологии защиты и спасения / Под общ. ред. Р. Х. Цаликова // МЧС России. — М.: Деловой экспресс, 2007. — 288 с.
университета ^ИИИ водных дДДДтдр коммуникации
2. Наумов В. С. Оценка ущерба при разливах нефти на объектах транспортного комплекса / В. С. Наумов, А. Е. Пластинин // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — № 5 (1). — С. 152-157.
3. Наумов В. С. Информационно-аналитическая поддержка мероприятий по локализации и ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН) в Волжском бассейне / В. С. Наумов, А. Е. Пластинин // Международный научно-промышленный форум «Великие реки — 2007»: труды конгресса / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. — Н. Новгород, 2007. — С. 227-228.
4. Наумов В. С. Информационные аспекты создания функциональной подсистемы организации работ по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях / В. С. Наумов, А. Е. Пластинин // Наука и техника транспорта. — 2007. — № 3. — С. 74-77.
5. Программно-аппаратный комплекс экологического мониторинга и поддержки принятия управленческих решений (ПАК) — Режим доступа: http://trancons.ru/products/programmno-apparatnyi-kompleks-ekologicheskogo-monitoringa-i-podderzhki-prinyatiya-upravlencheskih-reshenii-pak.
6. ТРАНЗАС становится дистрибьютором систем экологического мониторинга датской компании 0818 — Режим доступа: http://www.korabel.ru/news/comments/tranzas_stanovitsya_ distribyutorom_sistem_ekologicheskogo_monitoringa_datskoy_kompanii_osis.
7. Наумов В. С. Методика определения расположения потенциальных источников разлива нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях при эксплуатации судов / А. Н. Бородин, В. С. Наумов // Речной транспорт (XXI век). — 2009. — № 5. — С. 81-83.
8. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов РД 03-418-01 (утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 10.07.2001 № 30).
УДК 502.1/2:656.6 В. И. Решняк,
д-р техн. наук, профессор, СПГУВК;
С. Е. Посашкова,
аспирант, ст. преподаватель, СПГУВК;
К. В. Решняк,
аспирант, СПГУВК
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ СТОЧНОЙ ВОДЫ НА СУДАХ
INVESTIGATION OF THE PROSESS OF THE SEWAGE FORMATION ON THE
SHIPS
На основании теоретических и экспериментальных исследований авторами работы предложены новые направления решения проблемы предотвращения загрязнения водоемов сточной и подсланевой водой при эксплуатации судов: мероприятия по снижению количества сточной воды, разделение стока сточной воды, а также технология очистки подсланевой воды внесудовыми техническими средствами.
On the basis of the theoretical and experimental research the authors offer some new ways of solving the problem of preventing the pollution of reservoirs with sewage and bilge water generated during ships maintenance. These ways are: reducing the volume of the sewage, separation of the sewage drainage, bilge water purification with outside ship facilities.
