CC BY
21УДК 614.849 : 004.42
DOI 10.25257/FE.2018.2.94-101
ТОПОЛЬСКИИ Николай Григорьевич
Доктор технических наук, профессор Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: ntopolskii@mail.ru
КРЮЧКОВ Алексей Вячеславович Кандидат технических наук Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия Е-mail: hook66@list.ru
ГРАЧЕВ Дмитрий Сергеевич Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
МИХАЙЛОВ Кирилл Андреевич
Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: mihkir.94@mail.ru
РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ
В статье рассматриваются проблемы автоматизации обеспечения пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств, методы синтеза специального программного обеспечения (СПО) автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности (АСПВБ) этих объектов. Представлены результаты исследования и разработки СПО АСПВБ нефтеперерабатывающих производств.
Ключевые слова: нефтеперерабатывающая промышленность, пожаровзрывобезопасность, специальное программное обеспечение, автоматизированная система.
Развитие нефтеперерабатывающей промышленности и высокая энергонасыщенность её предприятий сопровождаются ростом количества и масштабов пожаров и наносимого ими ущерба [1]. Поэтому повышение пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих предприятий (НПП) продолжает оставаться одной из важнейших составных частей обеспечения защищённости населения и окружающей среды от угроз техногенного характера.
Нефтеперерабатывающие объекты при создании развивающейся энергетики будущего должны отвечать требованиям энергетической, экономической, экологической безопасности. Последовательное увеличение удельного веса углеводородного топлива (нефть, газ, конденсат) в мировом экономическом балансе - сложившаяся закономерность, и в обозримой перспективе эта тенденция сохранится.
Повышение пожаровзрывобезопасности предприятий нефтеперерабатывающей промышленности объясняется следующими факторами:
- высокой концентрацией нефти и нефтепродуктов, их способностью гореть, взрываться и загрязнять опасными выбросами атмосферу;
- наличием потенциальных опасностей, вызывающих материальные и людские потери;
- опережающим развитием объёмов производства по сравнению с совершенствованием природоохранных мероприятий;
- появлением трудно утилизируемых, а в некоторых случаях и балластных отходов производства, применение и способы переработки которых пока не найдены;
- изменением ассортимента нефти;
- высокой энергонасыщённостью нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ)*;
- ростом единичных мощностей технологических аппаратов, вследствие чего такие параметры, как температура, давление и содержание пожаро-взрывоопасных веществ в них растут и приближаются к критическим;
- несовершенством технологий сбора и утилизации компонентов нефтепродуктов, попавших в окружающую среду.
* Типовой нефтеперерабатывающий завод производительностью 10-15 млн т/год сосредотачивает на своей территории от 200 до 500 тыс. т углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно 2-5 мегатоннам тротила.
Вследствие создания высокоинтенсивных технологических процессов по переработке нефти, а также установок большой единичной мощности возникли принципиально новые требования по обеспечению безопасности этих производств:
- обеспечение высокой степени надёжности функционирования производств в целях уменьшения аварийных выбросов пожаровзрывоопасных веществ в окружающую среду;
- организация оптимальной работы каждого аппарата, системы и всей технологической схемы с учётом совокупных требований энерготехнологии, экономики и экологии;
- оптимальное распределение нагрузок по аппаратам, реакторам, подсистемам, обеспечивающее наиболее полную регенерацию энергетических потоков и эффективное использование материальных ресурсов с целью полной утилизации всех возможных
94
© Топольский Н. Г., Крючков А. В., Грачев Д. С., Михайлов К. А., 2018
выбросов пожаровзрывоопасных веществ в окружающую среду.
На современном этапе повышение уровня по-жаровзрывобезопасности неразрывно связано с комплексным решением экологических проблем всего нефтеперерабатывающего производства.
Ранее проводимые экспериментальные исследования возникающих при нефтепереработке по-жаровзрывоопасных зон относились в основном к изучению загазованности воздушной среды пром-площадок нефтебаз и НПП при нормальном режиме работы технологического оборудования [3-10]. Эти исследования носили локальный характер и базировались на определении размеров взрывоопасных зон, образованных одним или несколькими точечными источниками утечки и выбросов.
На НПП к пожарам и взрывам приводят различные нарушения технологического процесса. Эти события происходят вследствие превышения критических показателей основных параметров технологического процесса (давление, температура, концентрация и т. д.). Для их предупреждения необходимы расчёты, оценки, наблюдения, сравнения значений наиболее важных показателей с допустимыми значениями, контроль превышения допустимых значений параметров, при которых аварийный участок отключается от основного процесса, с целью минимизировать количество вышедших из строя элементов и обеспечить локализацию и ликвидацию пожаро-взрывоопасной ситуации.
Логические зависимости, устанавливающие связь между опасными событиями и их составляющими, удобно представляются в виде дерева ошибок или дерева отказов. Для каждого «верхнего» анализируемого события (например, аварии), строится дерево отказов; на каждой стадии определяются причинные события, связанные с первоначальной стадией. Величина частоты «верхнего» события оценивается с помощью метода Монте-Карло [11].
Метод деревьев отказов [12], наиболее известный и широко применяемый для выявления ошибок и отказов, основан на отборе нежелательного самого главного события (например, крупной аварии), прослеживаемого до причин, которые могли его вызвать (сложные ошибки, погрешности персонала и др.).
Для многих опасных событий дерево является тривиальным из-за того, что преобладающий вклад в их частоту вносится простыми случаями. Обычно для его анализа выбираются события, при которых могут произойти крупные выбросы (например, значительные потери содержимого из резервуара с опасным веществом). Остальные события (поломки трубопроводов и т. д.) оцениваются на основе рассмотрения приемлемых данных по коэффициентам отказов, и авторы настоящей статьи вынуждены констатировать, что во многих случаях адекватных данных по последним не существует.
Во многом структура АСПВБ повторяет структуру объекта [1, 2], и поэтому в его состав должны
входить компоненты, обеспечивающие безопасность как на локальных участках, так и на «верхнем», координирующем, уровне. Общие замечания по составу автоматизированных рабочих мест (АРМ) в АСПВБ могут формулироваться в рамках задач отдельных технологических участков.
В процессе исследования авторы настоящей статьи рассматривали лишь некоторые процессы на НПП [1]. Нефть на НПП поступает в сырьевые резервуары, далее на установки электрообессолива-ния и обезвоживания, при этом используются элек-трообессоливающие установки. Обессоленная нефть поступает на установки первичной переработки: АТ-висбрекинг (атмосферная перегонка), АВТ-3, АВТ-6 (атмосферно-вакуумная перегонка). В процессе первичной переработки из нефти извлекается ряд компонентов (бензин, керосин, дизельное топливо, вакуумный газойль), и остаются тяжёлые остатки (мазут и гудрон) [1].
Продукты первичной переработки нефти направляются на вторичную переработку: каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидроочистку, изомеризацию, производство окислённых битумов. Бензиновые прямогонные фракции поступают на установки каталитического риформинга в целях повышения октанового числа бензинов.
Компоненты дизельного топлива содержат значительное количество сернистых соединений, поэтому для очистки их от серы проводится гидроочистка. Остаток перегонки (мазут и гудрон) поступает на установку получения дорожных и строительных битумов.
Для очистки отходящих газов и сточных вод в схему НПП включены [1]:
- факельное хозяйство, предназначенное для сжигания сбросов и продувок при аварийных и нормальных остановках технологических установок, а также для обезвреживания постоянных и периодических выбросов;
- очистные сооружения для механической и флотационной очистки сточных вод;
- система оборотного водоснабжения, обеспечивающая технологические установки охлаждающей водой, в которую входят нефтеловушки, камеры горячей и холодной воды, градирни и насосные помещения.
Образование взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом происходит, как правило, за сравнительно короткое время и взрывы этих смесей обладают большой разрушительной силой. Сила такого взрыва определяется условно рассчитанной энергией, приведённой к тротиловому эквиваленту [10]. Суммарный энергетический потенциал НПП оценивается по общему количеству нефтепродуктов, находящихся в единовременном обращении.
Кроме специфичных для нефтеперерабатывающей промышленности источников пожаровзрыво-опасности, на НПП имеются административные, хозяйственно-бытовые и другие здания, помещения,
сооружения, конструкции, сеть электроснабжения, аппаратура и электрические приборы и т. д. В критических условиях такой инфраструктурой необходимо управлять в автоматическом (или автоматизированном) режиме.
Поэтому система пожаровзрывобезопасности (СПВБ) НПП должна учитывать все существующие потенциальные опасности пожаров и взрывов и предусматривать применение необходимого комплекса адекватных сил и средств [2]. Для этого система пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающего предприятия должна соответствовать и общим требованиям к системам пожарной безопасности (пожаровзрывобезопасности) объектов различного назначения. Согласно общим правилам взрывобезопасности для взрывопожарных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (ОПВХП-88) пожаровзрывобезопас-ность НПП должна обеспечиваться системами предотвращения пожаров и взрывов, пожаровзрыво-защиты, а также организационно-техническими мероприятиями.
Предотвращение пожаров и взрывов на НПП должно достигаться (согласно ОПВХП-88):
- предотвращением образования взрывоопасной газо- и паровоздушной среды;
- предотвращением образования горючей
среды;
- предотвращением образования во взрывоопасной и горючей средах (или внесения в них) источников зажигания.
В СПВБ ключевую роль играет автоматизация, позволяющая повысить эффективность функционирования всех элементов системы и в конечном итоге эффективность защиты людей и материальных
ценностей от угрозы пожаров и взрывов. Автоматизация СПВБ НПП осуществляется по двум направлениям [2]:
- внедрение автоматических средств пожа-ровзрывозащиты, функционирующих без вмешательства человека по заранее заданным программам (датчики, пожарные извещатели, установки пожаротушения, системы противодымной защиты и др.);
- внедрение автоматизированных систем (АС), решающих с использованием вычислительной техники большой комплекс управленческих, информационных, проектных, административно-хозяйственных, кадровых и других задач (СПО операторов АСПВБ).
АСПВБ НПП входит в состав СПВБ как его информационно-управляющая часть, которая обеспечивает автоматизированное выполнение функций СПВБ, увязку отдельных элементов, обеспечивающих пожаровзрывобезопасность НПП, в единую систему, и необходимое функциональное взаимодействие и функциональную интеграцию. Таким образом, можно сказать, что АСПВБ является мозгом системы пожаровзрывобезопасности, её интеллектуальным ядром. Рассматривая СПВБ НПП в целом, трудно найти такую отдельную функциональную систему нижестоящего уровня, которая не нуждалась бы во внедрении автоматизированных систем и средств.
АСПВБ состоит из функциональных АС нижестоящего уровня, являющихся информационно-управляющими частями соответствующих функциональных систем СПВБ, и обеспечивающих систем, называемых также видами обеспечения (согласно ГОСТ 34.003-90, 34.201-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы»). Общая схема АСПВБ объекта представлена на рисунке [2].
Обобщённая структура АСПВБ объекта
Функциональными АС нижестоящего уровня АСПВБ являются [2]:
- АС предотвращения пожаров и взрывов (АСППВ);
- АС пожаровзрывозащиты (АСПВЗ);
- АС организационно-технических мероприятий (АСОТМ).
Обеспечивающими системами АСПВБ (видами обеспечения) являются (согласно ГОСТ 34.003-90, 34.201-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы»):
- система информационного обеспечения;
- система математического обеспечения;
- система программного обеспечения;
- система технического обеспечения;
- система лингвистического обеспечения;
- система организационно-правового обеспечения;
- система метрологического обеспечения (предложена в работе [2]).
Ввиду того, что АСПВБ является важным компонентом НПП в целом, её можно считать составной частью АС управления технологическими процессами (АСУТП). Датчики АСПВБ сообщают операторам и персоналу АСУТП на соответствующие АРМ об отклонениях контролируемых параметров от установок с помощью звуковых и иных сигналов. Каждый поступающий сигнал (или сообщение) отличается от сигналов, которые ранее были квитированы (на которые были получены подтверждения о приёме -квитанции). Продолжительность сигнала определяется временем устранения причины отклонения параметра или временем до квитирования сигнала оператором. Соответствующая информация, в том числе групповая сигнализация операторам АСПВБ и диспетчеру ПЧ осуществляется таким способом, чтобы обеспечить быстрый поиск места возникновения аварийной ситуации, приводящей к пожару или взрыву.
К техническим средствам АСПВБ обычно относят все первичные преобразователи АСУТП, нормирующие преобразователи, распределители сигналов, вычислительные устройства и устройства распределения, хранения и передачи информации, а также линии связи.
АСПВБ НПП интегрирована с аппаратно-программным комплексом «Безопасный город», городскими системами и службами безопасности, а также с другими системами НПП. Построение локальных АСПВЗ в составе АСПВБ НПП требует обеспечения стыковки локальных систем с АСПВБ; приёма, автоматической регистрации, хранения и отображения информации. Для решения указанных задач целесообразно использовать программируемые контроллеры, которые обладают тем существенным достоинством, что их структуру и алгоритмы функционирования можно программировать с помощью специальных устройств (программаторов) как при их производстве, так и при их эксплуатации.
С наибольшим числом неопределённых факторов приходится сталкиваться до возникновения пожаров и взрывов: при проектировании систем и средств пожаровзрывобезопасности и при проведении профилактических мероприятий по предотвращению предпожарных режимов и взрывов. Поэтому возникает необходимость в предварительном моделировании с помощью специальных математических моделей действий персонала СПВБ. Кроме того, существует необходимость определения возможных людских потерь, материального ущерба, предотвращённого ущерба в случае применения тех или иных систем и средств обеспечения пожаровзрывобезопас-ности, других характеристик эффективности систем пожаровзрывобезопасности в целом или их отдельных средств (например, время ликвидации пожара, время следования пожарной техники к месту возникновения ЧС). Доля потерь, относящихся к ошибкам операторов, и прогнозировании на этой основе возможной экономии за счёт тренинга операторов на компьютерных тренажёрах также должна учитываться при определении эффективности АСПВБ.
В основу построения алгоритмов решения задач в АСПВБ положены математические методы и модели процессов возникновения и развития пожаров, взрывов и их опасных факторов; газообмена, нагрева конструкций, движения людских потоков по эвакуационным путям и т. д.
Для реализации данных моделей в АСПВБ и автоматизации функций операторов используется совокупность компьютерных программ, необходимых для автоматизированного решения задач по обеспечению пожаровзрывобезопасности на НПП. Они составляют основу специального программного обеспечения (СПО) АСПВБ.
Для нормальной работы СПО используются общесистемные программы. Они обеспечивают функционирование вычислительной техники в режиме реального времени, одновременное решение нескольких задач, обслуживание и решение задач многих пользователей в одно и то же время, обмен данными с другими компьютерами, управление базами данных. При выборе системы управления базами данных руководствуются соображениями обеспечения максимальной скорости доступа к информации, минимизации объёма памяти для её хранения, простоты организации и расширения базы данных.
В СПО АСПВБ предусматривается необходимый контроль входной информации на наличие запрещённых кодовых комбинаций и т. п., а также предусмотрен режим автоматического реагирования на экстремальные ситуации. СПО позволяет оперативному персоналу получать необходимую информацию по его запросу в любой момент времени и координирует его действия в АСПВБ и АСУТП при опасных ситуациях.
На современных НПП стоимостная доля СПО в общей стоимости АСПВБ достигает 80 %. СПО АСПВБ целесообразно создавать по модульному
принципу, обеспечивающему удобство замены, модификации, удаления и дополнения отдельных частей (модулей) этих программ. Часто используемые программные модули могут находиться в памяти компьютеров, а редко используемые - на внешних носителях. Оно включает в себя управляющие программы, координирующие обработку запросов операторов АСПВБ, а также программы управления комплексом технических средств пожаровзрыво-безопасности и оперативным персоналом при пожаре.
При практической реализации СПО существенные свойства сложно структурированных предметных областей, ассоциированных с НПП и АСПВБ, наиболее общие их характеристики могут быть успешно обобщены [13]. Это даст возможность предложить для СПО АСПВБ новый математический объект - базовый класс задач автоматизации (БКЗА). Для него, несмотря на различие областей применения СПО, можно получить единый набор требований к СПО и методы их реализации на различных программных платформах. Поэтому реализуемые в СПО конкретные программы для всех составных частей АСПВБ не будут зависеть от инструментальных средств и влияния программиста на синтез СПО. Это позволит математически обосновать процесс синтеза СПО АСПВБ как процесс синтеза однотипных объектов единичной программной системой (ЕПС) [16], для которых характерно наличие базовых групп функциональности, обладающих сходными характеристиками и относимых к базовым элементам программ.
Одним из направлений сокращения рисков при создании СПО, а следовательно и повышения его устойчивости при дальнейшей эксплуатации, является реструктуризация. Данный способ заключается в разделении крупных проектов по созданию СПО на несколько небольших максимально независимых проектов. Разделение проектов по созданию СПО возможно на основе математической модели ЕПС. Математически модель ЕПС представляется в виде трёх основных составляющих: модели информационной схемы ЕПС, связанной с набором ряда предметных областей, модели базовых элементов интерфейса и модели компонент, реализующих ЕПС. Каждая из составных частей модели имеет свои требования, которые могут быть описаны в техническом задании на систему.
Иерархические требования к СПО, как к системе ЕПС, образующих СПО АСПВБ, дадут первую модель, которая реализуется на основе теории графов, теории отношений и теории моделей данных. Она связана с построением дерева информационной схемы приложения (ДИСП) для выделенного БКЗА. На её основе формируется паспорт информационной единицы хранения (ИЕХ), позволяющий в унифицированной форме документировать информацию о предметных областях различных направлений. Основой модели служит то обстоятельство, что группы ЕПС могут благодаря сходству функциональных
характеристик и свойств образовывать некоторые большие классы задач. В рамках конкретной реализации каждого из них на требованиях определённой предметной области для создания конкретного АРМ в АСПВБ возникает та или иная ЕПС. Кроме собственно требований предметной области параметрами такого класса задач должны выступать набор функциональных характеристик реализующего ЕПС программиста и набор характеристик и методов языков программирования, с помощью которых данная реализация создаётся.
Вторая модель строится на основе теории множеств и задаёт статистически обоснованный экспертными оценками перечень базовых элементов интерфейса.
Третья модель на основе теории анализа и синтеза образов задаёт необходимые компоненты, которые будут созданы независимо от инструментального средства, и из которых будет разрабатываться любая создаваемая или модернизируемая ЕПС. Результаты применения этих трёх моделей составляют основу профиля стандарта ЕПС для АСПВБ НПП, позволяющего создавать устойчиво работающее и предсказуемо изменяемое при необходимости специальное программное обеспечение [16].
Хотя методы проектирования, разработки и эксплуатации после внедрения СПО разрабатывались в течение многих лет, направление, связанное с системным анализом его возможной унификации исследованы недостаточно полно. В связи с этим возникла необходимость разработки и внедрения соответствующих методов проектирования СПО, основанных на подходах, позволяющих унифицировать его на основе соответствующих математических построений.
В рамках существующей научной школы (подробнее см. работы [1, 2, 17]) в процессе исследования и синтеза специального программного обеспечения автоматизированных систем пожаро-взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств авторами настоящей статьи получен ряд новых результатов [13, 14, 16, 17].
1. Проведён сравнительный анализ современных методов синтеза СПО АСПВБ, по результатам которого впервые предложен конструктивно-технологический подход к разработке СПО, устраняющий недостатки традиционных методов [13].
2. Разработан класс математических соотношений, которые могут использоваться для моделирования процесса синтеза СПО АСПВБ, при этом учтены специфика и особенности разных предметных областей на НПП, характер и методика работы программистов, отличительные особенности различных языков программирования и средств разработки.
3. Предложен базовый алгоритм (сценарий) работы ЕПС, являющийся одним из методов синтеза ЕПС в АСПВБ. Методы синтеза СПО с помощью данного сценария опробованы на практике и позволяют создавать ЕПС с большим количеством повторно
используемого кода, что существенно снижает время синтеза СПО и издержки при его последующей эксплуатации.
4. Разработана концепция системы методов синтеза устойчивого СПО оригинальным, отличным от применявшихся до этого, способом, а также предложены рекомендации по её применению и доработке на основании данных, подтверждённых экспериментально [14, 16].
5. При создании СПО АСПВБ с помощью разработанной системы методов, указанных в работе [16], значительно снижается влияние человеческого фактора по сравнению с традиционными методами. Проект по синтезу ЕПС, в котором применяется разработанная система методов, даёт преимущество в снижении совокупного влияния факторов персонала по сравнению с использующим традиционные методы синтеза проектом более чем в 10,5 раз.
6. На основе анализа инструментариев программистов впервые предложены принципы построения идеального инструментария. На базе разработанной системы методов предложен комплекс
моделей составных частей исходного программного кода ЕПС [17].
7. Разработанный комплекс моделей инструментария программиста (система без программирования) позволил сформулировать подходы к автоматизации процесса синтеза СПО в целом и СПО АСПВБ в частности.
8. Показана принципиальная возможность осуществления реальной преемственности в синтезе СПО и его последующей доработки и модификации (сопровождения) [14, 16]. Авторы настоящей статьи отмечают тот факт, что до проведения данного исследования преемственность в синтезе СПО была невозможна.
Практическое применение разработанной системы методов позволяет значительно повысить устойчивость создаваемого СПО для АСПВБ НПП, при определённых условиях отказавшись от услуг программистов [14-16]. При этом будет обеспечено единство технологии в синтезе СПО, единство интерфейса пользователя и единство информационных моделей различных предметных областей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абросимов А. А, Топольский Н. Г., Федоров А. В. Автоматизированные системы пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. 239 с.
2. Топольский Н. Г. Основы автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности объектов. М.: МИПБ МВД России, 1997. 164 с.
3. Легасов В. А, Чайванов Б. Б., Черноплеков А. Н. Научные проблемы безопасности современной промышленности // Безопасность труда в промышленности. 1988. № 8. С. 44-51.
4. Хабибулин Р. Ш. Устойчивость к воздействию тепловых потоков пожара горизонтальных резервуаров с нефтепродуктом: дис. ... канд. тех. наук: 05.26.03 / Хабибулин Ренат Шамильевич. М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. 162 с.
5. Кузьмин В. Г., Волков О. М. Исследование наружных взрывоопасных зон у нефтяных подземных резервуаров // Сборник научных трудов «Проблемы горения и тушения». В 2-х ч. Ч. 2. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1974. С. 130-134.
6. Гаплаев А. А.-Б. Автоматизированный комплекс контроля и испытаний системы управления противопожарной защиты нефтеперерабатывающих производств: дис. ... канд. тех. наук: 05.13.06 / Гаплаев Азиз Ахмед-Беширович. М.: Академия ГПС МЧС России, 2018. 226 с.
7. Сучков В. П. Экспериментальное исследование загазованности автоналивной эстакады на Володарской ЛПДС. Отчёт о научно-исследовательской работе. Выпуск 4527. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. 420 с.
8. Палюх В. Б. Программно-технический комплекс для диагностики непрерывных производств в условиях неопределённости // Программные продукты и системы. 1994. № 1. С. 29-33.
9. Александров В. А. Повышение эффективности автоматических систем управления технологическими процессами промышленных производств с обеспечением пожарной безопасности: дис. ... канд. техн. наук: 01.01.11 / Александров Владимир Александрович. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985. 218 с.
10. Бесчастнов М. В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. М.: Химия, 1991. 432 с.
11. Соболь И. М. Метод Монте-Карло. Серия «Популярные лекции по математике». Выпуск 46. М.: Наука, 1968. 64 с.
12. Найт Ф. Риск, неопределённость и прибыль / Пер. с англ. М. Я. Каждана. М.: Дело, 2003. 360 с.
13. Крючков А. В. Обобщение опыта синтеза специального программного обеспечения на различных инструментальных средствах // Технологии техносферной безопасности. 2015. Вып. 3 (61) Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-3/ 41-03-15.ttb.pdf (дата обращения 29.05.2018).
14. Крючков А. В. Рекомендации по применению методов синтеза специального программного обеспечения крупной автоматизированной системы управления предприятием // Технологии техносферной безопасности. 2015. Вып. 5 (63). Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-5/19-05-15.ttb.pdf (дата обращения 29.05.2018).
15. Белозёров В. В. Модели и алгоритмы автоматизации пожаровзрывоопасных поточно-транспортных систем: дис. ... канд. тех. наук: 05.13.06 / Белозеров Владимир Валерьевич. М.: Академия ГПС МЧС России, 2017. 132 с.
16. Крючков А. В. Методология универсализации синтеза специального программного обеспечения крупной автоматизированной системы управления предприятием // Технологии техносферной безопасности. 2015. Вып. 3 (61). Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-3/40-03-15.ttb.pdf (дата обращения 29.05.2018).
17. Топольский Н. Г., Крючков А. В., Грачёв Д. С., Михайлов К. А, Нгуен Л. З. Синтез типовых программных модулей автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности // Технологии техносферной безопасности. 2017. Вып. 6 (76). Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2017-6/09-06-17.ttb.pdf (дата обращения 29.05.2018).
Материал поступил в редакцию 12 апреля 2018 года.
Nikolai TOPOLSKY
Grand Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Professor State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: ntopolskii@mail.ru
Aleksei KRUCHKOV
Doctor of Philosophy in Engineering Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Е-mai|:: hook66@list.ru
Dmitri GRACHEV
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Kirill MIKHAYLOV
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: mihkir.94@mail.ru
SPECIAL SOFTWARE FOR COMPUTER-AIDED FIRE AND EXPLOSION PROOF SYSTEMS FOR OIL REFINERY INDUSTRIES
ABSTRACT
Purpose. The article explores the issues of fire and explosion safety at oil refineries. In order to increase the fire and explosion safety of these facilities, methods for the synthesis of special software for computer-aided fire and explosion proof systems for oil refineries have been proposed. With the help of the proposed methods the human factor influence on these systems is greatly reduced.
Methods. In the research methods of system analysis and synthesis of special software for computer-aided fire and explosion proof systems for oil refineries are used.
Findings. The concept of a system of synthesis methods of stable special software has been developed in a new way, different from those used before, and recommendations for its application and improvement based on the data confirmed experimentally have been proposed. Using the developed system of methods for the synthesis of special software gives an advantage in reducing the total influence of personnel on the special software in comparison with the project using traditional methods of synthesis in more than 10,5 times.
Research application field. The proposed system of methods contributes to developing a complex of
scientific disciplines connected with the research related to the study of models, methods and algorithms for the design and analysis of programs and software systems, their verification and testing. The development of the proposed methods within the framework of the created system of methods for the synthesis of special software will allow in the future building a team of developers of the fifth level of maturity consisting of advanced system users without employing programming.
Conclusions. Practical application of the developed system of methods makes it possible to significantly increase the stability of the special software for the computer-aided fire and explosion proof system for oil refineries under certain conditions rejecting programmer support. This will ensure the unity of technology in the synthesis of special software, the unity of the user interface and the unity of information models of different subject areas.
Key words: oil refinery industry, fire and explosion safety, special software, synthesis, automated system.
REFERENCES
1. Abrosimov A.A., Topolsky N.G., Fedorov A.V. Avtomatizirovannye sistemy pozharovzryvobezopasnosti neftepererabatyvajushhih proizvodstv [Computer-aided fire and explosion safety systems of petroleum refinery industries]. Moscow, Academy of the State Fire Service of the Ministry of Internal Affairs of Russia Publ., 2000. 239 p.
2. Topolsky N.G. Osnovy avtomatizirovannyh sistem pozharovzryvobezopasnosti obyektov [Basis of computer-aided fire and explosion safety systems of facilities]. Moscow, Moscow Fire Safety Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia Publ., 1997. 164 p.
3. Legasov V.A., Chajvanov B.B., Chernoplekov A.N. Scientific problems safety of modern industry. Bezopasnost truda v promyshlennosti, 1988, no. 8, pp. 44-51. (in Russ.).
4. Khabibulin R.Sh. Ustojchivost k vozdejstviju teplovykh potokov pozhara gorizontalnykh rezervuarov s nefteproduktom [Resistance to fire heat fluxes of horizontal tanks with petroleum products. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2010. 162 p. (in Russ.).
5. Kuzmin V.G., Volkov O.M. Issledovanie naruzhnykh vzryvoopasnykh zon u neftyanykh podzemnykh rezervuarov. Sb. nauch.
tr. "Problemy gorenija i tushenija". V 2-kh ch. Ch. 2. [Investigation of external explosion hazard zones in oil underground tanks. Proceedings of sci. materials "Burning and extinguishing problems". In 2 vol. Vol. 2]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of the Ministry of Internal Affairs of Russia Publ., 1974, pp. 130-134. (in Russ.).
6. Gaplaev A.A.-B. Avtomatizirovannyj kompleks kontrolja i ispytanij sistemy upravlenija protivopozharnoj zashhity neftepererabatyvayushchikh proizvodstv [Computer-aided complex of control and testing of management systems of petroleum refineries fire protection. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2018. 226 p. (in Russ.).
7. Suchkov V.P. Eksperimentalnoe issledovanie zagazovannosti avtonalivnoy estakady na Volodarskoy LPDS. Otchet o nauchno-issledovatelskoy rabote [Experimental investigation of the gas content of the tank truck load-out trestle on the Volodarskaya LPDS]. Vol. 4527. Moscow, Higher engineering fire-technical school of the Ministry of Internal Affairs of the Soviet Union Publ., 1990. 420 p.
8. Palyukh V.B. Software and hardware complex for diagnostics of continuous productions in conditions of uncertainty. Programmnye produkty i sistemy, 1994, vol. 1, pp. 29-33 (in Russ.).
100
© Topolsky N., Kruchkov A., Grachev D., Mikhaylov K., 2018
9. Aleksandrov V.A. Povyshenie effektivnosti avtomaticheskikh sistem upravleniya tekhnologicheskimi protsessami promyshlennykh proizvodstv s obespecheniem pozharnoy bezopasnosti [Increase of efficiency of automatic control systems of technological processes of industrial productions with ensuring fire safety. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, Higher engineering fire-technical school of the Ministry of Internal Affairs of the Soviet Union Publ., 1985. 218 p. (in Russ.).
10. Beschastnov M.V. Promyshlennye vzryvy. Ocenka i preduprezhdenie [Industrial explosions. Evaluation and prevention]. Moscow, Khimiya Publ., 1991. 432 p.
11. Sobol I.M. Metod Monte-Karlo [Monte Carlo method]. Moscow, Nauka Publ., 1968. 64 p. (in Russ.).
12. Knight F.H. Risk, Uncertainty and Profit. New York, Cornell University Library, 1921. 412 p. [In Russ. ed.: Knight F. Risk, neopredelennost i pribyl. Trans. by M.Ya. Kazhdan. Moscow, Delo Publ., 2003. 360 p.].
13. Kruchkov A.V. Summarizing the experience of synthesis special software for different programming languages. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2015, vol. 3 (61), available at: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-3/41-03-15.ttb.pdf (accessed May 29, 2018). (in Russ.).
14. Kruchkov A.V. Recommendations for use of synthesis methods of special software of large automated control systems of enterprise. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2015, vol. 5 (63), available at: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-5/ 19-05-15.ttb.pdf (accessed May 29, 2018). (in Russ.).
15. Belozerov V.V. Modeli i algoritmy avtomatizatsii pozharovzryvoopasnykh potochno-transportnykh sistem [Models and algorithms of automation of fire explosion hazardous flow-transport systems. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017. 132 p. (in Russ.).
16. Kruchkov A.V. Universal application synthesis methodology of special software for large automated enterprise control system. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2015, vol. 3 (61), available at: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2015-3/ 40-03-15.ttb.pdf (accessed May 29, 2018). (in Russ.).
17. Topolsky N.G., Kruchkov A.V., Grachev D.S., Mikhaylov K.A., Nguyen Le Zuy. Synthesis of typical software modules for computer-aided fire-explosion safety system. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2017, vol. 6 (70), available at: http:// agps-2006.narod.ru/ttb/2017-6/09-06-17.ttb.pdf (accessed May 29, 2018). (in Russ.).
