Концептуальные основы, информационное и аппаратное обеспечение безопасности эргатических систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, доктор технических наук Гринкевич, Ярослав Мечиславович

• Гринкевич, Ярослав Мечиславович
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Гринкевич, Ярослав Мечиславович

Введение.

Глава 1. Концептуальные основы обеспечения безопасности эрга-тичеких систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

1.1. Особенности эксплуатации судовых электроэнергетических систем и их оценка с позиций безопасности.

1.2. Концепция оценки состояния и использования наблюдателей для информационного обеспечения систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

1.3. Концептуальный подход к проблеме пожаробезопасности и поражений электрическим током в эргатических системах управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

Глава 2. Методы и алгоритмы синтеза оценивателей и наблюдателей как средств информационного обеспечения эргатических систем управления на судах.

2.1. Квадратичные оцениватели. Статический режим.

2.2. Алгоритм синтеза наблюдателей динамических систем. Оптимальное управление и принцип Луенбергера.

2.3. Синтез наблюдателей минимальной размерности в классе оптимальных дискретных систем. Оптимизация.

2.4. Фильтр Калмана в оценивании фазовых координат и управлении динамическими системами.

2.5. Оценивание параметров сигналов в частотной области при большом уровне помех на основе декомпозиции собственных чисел корреляционной матрицы.

Глава 3. Оператор в составе эргатической системы управления электроэнергетическим комплексом: свойства организма, критерии безопасности, защита от поражения электрическим током.

3.1. Отношения в системе «оператор-управляемый комплекс» и проблема электробезопасности на судах.

3.2. Критерии оценки безопасности оператора при управлении судовым электроэнергетическим комплексом.

3.3. Предельные параметры безопасности оператора при управлении судовыми электроэнергетическими комплексами. Схема замещения тела человека. Векторная диаграмма.

Глава 4. Математическая модель системы управления электроэнергетическим комплексом и ее практическое использование для количественной оценки показателей безопасности.

4.1. Оценка параметров компенсаторов реактивной мощности трехфазной системы.

4.2. Обобщенное исследование переходных и квазиустановившихся процессов в эргатической системе управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

4.2.1. Система управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

4.2.2. Обобщенная модель СУСЭК в пакете "Simulink".

4.3. Исследование электробезопасности системы управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

4.3.1. Введение. Состояние проблемы.

4.3.2. Критерии электробезопасности.

4.3.3. Сопротивление организма человека электрическому току.

4.3.4. Структуры систем распределения электрической энергии на судах.

4.3.5. Электробезопасность в сетях типа IT.

4.3.6. Электробезопасность в судовых электроэнергетических системах с компенсированной нейтралью.

4.4. Исследование пожаробезопасности в СУСЭК.

4.4.1. Критерии пожаробезопасности.

4.4.2. Исследование переходных и квазиустановившихся процессов при коротких замыканиях в СУСЭК.

4.4.3. Условия проведения модельных экспериментов при исследовании электробезопасности и пожаробезопасности.

Глава 5. Аппаратное обеспечение безопасности эргатических систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами.

5.1. Синтез наблюдателей для судовых электроэнергетических комплексов.

5.2. Оптимальный оцениватель в системе управления судовым динамическим объектом.

5.3. Синтез наблюдателя Луенбергера для гирокомпаса.

5.4. Аппаратные средства обеспечения безопасности человека-оператора и систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами (СУСЭК).

5.4.1. Способ реализации повышения безопасности в судовых электроэнергетических комплексах.

5.4.2. Аппаратная реализация СУСЭК на судах класса "Polonia".

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Концептуальные основы, информационное и аппаратное обеспечение безопасности эргатических систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами»

Судно представляет собой полиэргатическую систему, в управлении которой на информационном, абстрактно-алгебраическом, динамическом и эвристическом уровнях участвует человек-оператор. Необходимые характеристики человека-оператора (вахтенного начальника) формируются на всех этапах его подготовки и в процессе работы на конкретных объектах, достигая значительного совершенства на определенных стадиях за счет повторяемости операций, накопления опыта и тренинга. Под воздействием внешних условий и вследствие специфики человеческих факторов (разнообразие и изменяемость динамических свойств, физиологические ограничения, неоднозначность реакции на внешние возмущения различной интенсивности и т.п.), в том числе эволюционных процессов, характеристики человека-оператора как составной части эргатической системы могут существенно изменяться, что в случаях сильной деградации неизбежно будет приводить к принятию нерациональных (плохо взвешенных) решений по управлению объектом, а в определенных случаях - к неправильным действиям. Полиэргатическая система взаимодействует со средой, а точнее - она существует во множестве сфер, главными из которых являются [7]:

1. Техносфера - искусственная среда, состоящая из технических систем и технологических комплексов, основанных на физических законах и созданных человеком для сокращения времени выполнения операций.

2. Биосфера, определяющая разнообразие жизненных процессов различными генетическими программами и требующая выполнения жестких условий для поддержания процессов жизнедеятельности на планете, в наибольшей степени адаптированная к физической сфере.

3. Физическая сфера - сфера, в которой действуют физические законы, определяющие всеобщее взаимодействие всех веществ на планете и являющаяся средой для функционирования других сфер (в том числе неизвестных человеку). Всеобщая информационная связь присуща всей физической сфере, поэтому взаимодействия в ней влияют на поведение систем в других сферах.

4. Экономическая, определяющая отношения субъективной полезности элементов обмена и права собственности на них, базирующаяся на договорной основе между членами общества.

5. Социально-политическая, определяющая права и обязанности членов сообщества в различных сферах и базирующаяся на истории цивилизаций.

6. Технологическая сфера, связанная с развитием человеческого общества и непосредственно влияющая на все направления деятельности человека, в том числе - техногенное.

7. Информационная сфера, тесно взаимодействующая со всеми другими сферами. Закономерности этой сферы используются для получения, обработки, хранения и использования объемов информации, необходимой для принятия эффективных решений при управлении судном и другими подвижными объектами в полиэргатических транспортных системах.

Доминирующее развитие информационной сферы является необходимым условием успешного развития технологической сферы; в свою очередь, доминирующее развитие технологической сферы - необходимое условие развития производства. Это есть принцип доминирующего развития, установленный Р.М.Юсуповым [60].

Между информацией, технологиями техносферы, используемыми в промышленности и на транспорте, а также материальным производством существуют два вида отношений: отношение доминирования и отношение следования. Оба эти отношения определяются физиологически, психологически и исторически сложившимся образом действий человека, существо которых заключается в следующем. Первоначально у человека рождается идея, мысленный виртуальный образ задуманного действия - данная стадия относится к информационной сфере. Затем идея оформляется в определенную последовательность - алгоритм (орга-ниграмму) практического осуществления задуманного действия, представляющего технологическую сферу. В итоге следует реальное осуществление задуманного действия с получением конкретных результатов, которые можно отнести к производству.

В отличие от ресурсов технологической сферы, ресурсы информационной сферы не убывают, а постоянно пополняются. К этому виду ресурсов можно отнести теоретические и эмпирические знания, интеллектуальный опыт, научный потенциал, которым обладает общество, как в лице отдельных его членов, так и в виде общедоступных источников собственных или заимствованных извне интеллектуальных достижений и разработок.

Высокий уровень автоматизации современных судов и использование автоматизированных систем для управления технологическими процессами позволили повысить экономическую эффективность их эксплуатации и существенно сократить экипажи судов, несущих вахты в машинных отделениях и на мостике. Использование в системах управления бортовых компьютерных систем и технологий дала возможность на качественно новом уровне решать задачи управления отдельными механизмами и системами, а также вопросы диагностики технического состояния, ведения грузовых операций, интегрированного мониторинга и др.

Системы управления техническими средствами для различных классов судов различны, поскольку отвечают различным техническим требованиям. Но все они обязательно должны соответствовать Правилам Морского Регистра судоходства на определенный знак в символе своего класса, а также отвечать требованиям организаций международного судоходства.

Судовые интегрированные системы управления, мониторинга и сигнализации обеспечивают реализацию основных операций, которые необходимо выполнять на берегу, в частности:

1. Мониторинг и оповещение о тревогах.

2. Управление судовой энергетической установкой и электроэнергетической системой.

3. Управление насосами и клапанными задвижками топливной системы судна, балластной системы, системы охлаждения главных двигателей и дизель-генераторных агрегатов, пожарной безопасности, масляной системой, забортной и пресной воды и другими системами обеспечения жизнедеятельности.

4. Управление механизмами и агрегатами с обратной связью.

5. Учет расхода топлива в пути с необходимыми вычислениями.

6. Контроль уровней жидкости в танках и расчет оставшихся запасов энергоносителей, пресной воды и других веществ на текущий момент.

7. Мониторинг и управление грузовыми операциями.

8. Обеспечение функций безопасности.

9. Эксплуатационно-техническое обслуживание (функции учета времени и режимов работы главных двигателей, элементов СЭУ и др.).

Основными поставщиками судовых систем управления на европейский рынок являются корпорация ABB (и ее дочерние фирмы , расположенные в Финляндии, Швеции, Голландии и других странах), фирма Siemens (система SIMOS IMAC 33), Kongsberg Norcontrol (системы С20 для судов рыбопромыслового флота) и др.

Из российских автоматизированных систем следует отметить интегрированный комплекс "Промакс", включающий современную компьютерную технологию с новейшими программными средствами в сочетании с лучшими компонентами систем предыдущего поколения (разработчик и изготовитель - производственное предприятие "Морские автоматизированные системы").

Система "Промакс" соответствует современным мировым стандартам и отвечает требованиям классификационных обществ и конвенциональных правил, предъявляемых к объемам автоматизации современных судов. Использование в качестве станций надежных контроллеров на нижнем иерархическом уровне позволяет обеспечить такие преимущества системы, как гибкость программного обеспечения, наличие мощного и эффективного программного обеспечения с обширной библиотекой прикладных программ и алгоритмов управления, многократно проверенных в эксплуатации на различных судах. Система отвечает высоким эргономическим требованиям; пульт, панели, операторские станции оборудованы жидкокристаллическими индикаторами, кнопками-табло, регуляторами яркости сигнальных ламп и др. Технологические (процессорные) станции позволяют работать с датчиками информации, генерирующими аналоговые и дискретные сигналы, и обеспечивают большой объем функций контроля и управления судовой электроэнергетической установкой. Выполнение функций составления и проверки соответствия грузового плана эксплуатационным требованиям судна, ведения грузовой информации, расчетов несмещаемости груза, оценки общей прочности, остойчивости и др. обеспечивается ПЭВМ в морском исполнении на базе ППП "Стабэдит".

К сожалению, фирмы-поставщики интегрированных систем управления не информируют покупателей о конкретных технологических решениях и способах обработки информации, предшествующих реализации основных операций на судне. Поэтому трудно судить о степени новизны используемых информационных технологий и их соответствии современным достижениям науки в области управления, информатизации, научных методах обработки информации и алгоритмизации, а также в использовании новых технологий, повышающих эффективность эксплуатации управляемых объектов и комплексов.

Вместе с тем, доминирующее развитие информационной сферы в приложении к судам как подвижным объектам позволяет успешно развивать технологическую сферу. Речь идет не только об использовании новейших положений в информационной сфере для совершенствования эксплуатации бортовых систем, но и об использовании новейших технологий электронных коммуникаций для автоматизации полиэргатических судовых систем и комплексов. Прежде всего -это системы спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS и др.)[49], системы мобильной связи, компьютерная телефония второго поколения, спутниковые технологии, новые технологии BOJIC, СДМА и др.

Несмотря на то, что в настоящее время информационная и технологическая сферы позволяют в принципе полностью автоматизировать производственные процессы на судах, включая судовождение, идти по этому пути нецелесообразно и крайне опасно. Прежде всего, причина состоит в необходимости обеспечения высокого уровня безопасности мореплавания, судовождения в стесненных и штормовых условиях, в тумане, при наличии большого количества судов в акваториях плавания и др. Здесь никакая система не может заменить действия капитана и вахтенных офицеров. Системы могут лишь быть советчиками, а принимать решения и нести за их выполнение ответственность должен капитан (вахтенный начальник). Другая причина состоит в экономической нецелесообразности полной автоматизации судов с исключением участия человека. Поэтому суда, как и другие транспортные средства, будут оставаться эргатическими системами еще весьма длительное время.

Отношение доминирования и отношение следования будут обеспечивать дальнейшее расширение сферы технологий и системы преобразований с их элементами: операндами, техническими системами как операторами эргатической системы преобразований и др. [53]. Это означает, что сложность судовых систем будет сохранять тенденцию роста, и на первый план выходят вопросы безаварийности плавания и обеспечения функций безопасности.

Принято считать, что море и риск неразделимы. В известной мере с этим можно согласиться, поскольку при наличии мощных радионавигационных средств и автоматизированных систем мы продолжаем становиться свидетелями аварий и катастроф на море. Только в декабре 2000 г. произошла катастрофа в районе индонезийских островов, где затонул паром, а на подходе к Кронштадту столкнулись два судна. В январе 2001 г. при следовании из Израиля в Грецию в результате удара о скалу переломился и затонул грузовой теплоход, шедший под грузинским флагом. В августе 2000 г. произошла катастрофа на Баренцевом море. Приблизительно в это же время столкнулись суда в Камском водохранилище и т.д. В результате погибло много людей, многие травмированы. Все эти события сопровождались серьезными психологическими нагрузками, материальными затратами и другими негативными последствиями.

Известны случаи пожаров и взрывов, происходивших на судах, а также другие ситуации, приводившие людей к летальному исходу. Очевидно, судно как подвижный транспортный объект, мощный потребитель и преобразователь энергоресурсов в транспортную работу, является одновременно источником возникновения различных конфликтных ситуаций [46], могущих перерасти в аварии и катастрофы. Это заставляет отнестись к безопасности движения как к очень важной проблеме, имеющей многоаспектный характер: научно-технический, экологический, психофизиологический, социальный и др. К вопросам безопасности движения мы относим безопасность пассажиров и, безусловно, безопасность жизнедеятельности членов экипажей, занятых эксплуатацией судовых энергетических установок, их элементов, судовых электростанций и потребителей энергии различного назначения. Иначе говоря, обеспечение безопасности возможно при комплексном подходе к решению проблемы, ибо только системная методология с наибольшей эффективностью вникнуть в существо этой важнейшей проблемы. К сожалению, количественные оценки уровней безопасности и живучести определить очень трудно. Поддаются реальной оценке только отдельные факторы, входящие в эти понятия, в основном, основанные на результатах длительных наблюдений и экспериментов. В остальном приходится ограничиваться лишь качественными оценками.

Так как судно эксплуатируется на определенных транспортных линиях и в конкретных регионах с соответствующим комплексом навигационных систем, систем связи и телекоммуникации, а также знаками судоходной обстановки, целесообразно рассматривать систему обеспечения безопасности и живучести судна как состоящую из двух основных взаимосвязанных между собой функциональных подсистем: подсистемы внешнего обеспечения (находящейся в районе плавания судна) и бортовой подсистемы внутреннего обеспечения безопасности. Каждая из этих подсистем состоит из элементов и технических средств, предназначенных для выполнения определенных действий с целью достижения конкретных результатов.

Подсистема внутреннего обеспечения безопасности является составной частью судовой эргатической системы управления с соответствующим информационным и аппаратным обеспечением. Она располагается непосредственно на борту судна.

Подсистема внешнего обеспечения безопасности, не находящаяся непосредственно на судне, может считаться составной частью техносферы и информационной сферы, в которых функционирует объект как во внешней среда. Следует отметить, что подсистема внешнего обеспечения является средой, в которой функционируют все суда и другие подвижные объекты, находящиеся в сфере ее действия.

Остановимся кратко на описании функционального назначения вышеупомянутых подсистем, придерживаясь структуры, принятой в работе [46].

Внешняя подсистема предназначена для обеспечения безопасности судоходства в соответствующем регионе всех судов за счет информационного обеспечения средствами связи и радионавигации, работы телекоммуникационных систем и технического обеспечения средствами судоходной обстановки. Внешняя подсистема обеспечивает безопасность движения объектов за счет контроля режимов движения и соблюдения правил мореплавания каждым объектом. Она осуществляет оперативный диспетчерский контроль обстановки и исключает возникновение конфликтных ситуаций, которые могут возникнуть при расхождении судов на малых расстояниях или следовании их курсами и режимами, повышающими вероятность столкновения. Если же по каким-либо причинам на том или ином судне возникают аварийные ситуации (неисправен авторулевой, отказал главный двигатель, на судне возникла нештатная ситуация и др.), то задача внешней подсистемы состоит в немедленном оказании помощи экипажу судна в ликвидации аварии и ее последствий. Основными характеристиками внешней подсистемы являются: время принятия решения, время обработки и прохождения информации, время выполнения операций по оказанию помощи судну, время восстановления режимов движения на установленных маршрутах. Внешняя подсистема обладает техническими средствами и навигационным комплексом, достаточными для эффективного решения наиболее важных задач по обеспечению безопасности судов при нахождении в данном регионе. Языковой барьер при обмене информацией исключается.

Функциональная направленность бортовых подсистем состоит в непрерывном контроле технического состояния главных двигателей судна и судовых генераторных агрегатов движительного комплекса и его элементов, судовых систем различного назначения и их элементов, а также судовой электроэнергетической системы, включая потребителей электроэнергии. В экстремальных ситуациях система должна обеспечивать ликвидацию аварий, либо локализовать ее и не допустить дальнейшее развитие. Система должна обеспечивать диагностику технического состояния СЭУ, ее элементов и судовой электростанции и исключать режимы, могущие привести к возникновению пожаров, взрывов в судовых помещениях, а также контролировать положение грузов в штормовых условиях и ночное время суток по косвенным показателям (интегральным показателям крена и др.), а также с помощью датчиков информации, установленных на палубе и в трюмах судна. Внутренняя подсистема должна обеспечивать контроль наличия в трюмах воды.

Фундаментом системной организации обеспечения безопасности и живучести судов является постулат целостности, устанавливающий, что система как целое обладает особыми качествами, которыми не может обладать любая составляющая ее часть при любом способе декомпозиции. Такими системными качествами, прежде всего, являются возможность концентрации всех ресурсов на ликвидации аварийных ситуаций в любой точке зоны действия. Качественно изменяются показатели оперативности в условиях нештатных ситуаций при оказании помощи терпящим бедствие. Наконец, резко изменяется диапазон и качество процессов управления при ликвидации аварий и катастроф за счет образования ряда замкнутых контуров с помощью обратных связей между элементами обеих подсистем и создания иерархических уровней управления.

Возвращаясь к бортовым системам обеспечения безопасности и живучести, отметим, что они являются встроенными в интегрированные судовые системы управления, мониторинга и сигнализации. При этом выполняются функции безопасности, диагностики, мониторинга и оповещения о тревогах. На примере систем SIMOS IMAC фирмы Siemens можно показать, что меры безопасности принимаются, в случаях необходимости, при управлении всеми основными технологическими операциями, адекватные возникающим нештатным ситуациям.

Многофункциональность бортовых управляющих комплексов, наличие датчиков информации о состоянии управляемых объектов, мощные компьютерные системы и вычислительные среды, используемые на судах, позволяют кардинально совершенствовать АСУ на основе современных информационных технологий и новых научно-технических результатов в области обеспечения безопасности судовых полиэргатических систем.

Среди судовых систем особая роль принадлежит системам управления судовыми электроэнергетическими комплексами. Судовая электростанция, мощность которой соизмерима с мощностью главных двигателей судна, предназначена для бесперебойного обеспечения электроэнергией всех потребителей, в том числе - управляющих комплексов, радионавигационных систем, систем телекоммуникационной связи, освещения и др., вплоть до бытовых потребителей электроэнергии, находящихся на борту судна. Поэтому вопросы безопасности и надежности работы судовых электростанций являются первостепенными и архиважными.

Операторские станции, построенные на базе компьютеров, обеспечивают формирование страниц контроля параметров и сигналов и различные формы представления информации на соответствующие секции управления судном и аварийно-предупредительной сигнализации (АПС). Автоматическое и дистанционное управление судовыми электроэнергетическими комплексами, дизельгенераторными агрегатами и системой распределения электроэнергии также реализуется с помощью специальной станции. Станция обеспечивает выполнение требуемого объема функций, регламентируемых правилами эксплуатации судового электрооборудования, включая меры предотвращения аварийных и иных нештатных ситуаций. К ним можно отнести: комплекс мер по обеспечению электроэнергией основных потребителей при обесточивании главного распределительного щита (ГРЩ) вследствие коротких замыканий на шинах; автоматизацию процессов пуска дизель-генераторных агрегатов, синхронизации, распределения нагрузки при параллельной работе ДГА; регулирование напряжения и частоты сети; измерение и контроль основных параметров работы электроэнергетической системы; защиту двигателей ДГА и различные логические блокировки и последовательности функционирования, определяемые требованиями безопасности и технологическими ограничениями. Вместе с тем, несмотря на достаточно большой объем функций контроля, реализуемый в системах управления судовыми энергетическими комплексами, в части обеспечения безопасности и безаварийности их работы сделано еще далеко не все. На судах по-прежнему продолжают возникать пожары, имеют место поражения членов экипажей судов и пассажиров электрическим током, в том числе, к большому сожалению, сопровождающиеся летальным исходом.

Таким образом, безопасность управления судном и судовыми энергетическими комплексами является исключительно актуальной проблемой, практически определяющей безопасность процессов на водном транспорте. Сложность разрешения этой проблемы состоит в том, что системы рассматриваемого класса являются полиэргатическими, и безаварийность определяется не только действиями судоводителя, но и вахтенных служб в машинном отделении и других помещениях судна, согласно расписанию.

Особую актуальность приобретают вопросы безопасности полиэргатических систем управления электроэнергетическими комплексами на судах, являющихся исключительно сложными и потому характеризующихся повышенной степенью риска в сравнении с другими системами. Кроме того, учитывая специфику управления и эксплуатации электроэнергетических систем в условиях судна, мы можем определить повышенную степень риска оператора, особенно при решении производственных задач в нештатных ситуациях.

Безопасность процессов на транспорте оценивается на основе различных показателей, отражающих специфику рассматриваемых видов транспорта и, к сожалению, не единых [35]. В имеющихся рекомендациях ИСО (/5(9-8402) это понятие базируется на определениях "риска" и "ущерба", и в настоящее время Британский вариант этого документа можно было бы взять за основу [69].

При разработке и использовании методов оценивания уровня безопасности на транспорте проблема может решаться в классе транспортных задач, относящихся к теории надежности. Однако в теории безопасности систем риски крушений, катастроф, аварий могут оцениваться и другими методами [35].

Вопросы надежности и безопасности систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами глубоко рассмотрены в целом ряде фундаментальных работ. Большой вклад в решение данной проблемы внесен крупными российскими специалистами в этой области: Рябининым И.А., Гаскаровым Д.В., Кацманом Ф.М., Варжапетяном А.Г., Кузнецовым С.Е., Кокуриным И.М., Кра-совским А.Е,„ Куклевым Е.А„ Францевым P.E., Белым о.В., Лисенковым В.М., Володиным В.В., Сикаревым A.A., Климовым E.H., Ксенофонтовым А.П., Шес-топаловым Ю.А., Островским В .Я., Щуцким В.И. и многими другими, а также европейскими учеными - Gruderski'M R., Teresiak'oM Z., Korniluk'oM W., Krasucki'M F., Biegelmeier'oM G., Hubka W. и др.

Концептуальные положения исследований автора базируются на следующих основополагающих результатах. В работе [44] по теории живучести кораблей автор Рябинин И. А. выдвинул теорию о необходимости выявления кратчайших путей к катастрофе. Эти пути отражают наибольшую степень опасности в возможных сценариях событий на множестве комбинаций некоторых отказов техники.

Пути предлагаются находить в результате логического анализа структуры цепочки событий.

Именно этот путь как наиболее эффективный был принят автором для формирования цепочки событий, предшествующих поражению оператора электрическим током, и для принятия эффективных мер обеспечения безопасности с помощью разработанных аппаратных средств.

При разработке теории морской безопасности вице-президентом Академии Транспорта Кацманом Ф.М. предложено использовать подход, основанный на оценивании текущего фазового состояния корабля [24, 25]. По нашему глубокому убеждению, этот путь является наиболее эффективным в кардинальном решении проблемы информационного обеспечения безопасноти систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами. Кроме того, основываясь на публикациях в зарубежных журналах, мы можем утверждать, что в настоящее время оценивание переменных состояния является самым эффективным направлением в совершенствовании технологических процессов в электроэнергетических системах крупных городов европейских и скандинавских стран, а также в системах электроснабжения стан Азии, США и Канады [167].

Задачи этого класса являются наукоемкими и базируются на численных методах анализа. Однако для их решения на судах создана требуемая технологическая база: суда оборудованы мощными вычислительными системами, способными на качественно новом уровне при высоких показателях надежности и безопасности обеспечить цифровое управление электроэнергетическими системами. При этом могут быть использованы новые принципы, способы и средства оценки состояния судовых технических систем, методы построения математических моделей объектови комплексов в целом, созданы математические датчики информации и обеспечены элементы избыточности (структурной, функциональной, естественной, искусственной, основанной на математических моделях и др.), необходимые для определения инвариантов для эффективного решения на современном уровне большого класса задач функциональной диагностики [3], в том числе - с использованием нейронных сетей.

В связи с этим целью дисертационной работы является решение крупной научной проблемы, состоящей в создании концептуальных основ кардинального повышения безопасности эргатических систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами путем информационного обеспечения качества работы исследуемых систем и создания аппаратных средств обеспечения безопасности оператора в нештатных ситуациях.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие основные задачи:

1. Концепция оценки состояния и использования наблюдателей для информационного обеспечения систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами как определяющая условия обеспечения безопасности судовых эргатических систем.

2. Процедуры оптимальных оценок структуры и параметров моделей судовых систем управления, базирующиеся на квадратичных критериях и ориентированные на рекуррентные методы обработки результатов измерений в вычислительных средах в приложении к электроэнергетическим комплексам и их звеньям с нелинейными характеристиками.

3. Методология и алгоритмы построения наблюдателей динамических систем для восстановления информации о переменных состояния по векторам выхода неполной размерности и комбинированных устройств класса "оцениватель-наблюдатель" при наличии стохастических сигналов, воздействующих на наблюдаемую систему.

4. Методы и алгоритмы синтеза наблюдателей минимальной размерности в классе дискретных систем и особенности их использования в судовых системах оптимального управления электроэнергетическими комплексами с соответствующим программным обеспечением.

5. Методы и алгоритмы оценивания фазовых координат в динамических системах с помощью дискретных фильтров Калмана; ососбенности их использования в системах с плохой обусловленностью матриц состояния и при построении сглаживающих фильтров.

6. Методология оценивания параметров сигналов в частотной области, основанная на анализе спектра ковариационной матрицы и его декомпозиции с целью определения частот детерминированных составляющих, а также программное обеспечение для реализации процедур оценивания.

7. Свойства, критерии оценки и модель оператора, являющегося составной частью эргатической системы управления электроэнергетическим комплексом, с позиций электробезопасности ; аппаратные средства для обеспечения безопасности экипажей судов и пассажиров от воздействия электрического тока и средства защиты.

8. Математическая модель системы управления судовыми электроэнергетическими комплексами и ее использование для оценки критериев электробезопасности и пожаробезопасноти на судах (машинная программа в пакете ЗШиИпк среды Ма11АВ, конкретные решения для судов класса "Полония" флота Польши).

9. Математические датчики информации на основе теории наблюдателей и оценивателей. Аппаратные средства обеспечения безопасности эргатиче-ских систем на судах.

Методы исследований. Общетеоретической базой и методологической основой проведения исследований служат общая теория систем, теория оптимального управления, идентификации и численные методы оптимизации. Теория оценивания и ее приложения, теория вероятностей и методы принятия решений, теоретические основы электротехники, теория фильтрации, математические методы моделирования электроэнергетических систем и судовых энергетических комплексов, методы организации и проведения вычислительного эксперимента и др.

Научная новизна результатов исследований состоит в следующем:

1. Определены концептуальные основы повышения безопасности эргатиче-ских систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами, критерии оценки показателей электробезопасности оператора, максимального снижения рисков возникновения нештатных ситуаций, при коротких замыканиях и повреждениях электроэнергетических систем.

2. Разработаны методы и алгоритмы оценивания переменных состоянияи параметров сигналов в квазистатических режимах с введением "весовых" матриц, отличающиеся рекуррентными процедурами обработки результатов измерений в условиях ограничений.

3. Предложены методологические основы и алгоритмы построения динамических наблюдателей на базе наблюдателей Луенбергера и процедурах синтеза оптимальных систем, научная новизна которых состоит в реконструкции пространства состояний, выделении наблюдаемой и ненаблюдаемой составляющих вектора состояния и определении свойств восстанавливаемости, а при наличии шумов - получении оптимального наблю-дателя-оценивателя минимальной размерности.

4. Научная новизна предложенных методов и алгоритмов синтеза наблюдателей в классе дискретных систем состоит в их использовании совместно с процедурами синтеза оптимальных регуляторов, в результате для обобщенной динамической системы получены нелинейные матричные уравнения типа уравнений Риккати, для решения которых автором разработаны программы; алгоритмы синтеза базируются на этих уравнениях.

5. Методы и алгоритмы оценивания фазовых координат с помощью фильтров Калмана, рассмотренные в диссертации, отличаются тем, что автором рассматривается случай плохой обусловленности матрицы состояния, когда существенно ухудшается устойчивость вычислительных процедур при высокой чувствительности вычислительного процесса к вариации параметров, а также анализируются различные режимы сглаживания (фиксированный интервал, фиксированная точка и др.).

6. Новизна оценивания сигналов в частотной области определяется спектральным разложением ковариационной матрицы с последующим формированием частотных характеристик и выделением частот детерминированных составляющих на фоне шума.

7. Новыми являются модели оператора как элемента судовой эргатической системы и аппаратные средства, предложенные для его защиты от поражения электрическим током (устройства защищены двадцатью двумя патентами различных стран).

8. Оценка критериальных показателей электро- и пожаробезопасности впервые выполнена на модели системы управления судовыми электроэнергетическими комплексами в квазистационарных и переходных режимах; количественные оценки получены для судов класса "Полония".

Практическая значимость работы состоит в том, что автор применил для информационного обеспечения безопасности предложенные методы синтеза наблюдателей и оцентивателей, в частности, для восстановления переменных состояния судового гирокомпаса, динамических объектов электроэнергетического комплекса (с наблюдателем полной размерности). Для получения динамического объекта, находящегося под воздействием небелого шума, синтезирован фильтр Калмана. Для решения практической задачи - синтеза компенсатора реактивной мощности при несимметричной нагрузке трехфазной системы и уменьшения линейных токов применена процедура параметрической оптимизации, основанная на наилучшей оценке параметров переопределенной системы уравнений.

Предложенные аппаратные средства обеспечения безопасности операторов, защищенные 16 патентами в Польше, Великобритании, Германии, Швеции и других странах Западной Европы, внедрены на судах и успешно эксплуатируются в течение нескольких навигаций, о чем свидетельствуют содержащиеся в приложении к диссертации акты о внедрении.

21

Апробация работы. Содержание диссертационных исследований докладывалось на 25 конференциях различного уровня в период с 1976 по 2001 год, в том числе в последние годы:

- на международной конференции РС1М-2000 в Нюрнберге;

- на международной конференции РЕЕ-2000 в Киеве;

- на международной конференции ЦЕЕ8-1999 в Санкт-Петербурге.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 46 печатных работ и получено 16 патентов, и на два патента выдана лицензия.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Гринкевич, Ярослав Мечиславович

Основные выводы по результатам диссертационных исследований.

По выполненным в представляемой диссертационной работе исследованиям можно сделать следующие выводы и заключения:

1. Безопасность процессов на транспорте является исключительно важной народно хозяйственной проблемой. Согласно ISO-S4Q2 безопасность - состояние, при котором риск вреда (персоналу) или ущерб ограничены допустимым уровнем. Это состояние характеризует определенную "настройку" некоторой системы, гарантирующую наличие необходимых свойств по критерию меры риска или ущерба.

Концептуально рассматривая безопасность эргатических систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами как аддитивную часть процессов, входящую в общее понятие безопасности судна как транспортного объекта, мы остановились на решении проблемы в двух основных направлениях. Во-первых, на направлении совершенствования технических средств и, прежде всего, существенного улучшения информационного обеспечения технологических процессов и, во-вторых, - на обеспечении безопасности жизнедеятельности экипажей судов и, в частности, операторов, как "звеньев" эргатической системы, осуществляющих управление системами и их техническое обслуживание, поскольку по статистическим данным около 80% всех нештатных ситуаций, приведших к аварийным исходам и катастрофам на транспорте, обусловлены "человеческим фактором".

Концепция, основанная на оценивании и восстановлении текущего фазового состояния систем и базирующаяся на современных компьютерных технологиях, определила исследования в первом направлении. Второе направление, основанное на выявлении кратчайших путей к нештатным ситуациям, предложенное Ря-бининым И.А., развито в направлении повышения уровня безопасности оператора, работающего в судовых условиях, и исключения ситуаций, могущих привести к возникновению пожаров в электроэнергетических системах. Органическая связь этих направлений состоит в получении текущей информации о переменных состояния наблюдаемых объектов лишь по части измеряемых координат в системе с прямоугольной (неквадратной) матрицей измерителя, полный ранг которой в общем существенно меньше ранга матрицы состояния, и в обеспечении на основе этой информации эффективной работы аппаратных средств, предназначенных для повышения безопасности электроэнергетических систем и комплексов.

2. Автором предложена концепция оценки состояния и использования наблюдателей для информационного обеспечения систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами. Вычисления как в непрерывном, так и в дискретном времени для повышения эффективности обработки информации предложено выполнять с использованием оценки вектора состояния посредством блочной обработки совокупности измерений в реальном масштабе времени. Задача фильтрации представлена в виде обобщения задачи наблюдения. Динамические наблюдатели, синтезируемые на основе инвариантов Луенбергера и теории оптимальных регуляторов, по сути представляют математические датчики информации, позволяющие восстанавливать переменные состояния, для измерения которых соответствующие приборы на судне не установлены.

Наличие достоверной информации о состоянии объектов электроэнергетического комплекса позволяет на качественно новом уровне решать комплекс задач по проверке правильности функционирования эргатических систем, используя весь арсенал современных методов и средств функционального и тестового диагностирования для информационного и аппаратного обеспечения безопасности путем своевременного и достоверного обнаружения, локализации и коррекции дефектов. При этом создаются условия для совершенствования математических моделей объектов, использования новых принципов и режимов диагностирования, повышения эффективности и качества выполнения процедур определения неисправностей за счет функциональной избыточности и классов инвариантов диагностических признаков.

3. Определены критерии безопасности и концептуальный подход к решению проблемы защиты оператора от поражений электрическим током и снижения риска возникновения пожароопасных ситуаций в электроэнергетических системах судна, основанные на установлении граничных условий для защиты изолированной сети и минимизации риска, предложенных способах параметрич-но-активной компенсации токов утечки в сетях типа 1Т, оценке параметров и состояния сети под напряжением с помощью наблюдателей, использования аппаратных средств параметрично-активной компенсации токов утечки, новизна которых подтверждена двадцатью двумя патентами.

4. Выполнен анализ и обобщены теоретические результаты в области квадратичных методов оценивания параметров моделей систем по экспериментальным данным. Для решения нелинейных задач небольшой размерности предложены вычислительные процедуры, основанные на использовании функций "тИпе"и "\sqcurvefit" в среде МмЬАВ. Разработан алгоритм оценивания параметров модели по результатам текущих измерений сигналов, позволяющий минимизировать суммарную квадратичную ошибку в условиях ограничений в виде равенств и неравенств. В отличие от существующих алгоритмов, предложенное решение представлено в форме матричных уравнений, что обеспечивает устойчивость вычислительного процесса и "жесткость" алгоритма.

Для решения задач большой размерности с периодическим накоплением данных измерений и коррекцией вектора оцениваемых параметров предложена рекуррентная процедура, обеспечивающая обновление параметров без инвертирования всей информационной матрицы. При этом новая оценка состоит из оценки на предыдущем шаге и поправочного коэффициента, определяемого по вектору измерений на последнем шаге. Поскольку единицы измерений переменных состояния различны, для "выравнивания" весов экспериментальных данных используется ковариационная матрица. Предложенная процедура отличается от известных тем, что для упрощения вычислений ковариационная матрица разделяется на блоки. Это позволяет использовать для рекуррентной оценки лемму об обращении матриц, значительно уменьшить объем вычислений.

5. Представлена методология построения наблюдателей для восстановления переменных состояния по входным переменным и вектору выхода, базирующаяся на инвариантах Луенбергера. Получены алгоритмы для построения наблюдателей стационарных и нестационарных систем с соответствующими моделями инвариантов. В соответствии с концептуальным положением синтеза наблюдателей, переходная матрица состояния наблюдателя обладает свойствами затухания и асимптотической устойчивости, существенно превышающими аналогичные свойства наблюдаемой системы. Для простых моделей, когда переходная матрица состояния представляется матричной экспонентой, придание свойств асимптотической устойчивости наблюдателю выполнено по заданному спектру. При этом собственные значения матрицы состояния наблюдателя, располагающиеся в левой полуплоскости комплексных чисел выбираются на порядок меньше (по модулю - на порядок больше) собственных значений соответствующей матрицы наблюдаемой системы.

Для нелинейных систем процесс асимптотической устойчивости обеспечивается с помощью ^-функций Ляпунова. При выборе нелинейных систем большой размерности для обеспечения асимптотической устойчивости моделей, построенных на нейронных сетях, можно рекомендовать функции Хопфилда с энергетическим принципом выбора весов связей. Для анализа установившихся режимов в нелинейных сетях, в том числе в судовых электроэнергетических системах, может использоваться принцип наименьшего действия.

В диссертации представлен "канонический" класс наблюдателей при нестационарной матрице измерителя, разделенной на блоки, что позволило получить уравнения идентичного наблюдателя неполной размерности и установить свойства восстанавливаемости динамической системы по переменным состояния. Оценка асимптотической устойчивости наблюдателя выполнена с помощью второго метода Ляпунова, что является гарантией устойчивости при наличии случайных сигналов, воздействующих на наблюдаемую систему.

Представлена структура и методология построения наблюдателя для стохастической системы с определенными свойствами шумов. В результате преобразований получены уравнения комбинированного устройства, названного наблюда-телем-оценивателем со случайным вектором начального состояния, для уточнения которого предложена процедура коррекции априорной оценки. Показано, что оптимальный коэффициент усиления наблюдателя-оценивателя позволяет получить несмещенную оценку состояния с минимальной ковариационной матрицей. Этот коэффициент является единственным. При отсутствии шума наблю-датель-оцениватель минимальной размерности параметризуется и приводится к наблюдателю с изменяющимися во времени коэффициентами.

Решение проблем при воздействии на систему и измеритель "небелых" шумов имеет свою специфику. Предполагая, что такие шумы генерируются с помощью динамической системы, на вход которой поступает белый шум, мы решаем инверсную задачу: определяем параметры "вспомогательной" системы, а затем присоединяем ее к основной, подав на вход вспомогательной системы белый шум. При этом вновь оказывается пригодным алгоритм синтеза наблюдателя-оценивателя.

Показано, что наблюдатель-оцениватель минимальной размерности отвечает условиям ортогональности. Иначе говоря, он является оптимальным для класса всех наблюдателей (линейных и нелинейных) в тех случаях, если случайные сигналы имеют нормальные распределения.

Алгоритм расчета оптимального наблюдателя-оценивателя содержит процедуры пошаговой оценки ковариационной матрицы и решения дифференциального матричного уравнения Риккати.

Алгоритм синтеза наблюдателя для стационарной системы при малом уровне помех построен на основе процедуры синтеза оптимальных регуляторов с интегральными квадратичными критериями качества.

6. Для решения комбинированных задач оптимального управления и оценивания переменных состояния на базе компьютерных технологий предложены методы и алгоритмы синтеза наблюдателей минимальной размерности в классе дискретных систем.

В процессе синтеза наблюдателя стационарной дискретной системы предполагалось, что начальное состояние - неизвестный случайный вектор, свойства которого можно описать с помощью статистических моментов первого и второго порядков. Метод синтеза, основанный на использовании свойств наблюдателя Луенбергера в дискретной форме, позволяет получить матрицу обобщенной динамической системы, структура которой такова, что наблюдатель не оказывает влияния на устойчивость наблюдаемой системы. Оптимальный режим, обеспечивающий минимизацию математического ожидания квадратичного критерия качества, может быть получен с помощью оптимального регулятора. Однако при ненулевой весовой матрице в составляющей критерия смешанного типа (удвоенное произведение векторов управления и состояния) для асимптотической устойчивости системы с регулятором в обратной связи требуется выполнение условия, приведенного в диссертации, которое позволило разделить переменные состояния на измеряемую и наблюдаемую части. С учетом коммутативных свойств оператора следа матриц преобразования получена простая форма критерия качества. Предложен альтернативный способ вычисления критерия, основанный на решении дискретного матричного уравнения Ляпунова.

Второй метод основан на теории "канонических" наблюдателей для непрерывных систем (п. 5). Он предусматривает использование несингулярного линейного преобразования для получения эквивалентного класса "канонических" наблюдателей, которые поддаются параметризации с помощью матрицы коэффициентов усиления наблюдателя, и задача оптимизации приводится к классическому виду задач одношаговой оптимизации с ограничениями. В диссертации она решена путем введения матрицы множителей Лагранжа. Получено необходимое условие оптимальности при наличии в структуре системы регулятора и наблюдателя. Предложенное матричное уравнение для синтеза оптимального регулятора содержит решения системы уравнений, напоминающих уравнения Рик-кати, но не приводящихся к существующим стандартным функциям для их решения. Поэтому в диссертации предложены алгоритмы и три машинные программы, составленные в среде МсйЬАВ, в качестве информационного обеспечения процедуры синтеза оптимальных систем, в структуре которых содержится наблюдатель. При практическом использовании программ следует иметь в виду, что условиям устойчивости отвечают лишь положительно определенные решения матричных уравнений.

7. В диссертации выполнено теоретическое обобщение методов построения дискретных фильтров Калмана для оценивания фазовых координат динамических систем. Рассмотрен процесс, когда среднеквадратичную оценку кожно интерпретировать как фильтрацию Калмана, а также наиболее часто встречающиеся процессы: сглаживания, прогнозирования и фильтрации. Приведены основные соотношения для моделей процесса, измерителя, инновационного процесса и вычисления его корреляционной матрицы. Предложена процедура минимальной среднеквадратичной оценки вектора состояния с помощью инверсии корреляционной матрицы инновационного процесса и изменяющихся дискретно векторов состояния в текущий момент и инновационного процесса, а также получены рекуррентные соотношения для наилучшей одношаговой экстраполяции. Предложен алгоритм расчета фильтра Калмана, базирующийся на этих соотношениях.

В основу второй версии фильтра Калмана положена процедура фильтрации, когда оценка вектора состояния рассчитывается по полному вектору измерений. Рассмотренный алгоритм фильтрации определен с помощью одношагового экст-раполятора.

Проанализированы другие версии калмановской фильтрации и особенности синтеза фильтров для судовых систем управления динамическими объектами, находящимися под воздействием шумов.

Особое внимание в диссертации уделено вопросу, связанному с чувствительностью вычислительного процесса к изменениям параметров модели. В случае плохой обусловленности матрицы состояния, рекурсивный процесс теряет устойчивость, и для анализа процесса предложены простые соотношения, основанные на определении чисел обусловленности с помощью стандартных функций среды Ма&АВ.

В диссертации предложен метод синтеза фильтра Калмана-Бьюси для моделей непрерывных процессов при воздействии на систему и измеритель различных шумов. Небелый шум, определенный функцией спектральной плотности, проводится к структуре фильтра "динамическая система-белый шум". В результате преобразований получено матричное дифференциальное уравнение для вычисления ковариационной матрицы ошибки, являющейся функцией времени и интерпретируемой как мера неопределенности оценки. В установившемся режиме дифференциальное уравнение вырождается в матричное алгебраическое и синтез оптимального наблюдателя состоит в выборе таких элементов его матрицы, которые минимизируют ковариацию установившейся ошибки. В установившемся режиме ковариация ошибки есть положительно полуопределенная форма полученного уравнения Риккати, и для синтеза оптимального фильтра Калмана в результате предложено простое выражение, в которое в качестве неизвестного входит ковариация ошибки оценивания. Для решения полученного уравнения Риккати возможно использовать стандартные вычислительные функции в среде МаНАВ.

8. Для оценивания параметров сигналов в частотной области при большом уровне помех предложен метод, в основе которого лежит анализ собственных чисел корреляционной матрицы измеряемых сигналов с последующей сортировкой в направлении их уменьшения. Многочисленные эксперименты по обработке сигналов показываю, что даже при высоком уровне шумов можно из общего ряда собственных значений выделить наименьшие значения, характеризующие шум.

К формируемой по установленному правилу матрице сигналов измерений применено сингулярное разложение и, в соответствии со значениями элементов диагональной матрицы, идентифицированы сингулярные векторы ортогональной матрицы, а затем произведены построения спектра собственных значений, и по кривым идентифицированы частоты детерминированных составляющих.

9. Выполнены исследования и обобщения, позволившие установить свойства и характерные особенности поведения человека-оператора в нештатных опасных ситуациях - при случайном попадании под напряжение источников электроэнергии судовой сети и определить эффективные пути и средства обеспечения безопасности и защиты человека от поражения электрическим током.

Рассмотрены возможные варианты образования замкнутых цепей при случайных соприкосновениях оператора с элементами и устройствами электроэнергетических систем, основанные на статистических данных. Установлены физические свойства тела человека и защитные реакции организма воздействию электрического тока в судовых условиях, с учетом состояния изоляции судовой сети и фазных емкостей. Определены закономерности, характеризующие изменения во времени состояния кожи человека в месте контакта при различных плотностях тока, получены зависимости распределения внутреннего сопротивления тела человека (в процентах) по путям "рука-нога" и "рука-рука", наиболее характерным для нештатных ситуаций. Проведены исследования, позволившие установить закономерности изменения импеданса тела при длительном воздействии напряжений различной формы и частоты, границы болевой толерантности и импеданса в различных условиях. Предложена схема замещения тела человека, составленная с учетом параметров, характерных для его работы в судовых условиях, и рассмотрена модель, содержащая импеданс тела человека между фазой и корпусом судна в симметричной трехфазной сети с изолированной нейтралью.

На основании исследований определены пути повышения безопасности оператора при управлении и обслуживании судовых электроэнергетических комплексов на техническом, технологическом и организационном уровнях, с целью создания аппаратных средств защиты от поражения электрическим током, отвечающих условиям работы на судне.

10. Разработанный в диссертации алгоритм оценки параметров компенсатора реактивной мощности в трехфазной электроэнергетической системе позволяет наилучшим (в критериальном смысле) способом обеспечить выбор реактивных элементов компенсатора, соединенных по схеме "треугольник". В результате линейные токи трехфазной системы могут быть существенно уменьшены, что непосредственно связано не только с уменьшением потерь электроэнергии, но и с повышением безопасности, уменьшением вероятности возникновения локальных повреждений сети и пожароопасных ситуаций. Новизна предложенного алгоритма состоит в том, что параметры компенсатора оцениваются по интегральному критерию, причем ядром подинтегрального выражения является сумма квадратов текущих значений токов каждой фазы на временном интервале, равном периоду основной гармоники. В результате задача оценки параметров приведена к процедуре одношаговой параметрической оптимизации, рассмотренной в параграфе 2.1. Для практического использования алгоритма разработана программа и приведен пример расчета компенсатора при несимметричной нагрузке.

11. Проблема определения области допустимых параметров, гарантирующих выполнение условий безопасности эргатических систем не может быть решена без исследований переходных процессов в судовых электроэнергетических комплексах. Для ее решения диссертантом разработана математическая модель системы управления комплексом, включающая уравнение динамики дизель-генераторного агрегата с системой регуляторов частоты вращения и напряжения синхронного генератора, реактивной нагрузки и предложена технология моделирования в пакете "ЗтиНпк" среды МшЬАВ. Параметры виртуальной модели выбраны соответствующими данным системы управления электроэнергетическим комплексом судна класса "Полония". В результате выполненных исследований для различных структур системы распределения электрической энергии на судах и характера нагрузки получены токи, протекающие через тело человека, и определены условия электробезопасности с учетом электромагнитных процессовв системе при изменениях нагрузки. Сформулирован общий вывод: при реализации реактивной сети с параметрической компенсацией не выполняются требования к электробезопасности. В результате моделирования процессов с различными схемными решениями аппаратных средств обеспечения электробезопасности подтверждена высокая эффективность устройства с конвертором импеданса. В нем за счет введения положительной обратной связи удалось увеличить добротность цепи с дросселем и, тем самым существенно уменьшить активную составляющую тока, что подтверждено соответствующими характеристиками и векторными диаграммами.

В диссертации предложен и исследован принцип параметрично-активной компенсации для случая "повреждения" фазы и получены условия сохранения высоких показателей электробезопасности в установившихся и переходных режимах, при изменении параметров реактивной сети, изменениях частоты, асимметрии параметров, а также в эксплуатационных режимах с искаженными формами токов при работе судовых полупроводниковых преобразователей. Итогом исследований явилось завершенное решение проблемы электробезопасности в эргатических системах управления судовыми электроэнергетическими комплексами при использовании параметрическо-активного компенсатора.

В диссертации на базе математической модели исследованы условия пожа-робезопасности с рассмотрением критериев оценки. Выполнен статистический анализ результатов исследований, позволивший определить диапазон изменения емкостей и сопротивлений между фазой и корпусом для сетей с изолированной нейтралью. Область допустимых параметров определена методами планирования эксперимента. В результате предложен блок идентификации поврежденной фазы и разработана программа для его реализации в реальном масштабе времени в составе параметрично-активного компенсатора.

318

12. В диссертации осуществлен синтез аппаратных средств информационного обеспечения систем управления динамическими объектами: наблюдатель, оцениватель (фильтр Калмана) и наблюдатель для судового гирокомпаса как математический датчик информации в системе автоматизации судовождения и инерциальной навигации.

Устройство синтезировано на основе разработанных в диссертации методов, алгоритмов и машинных программ.

13. Представлены аппаратные средства обеспечения электробезопасности человека-оператора и систем управления судовыми электроэнергетическими комплексами. Приведены блок-схемы устройств компенсации различных типов, разработанные автором, новизна которых подтверждена 16 патентами, и результаты экспериментов, проведенных на судах. Показано, что использование устройств параметрической компенсации с конверторами импеданса позволило обеспечить компенсацию токов поражения до значений, не превышающих 10 мА, а ток заземления снизить с 625 мА до 50 мА.

14. Разработанные автором устройства компенсации внедрены и успешно эксплуатируются на 22 судах различных классов в течение пяти навигаций, в том числе - с 1994 года на судах класса "Полония".

Практическое внедрение основных выводов и результатов диссертационных исследований подтверждено тремя актами, приведенными в приложении.

Заключение.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Гринкевич, Ярослав Мечиславович, 2001 год

1. Ажибаев К.А. Физиологические механизмы поражения организма электрическим током.: Илим, Фрунзе. 1978.

2. Арриллага Дж., Брэдли Д Боджер П. Гармоники в электрических систе-мах.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-320 с.

3. Бендерская E.H., Колесников Д.Н., Пахомова В.И. Функциональная диагностика систем управления. Уч. Пособие СПб государственный технический университет. СПб, 2000.-143 с.

4. Благинин В.А. Исследование безопасности судовых электрических систем в режиме замыкания фазы на корпус. Автореферат дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. 1976.

5. Благинин В.А. Токи однофазного замыкания в судовых электрических системах. Сб. трудов НТО им. А.Н. Крылова, вып. 339. Л.: Судостроение, 1981, с. 9-12.

6. Варжапетян А.Г., Глущенко В.В. Системы управления: исследование и компьютерное проектирования. Учебное пособие. М.: Вузовская книга, 2000. - 328 с.

7. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц.

8. Герман-Галкин С.Г., Гринкевич Я.М.: Анализ компенсирующих устройств электросети типа ИТ. В.: Конф. МХТК СЭЭ 2000. Фрунзе Украина, с. 4.

9. Герман-Галкин С.Г., Гринкевич Я.М.: Анализ средств защиты человека и судна при повреждениях в электрических сетях. В.: Конф. СЗПИ С.Петербург 2000 г., с. 9

10. Герман-Галкин С.Г., Гринкевич Я.М.: Влияние гармоник на компенсацию емкостных токов в сети типа ИТ. 7 Межд. Конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже 21 века». 11-17.09.2000.Севастополь. Украина.

11. Герман-Галкин С.Г., Гринкевич Я.М.: Системы компенсации токов повреждения в судовых электрических сетях. 8 Межд. конф. Н-Т. «Проблемы автоматизированного электропривода» 18-23.09.2000. Крым, Украина.

12. Глущенко В.В., Сахаров В.В., Сумеркин Ю.В. Моделирование динимиче-ских систем и электрических цепей в среде MatLAB. Учебное пособие. СПбГУВК. СПб. 1998.

13. Долинин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Электроатомиздат, 1984.

14. Жданкин В.К. Некоторые вопросы обеспечения взрывобезопасности оборудования. СТА, 1998, №2.

15. Иванов Е.А., Китаенко Г.И., Ковтун Л.И. Пожаробезопасность судового электрооборудования // Вопросы повышения безопасности судовых ЭЭС: Материалы по обмену опытом. Сборник ВНТО им.ак. Крылова. Вып. 339,. Л.: Судостроение, 1980.

16. Иванов Е.А., Тюгай С.Ч. Нормирование токов утечки на корпус по условиям пожаробезопасности // Изв. СПбГЭТУ.-1993.Вып 463. с. 52-58.

17. Ишлинский А.Ю. Механика гироскопических систем. Изд-во Академии наук СССР, М.,1963.

18. Каландадзе Г.А.: К вопросу о влиянии повышенной температуры окружающей среды на величину электрического сопротивления тела человека. Научные работы Институтов охраны труда ВЦСПС, №99,1976.

19. Кацман Ф.М. "Разработка современных вероятностно-статистических методов прогнозирования экстремальных внешних нагрузок на буровые платформы для оценки безопасности и риска их эксплуатации". Научно-технический отчет, НИР №РС-6498, АТР: СПб.: 1999.

20. Кацман Ф.М. Формализованный анализ безопасности приоритетное направление деятельности ИМО и МАКО. Доклад, 1998.

21. Кацман Ф.М., Иванов М.В. Конфликты и их влияние на безопасность на транспорте. "Актуальные проблемы на транспорте". Сборник научно-технических трудов. Том 1. СПб-2001, с.92-100.

22. Ковалев П.Ф., Ковалев А.П., Сердюк Л.И. Методика расчета взрывобезопасности угольной шахты. Промышленная энергетика, 1989, №2.

23. Коноваленко Л.К., Коноваленко A.B. Техника безопасности при эксплуатации электроустановок на морском транспорте. Л.:Транспорт, 1977.

24. Коренев Н.П.: Исследование электрических параметров человека, как объекта защиты при эксплуатации электроустановок горнодобывающих предприятий в длительном режиме. Кандидатская диссертация. МГИ. Москва, 1975.

25. Корж H.A. О механизме электротравм. Промышленная энергетика, 1982, №9.

26. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. Изд. "Наука", М. 1968, 720 с.

27. Коструба С.И. Математическое моделирование систем обеспечения электробезопасности. Электричество, 1979, №9.

28. Ксенофонтов А.П., Шестопалов Ю.А., Островский В.Я. Защитные устройства в судовых и береговых электроустановках рыбной промышленности. : Легкая и пищевая промышленность, М., 1984.

29. Кузнецов С.Е., Филев B.C. Основы технической эксплуатации судового электрооборудования и автоматики. Учебник-СПб.: Судостроение. 1995448 с.

30. Куклев Е.А. Использование минимаксной концепции риска при оценке безопасности транспортных систем. "Актуальные проблемы транспорта". С. научно-технических трудов. Том 1. СПб.,2001, с. 85-91.

31. Ли Р. Оптимальные оценки, определение характеристик и управление. М.: "Наука", 1966. 176 с.

32. Манойлов В.Э. Основы элекгробезопасности. Энергоатомиздат, 1991.

33. Найденов А.И.: Исследование предельно безопасных величин напряжений и токов в длительном и кратковременном режимах воздействия применительно к шахтным электрическим сетям. Кандидатская диссертация, МГИ, Москва, 1975.

34. Никифоровский Н., Брунав Я., Татьянченко Ю. Электропожаробезопас-ность судовых электрических систем. Л.: Судостроение, 1978.

35. Основы автоматического регулирования/ Под ред. В.В. Солодовникова. Том II, Элементы систем автоматического регулирования. Часть 1. Чувствительные, усилительные и исполнительные элементы. М.: Машгиз, 1959723 с

36. Поспелова Т.Г. Оценка электробезопасности на основе теории нечетких множеств. Электричество, 1989,4.

37. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MatLAB S.X:- в 2-х т. Том 1-М.: Диалог-МИФИ, 1999.-336 с.

38. Ройтенберг Я.Н. Некоторые задачи управления движением. М.: Физматгиз, 1963.-140 с.

39. Рябинин И.А. Надежность, живучесть и безопасность корабельных электроэнергетических систем. BMA им. Н.Г. Кузнецова, СПб.: 1997.

40. Сахаров В.В. Расчет оптимальных регуляторов судовых автоматических систем. Теория иприложения.-Л.: Судостроение-1983,168 с.

41. Сахаров В.В., Попов С.С. Системная организация обеспечения безопасности и живучести подвижных объектов. Сб. научных трудов "Управление втранспортных системах". Под ред. A.C. Бутова. СПГУВК, С.-П6.Д995 г., стр. 71-75.

42. Сейдж Э.П., Меле Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Связь, 1976.-494 с.

43. Сейдж Э.П., Уатт Ч.С. Оптимальное управление системами. М.: Радио и связь, 1982. 392 с.

44. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. Эко-Трендз, М.; 2000. -267 с.

45. Солодовников Г.С. Электробезопасность при работе на судах и под водой. JL; Судостроение, 1971.

46. Сумачев С.А. Построение модели динамического компенсатора инерционности температуры. Процессы управления и устойчивость. Труды XXX научной конференции. СпбГУ. НИИ Химии, 1999, с. 193-195.

47. Хубка В. Теория технических систем: Пер. с нем. М.: Мир, 1987.-208 с.

48. Шнейдер М.Н. Развитие канала искрового разряда и восстановление электрической прочности после протекания импульсного тока./В сб. "Физико-технические проблемы передачи электрической энергии". Вып. 1/Под ред. А.Ф.Дьякова. М.: Изд. МЭИ, 1998, с.234-253.

49. Щуцкий В.И., Ахлюстин В.И.: Безопасность обслуживания электроустановок углеобогатительных фабрик. Недра, Москва, 1979.

50. Щуцкий В.И., Бурлаков A.A. О вероятностной оценке уровня электробезопасности. Электричество, 1982. №2. С. 17-19.

51. Щуцкий В.И., Влодарски В.А. Принципы выбора стратегий предупредительного ремонта электрооборудования горных предприятий. Известия вузов. Горный журнал. 1988, №4.

52. Щуцкий В.И., Корнилюк В. Вероятностно-статистическая модель для расчета параметров и показателей электробезопасности при воздействии тока частотой 50 Гц. Известия вузов. Энергетика. №4, 1990.

53. Щуцкий В.И., Найденов А.И. Принципы построения системы управления электробезопасности. Безопасноть труда с промышленности. 1990, №12.

54. Biegelmeier G., Mikisch J.: Über den Einfluss der Haut auf die Körperimpedans des Menschen. E und M. 1980, H.9.

55. Biegelmeier G. : Neue Erkentnisse der Elektropathologie. E und J. 1989, H. 1.

56. Biegelmeier G.: Electrical impedance of the human body. Symposium Toronto 1981. Pergamon Press, Toronto 1982.

57. Biegelmeier G.: New knowledge on the impedance of the human body. Symposium Toronto 1983, Pergamon Press, Toronto 1984, p. 115-132.

58. Raport IEC 479. VII Mifdzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna "Ochrona Przeciwporazeniówa w Urz^dzeniach Elektroenergetycznych".SEP. Lodz, 1989. S. 19-36

59. Biegelmeier G.:Uber die Wirkungen des elektrischen Stromes auf den Menschen. E und M. 1977, H.3.

60. British Standard Quality management and quality assurance-Vocabulary. BS EN ISO-8402, 1992.

61. Buey R.S. Lectures on Discrete Time Filtering. Berlin, Germany: Springer Verlag, 1994.

62. Campbell T.K.,SynottS.P., Biermon G.J. "Voyager orbit determination at Jupiter". IEEE Trans. Autom. Control. Vol. AC-28, pp. 256-268,1983.

63. Chybowski R., Szmitkowski J.: Zagrozenia pozarowe stwarzane przez pr^dy upfywowe. Wiadomosci Elektrotechnyczne, №6,1993, s. 214-216.

64. Compensation Device Tester TUK Type Projected by Hrynkiewisz J., designed by Zehidziewicz R. Approved Polski Rejestr Statków 1995 W.: EPS-Szczecin Poland

65. Compton R.T., Jr. Adaptive Antennas: Concepts and Performance, Prantice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. Y, 1988.

66. Contto M.B., Silva A.M.L., Falcäo D.M. Bibliography on power system state estimation (1968-1989), IEEE Trans. Power Syst., vol. 7, Aug., 1990, pp. 950961.

67. Danielski Z., Masny J.: Nowe tendencje w technice ochrony przeciwpora-zeniowej. "Gospodarka paliwami i energi^". 1989, n. 3.

68. Dubes R.C. The theory of applied probability. Prentice-Hall, 1968.

69. German-Galkin S., Hrynkiewicz J., Zehidziewicz R.: Uklad parametriczno-aktywnej kompensaeji pr%dów doziemnych w sieciach IT. Zglosz. patent. UPRP Nr. P-337299, 17.12.1999.

70. Gierlotka S. Wplyw czynnika ludzkiego na wypadki porazeñ prüdem w górnict-wie. Mechanizacja: Automatyzacja górnictwa. №11,1995.

71. Gierlotka S. Wplyw klimatu dolowego kopalni na elektrofiziologie organizmu czlowieka. Przegl^d górniezy. №10,1995.

72. Gierlotka S.: Wplyw wybranych czynniköw klimatycznych i napi^cia razenia na opor ciala czlowieka w podziemiach kopaln. Rozpr. Doktorska. Polit. Sl^ska. Gliwice, 1994.

73. Gierlotka S.Der Einfluss des Grubenkllimas auf die Elektrofoziologie des menschllichen Körpers. Glückauf-Forschungshefte 58 (1997), №3.

74. Görka K.:"Walka s pozarami na statkach w morzu". X Sympozjum Elektrotech-niki Okrftowej. Materialy WSM. Szczecin, 1998.

75. Gruderski R., Teresiak Z.: Kryteria wymiarowania srodkow ochrony przeciwpo-razeniowej w urz^dzeniach elektrycznych pr^du stalego. Prace naukowe Insty-tutu Energoelektryki Polit. Wroclawskiej .№12. Wroclaw, 1972.

76. Guderska H. Metody oceny zagrozenia porazeniowego w zakladach gorniczych. Cuprum, 1979, Kol.

77. Erynkiewicz J, Sojka J.: Metody diagnostyczne opracowane w WSM w Szczecinie. W: Ref. Na seminarium elektrotechniki okr?towej „Diagnostyka urz^dzen elektrycznych." 3.06.1980 r. Szczecin WSM 1980 г., 3 s.

78. Hrynkiewicz J., Czekalski P.: Multifunctional System of Protection in Ships Electrical Nets of IT-Type. 6 Межд. Конф. «Проблемы современной электротехники 2000. 6-8.06.2000. Киев. Украина.

79. Hrynkiewicz J., Czernecki L., Sojka J., Gnat K. i inni: Wplyw pr^döw walowych pr^dnic synchronicznych na zywotnosc silnikow nap?dowych agregatorow. Etap

80. V. Kier. pr. Hrynkiewicz J. Praca naukowo badawcza dla Zjednoczenia Gospodarki Rybnej w Szczecinie. Szczecin. WSM. 1977 г., 10 s.

81. Hrynkiewicz J., Czernecki L., Sojka J., Gnat K.: Ochrona od porazeñ pr^dami pojemnosciowymi w okr^towych sieciach elektrycznych. Kier. pr. Hrynkiewicz J. Praca naukowo badawcza z problemu resortowego 102. wykonana dla Instytutu Morskiego w Gdansku.

82. Hrynkiewicz J., Czernecki L., Sojka J.: Badania pr^dów razenia w sieciach okr^towych z izolowanym punktem zerowym. W: Konferencja srodowiskowa Szczecin. 16.12.1977r. Szczecin. WSM. 1977r., s. 22-32.

83. Hrynkiewicz J., Czernecki L., Sojka J.: Diagnostyka zagrozenia porazeniowego w sieciach okr^towych pr^du przemiennego. W: Ref. Na seminarium elektrotechniki okr^towej „Diagnostyka urz^dzeñ elektrycznych." 3.06.1980 r. Szczecin. WSM. 1980r, 9 s. rys.

84. Hrynkiewicz J., Czernecki L., Sojka J.: Kompensacja pr^dów pojemnosciowych w okr^towych sieciach elektrycznych z izolowanym punktem zerowym. W: Zeszyty Naukowe WSM. Nr 38, Szczecin. 1990 r., str. 51 67.

85. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Analiza mozliwosci ograniczenia pr^dów razenia czlowieka w sieciach okr^towych pr^du przemiennego. W: Zeszyty Naukowe WSM. Nr 38, Szczecin. 1990 r., str. 29 30.

86. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Kompensacja pr^dów ziemnozwarciowych i pr^dów razenia czlowieka w elektrycznych sieciach okr^towych. W: Materialy Sympozjum Elektrotechniki Okrftowej. Szczecin. WSM. 1983 r., 4 s., 3 rys. bibliogr.

87. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Ochrona czlowieka przed pr^dami porazeniowymi uklad kompensacji sieci okr^towych wykonany w WSM w Szczecinie. W: Materialy Sympozjum Elektrotechniki Okr^towej. Szczecin. WSM. 1983 r., 3 s.

88. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Problems of shock pretection in ship networks with an insulated neutral point. W: 13 Internationale Tagung IHS Warnemunde. Warnemunde IHf3 1988 r.

89. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Problemy ochrony przeciwporazeniowej w sieciach okrçtowych z izolowanym punktem zerowym. W: V Konferencja Elektrotechniki Okrçtowej WSM Gdynia 1986 r., cz. 2., Gdynia WSM. s.96 -108, 5 lys. bibliogr.

90. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Sieci okrçtowe pr^du przemiennego zwiçkszonym stopniu bezpieczenstwa. W: IX Sympozjum Elektrotechniki Okrçtowej WSM Szczecin 1988 r., Mat. wjçzyku polskim i angielskim., Szczecin WSM 1988 r., s. 5-13.

91. Hrynkiewicz J., Czernecki L.: Sieci okrçtowe pr^du przemiennego zwiçkszonym stopniu bezpieczenstwa. W: Budownictwo Okrçtowe 1988 r., nr 11, s. 464 -466.

92. Hrynkiewicz J., Dorobczynski L.: Kompensacja pr^döw doziemnych w sieciach okrçtowych typu IT. II Konferencja Naukowa PTETS, 14 18.06.1999 r.W: Politechnika Warszawska. 1999 r.

93. Hrynkiewicz J., German-Galkin S.: Compensation of earth fault currents in IT-type ship networks. Int. Coference PCIM 2000 Nurenburg Germany. 6 p.

94. Hrynkiewicz J., Gnat K.: Modernizacja pracy elektrowni statköw rybackich typu 417. Zeszyty Naukowe. WSM. 1983 r., №23.

95. Hrynkiewicz J., Gnat K.: Obnizenie kosztôw wytwarzania energii elektrycznej na trawlerach przetwörniach B 417. Bud. Okr. 1985 r., №7-8, s. 322 - 323, rys. 2.

96. Hrynkiewicz J., Gnat K.: Problemy realizacji wspölpracy pr^dnic na statkach rybackich. Zeszyty Naukowe. WSM. 1982 r., № 23.

97. Hrynkiewicz J., Hrynkiewicz W., Hubaczek Z.: Stacje diagnostyczne elektrowni okrçtowej. W: Ref. Na VIII Internationale Tagung der IHS fur Seefahrt. Warnemunde IhfS 1978, DDR 10 s.

98. Hrynkiewicz J., Hrynkiewicz W., Sojka J., Golçbiowski M.: Stanowisko prôb elektrowni okrçtowych. Zeszyty naukowe WSM Szczecin 1976 r. № 9.

99. Hrynkiewicz J., Kos E., Krasucka E.: Uklad zastçpczy impedancji ciala cztowieka do analizy pr^döw razenia w sieciach okrçtowych. Prz. Elektrotech. 1982 r., № 8 9, s. 200-202.

100. Hrynkiewicz J., Kozak M., Jendrzejaczak T.: Spösob i niskonapiçciowe ochronne rçkawice oraz skarpety do ochrony czlowieka przed porazeniami elek-trycznymi. Zgloszenie patentu UPRP №P-340122 z dnia 2000.05.11, Warszawa. 2000.

101. Hrynkiewicz J., Nienartowicz B.: Kontrola dzialania zabezpieczen nadprçdowych pr^dnic synchronicznych okrçtowych. W: Seminarium naukowe: „Problemy eksploatacyjne elektrowni okrçtowych.". 8.06.1977r. Szczecin, WSM, 1977r., s. 119-128.

102. Hrynkiewicz J., Roszczyk S.: Analiza pracy prçdnic walowych i zespolôw wolnostoj^cych w aspekcie optymalizacji zuzycia paliw na statkach. W: Materialy V Sympozjum Paliw Plynnych i Produktow Smarowych w

103. Gospodarce Morskiej. Kolobrzeg XII 1983 r. Gdansk M 1983 г., ref. Nr 23, 10 s., 3 rys.

104. Hrynkiewicz J., Strybel J.: Ocena eksploatacyjna urz^dzen elektrycznych trawlerow zamrazalni typu B-23. Technika i Gospodarka Morska. 1968 r. Nr 4-5.

105. Hrynkiewicz J., Szczerba S.: Porazenie prüdem przemiennym na duzych statkach. Zeszyty naukowe. WSM. Szczecin, 1976 r. Nr 9.

106. Hrynkiewicz J., Zehidziewicz R.: Tendencje ochrony przeciwporazeniowej na statkach. Sympozjum PAN w WSM, luty 1998 r. organizowane przez ITESO. W: WSM. Szczecin.

107. Hrynkiewicz J., Zehidziewicz R.: Nowe tendencje ochrony przeciwporazeniowej na statkach EXPLO SHIP'99, WSM Szczecin, 11 - 15.05. 1999 r. W: WSM. Szczecin. 1999 г., str. 205 - 216.

108. Hrynkiewicz J., Zehidziewicz R.: Przeciwporazeniowy system ochrony. W: Konferencja Mechanika 97, Gdansk Elbl^g 1997 г., str. 259 - 260.

109. Hrynkiewicz J.: Autonomie ship network with active shock protection. W: 6 symp. Maritime Elektronik Wilhelm Pieck Univeritat Rostock. 1989 r.

110. Hrynkiewicz J.: In Schiffstromerzugern auftretente Wellenstrome. W. IV Internationale Tagung zu Problem der Schiffsbetrebstechnik, Warne-mude-Wustrow, DDR, 1976 r. 45s.

111. Hrynkiewicz J.: Leakage current compensating systems within electroenergetic network on board the m/f POLONIA ferry. W: Национальна Академия Наук Украины, тематический выпуск ТЕХНИЧНАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА 1999 г., ч.1, стр. 54-57.

112. Hrynkiewicz J.: Przeciwpozarowy i przeciwporazeniowy system ochrony. X Sympozjum Elektrotechniki Okr^towej 17.11.1998 r. WSM Szczecin. Materialy sympozjum. W: WSM. Szczecin.

113. Hrynkiewicz J.: Optimization of Electric Power Production Costs on Ships with a Shaft Generator. W: 15 Internationale Tagung IHS Warnemunde DDR 1985 r.

114. Hrynkiewicz J.: Przeciwpozarowy i przeciwporazeniowy system ochrony. X Sympozjum Elektrotechniki Okr?towej 17.11.1998 r. WSM Szczecin. Materialy sympozjum. W: WSM. Szczecin.

115. Hrynkiewicz J.: Uszkodzenia izolacji w okr^towych instalacjach elektrycznych jako zrodlo ognia. X Sympozjum Elektrotechniki Okr^towej 17.11.1998 r. WSM Szczecin. Materialy sympozjum. W: WSM. Szczecin.

116. Hrynkiewicz J.: Wielozadaniowe zabezpieczenie okr^towych silnikow elektrycznych. EXPLO SHIP'99, WSM Szczecin 11 - 15.05.1999 r. W: WSM Szczecin 1999 r. str. 199 - 204.

117. Hrynkiewicz J.: Wplyw konstrukcji, technologii i montazu zespolow pr^dotwörczych okr^towych na asymetri^ magnetyczn^ pr^dnicy synchronicznej. W: Materialy Sympozjum Pomiarow Magnetycznych. Kielce 1985 r., 9 s., 5 rys. bibliogr.

118. Hrynkiewicz J.: Wybrane problemy pozarowe w elektroenergetyce okr^towej. Konferencja SITP, 10 11.06.1999 r. W: Warszawa .1999 r.

119. Hrynkiewicz J.: Zagrozenia pozarowe i porazeniowe na statkach z sieci^ IT. Ill Konferencja Naukowo Techniczna. Polit.: Lubelska, Sl^ska, GIG. ZONA'99 27 - 28.09.1999 r. Mi?dzyzdroje. W: CSK „Energetyk" Lublin 1999 r., str. 3343.

120. Hrynkiewicz J: Analizator rezystancji izolacji maszyn elektrycznych typu ARI-1. W: Seminarium naukowe: „Technologia budowy i remontow elektrycznych instalacji urz^dzen okr^towych." VI. 1978 r. Szczecin. WSM. 1978 r., s. 5.

121. Hrynkiewicz W., Sojka J.,.: Stanowisko pomiarowo kontrolne stacji prob elektrowni okr^towych. W: Sympozjum mi^dzynarodowe „Wytwarzanie energii elektrycznej na statkach" 2-3.06.1976 r. Szczecin. WSM. 1976 r., s.81-83.

122. IEC Publication №479-1: Effect of current passing through the human body. Part 1. Geneve, 1984

123. DEC Publication №479-2: Effect of current passing through the human body. Part 2. Special aspects. Geneve, 1987

124. IEEE Trans, on Power Apparatus and Systems. PAS-104, No. 5,1985, pp. 11601166.

125. Kajlath T. Linear Systems. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1980.

126. Kaiman R.E., Bertram J.E. J.bas. Eng., D, 82,1971, p.613.

127. Kaiman R.E., Bucy R.S. New Results in Linear Filtering and Prediction Theory. Trans. ASME, Ser. D, J.Basic Eng.,83, December, 1961, pp. 95-107.

128. Kaveh M., Barabell A.J. "The statistical performance of the MUSIC and the minimum-norm algorithms in revolving plane waves in noise". IEEE Trans. Acoustic, Speech and Signal Process. Vol. ASSP-34, June 1986, p.633.

129. Kieback D. Ergebnisse von Forschungsarbeiten und statischen Untersuchungen des Instituts zur Erforschung elektrischer Unfälle/ E und I, 1989, H. 1.

130. Korailuk W. Probabilistyczne metody oceny skutecznosci ochrony przeciwpora-zeniowej w urz^dzeniach elektrycznych niskiego napi?cia. Pol. Bialostocka. Rozp.Nauk. №17, Bialystok, 1993.

131. Korailuk W., Szczucki W.I.: Metody probabilistyczne w technice ochrony prze-ciwporazeniowej ur^dzen elektrycznych niskiego napi?cia/ Wyd. Politechniki Bialostckiej, 1991.

132. Kotinga W.W. Power System State Estimation Using Least Absolute Value Techniques. Ph. D. Thesis, Univ. Waterloo, Ontario, Canada, 1982.

133. Kouvaritakis B., Mac Farlane A.G.J. Geometric approach to analysis and synthesis of system zeros. Part 1. Square systems., pp. 149-166; part 2. Non-square systems, pp. 167-181. Int. J.C., Vol. 23, No. 2,1976.

134. Kowalski Z. Badania symulacyjne podsystemöw nap^dowych statku. Zeszyty naukowe Polit. Gdanskiej, Nr. 309.Gdansk, 1980.

135. Krasucki F.: Zagrozenia elektryczne w görnictwie. Wyd. Sfysk. Katowice. 1984.

136. Krasucki F.: Deterministyczne i probabilistyczne medele zagrozen elektrycznych. Zeszyty Naukowe Politechniki Sl^skej. 1984, s. 125.

137. Krasucki F.: Wplyw nap^cia zasilania na niebezpieczenstwo porazen elektrycznych w kopalniach. Bezpieczenstwo pracy i ochrona srodowiska w görnictwie, №1,1994.

138. Leondes C.T., Novak L.M. Automatica. No. 8,1972, p. 379.

139. Lewis F.L. Optimal Estimation with an Introduction to Stochastic Control Theory. John Wiley & Sons, NY.,1986.

140. Lewis F.L. Syrmos V.L. Optimal Control. Second ed. John Wiley & Sons, Inc. N.Y., Toronto, Singapure, 1995.-541 p.

141. Lloyd Register Type Approval Certificate No 88/0348 (El) 1988-1993. Capacitive earth fault current compensator UKPP-2 Type. TELZAS Ltd Producer.

142. LR Type Approval Certificate No 88/0348(El) 1993-98. Capacitive earth fault current compensator UKPP-2 Type. Telzas Ltd Producer.

143. Markiewicz H.: "Bezpieczenstwo w elektroenergetyce". Wyd. N-T. Warszawa 1999.

144. Masny J.: Skutecznosc i niezawodnosc systemöw ochrony przeciwporazeniowej. Przegl^d Elektrotechniczny, 1981, Nr. 1.

145. Monticelli A. Electric Power System State Estimation. Proceedings of IEEE. Vol. 88, No.2, February, 2000, pp.262-282.

146. Moonen M., Bart de Moor. Comments on "state-space model identification with data correlation". Int.J.C., Vol. 55, No. 1,1992, pp. 257-259.

147. Mrozek B., Mrozek Z.: MATLAB Uniwersalne srodowisko do obliczen naukowo-technicznych. Warszawa, 1996.

148. Musial E.:" Zagrozenia pochodz^ce od ur^dzen elektrycznych". Wyd. Szkolne i Pedagogiczne. Warszawa 1992.

149. Newmann M.M. International Journal of Control, Vols 11,12, p. 223, p.33.

150. Parkum J.E., Poulsen N.K., Holst J. Recursive forgetting algorithms. Intern. Journal of Control, 1992, Vol. 55, pp. 109-128.

151. Proceedings PICA'99, Santa Clara, CA, May 1999.

152. PRS Type Approval Certificate No 88/0348 (El) 1995-2000. Urz^dzenie kom-pensacyjne pr^döw pojemnosciowych typu UKPP-2. Producent TELZAS S/A/ Szczecinek-Polska.

153. Schwenkhagen H.F., Schnell P.: "Gefahrenschutz in elektrischen Anisgen". Verlag W. Giragdet, Essen, 1957.

154. Shusker L.W., Mokhtari S., Clements K.A. Real time recursive parameter estimation in energy management systems/ IEEE Trans. Power Syst. Vol. 11. Aug. 1998, pp. 1393-1399.

155. Stengel R.F. Stochastic Optimal Control. John Wiley & Sons, N.Y., 1986.

156. Stevens B.L., Lewis F.L. Aircraft Control and Simulation. New York: Wiley, 1992.

157. Studencki R. Teorie powstania wypadkow przy pracy. Przegl^d Psychologiczny, 1983, №26, s.299-309

158. Studencki R. Wypadkowosö w kopalniach w?gla kamiennego. Przegl^d Gör-niczy, 1989, №2.

159. Szczucki W.I., Korniluk W.: Probabilistyczny model wyst?powania fizjologic-znych skutkow razenia elektrycznego. VII, MKNT 1989, Lodz.

160. Szczucki W.I.: Problemy bezpieczenstwa elektrycznego i zastosowania niekon-wencjonalnych metod analizy wypadkow elektrycznych. VIII, MKNT 1991, Lodz.

161. Szczurowski A. Wprowadzenie do teorii powstania wypadkow. PAN, 1983.

162. Taylor R.I.: Body impedance for transient high voltage currents. Symposium on Electrical Shock Safety Criteria. Toronto 1983, Pergamon Press, Toronto 1984.

163. Teresiak Z.: Modelowe opory ciala ludzkiego w technice ochrony przeciwpora-zeniowej. Zeszyty naukowe Polit. Wroclawskiej. Elektryka XXXV, 196, Wroclaw, 1968.

164. TUK-02"Type Tester for the UKPP-2. Developed by J. Hrynkiewicz, designed by R. Zeludziewicz. EPS Szczecin 1994. PRS Approved 1995.03.21.

165. Uklad kompensacji prqdow pojemhosciowych UKPP-2. Dokumentacja Technic-zno-Ruchowa 1-207-16a Producent TELZAS Szczcinek. 1995.

166. Van Amerongen R.A.M. "On convergence analysis and convergence enhancement of power-system least-squares state estimators", IEEE Trans. Power Syst. Vol. 10, November 1995, pp. 2038-2044.

167. Van Amerongen R.A.M. "On the exact incorporation of virtual measurements in orthogonal-transformation based states estimations procedures", Int. J. Elect. Power, Vol. 13, No. 3, June 1991, pp. 167-174.

168. Vempati N., Slutsker I.W., Tinney W.F. "Enhancements to Givens rotations for power system state estimation." IEEE Trans. Power Syst. Vol. 6, November 1991, pp. 842-849.

169. Пат. 8505620-8 (Швеция). Arrangemang for att kompensera kapacitiva och aktivajordstromar./J. Hrynkiewisz, L. Czernecki.

170. Пат. DD 204468 A5 (Германия). Schaltung zur Kompensation der Kapazitats-und Wirkerschlußstrome./ J. Hrynkiewisz, L. Czernecki.

171. Пат. DE 35 40 613 AI (Германия). Schaltung zur Kompensation der Kapazitas-und Wirkerschlußstrome./ J. Hrynkiewisz, L. Czernecki.

172. Пат. GB 2168209 В (Великобритания). System for compensation of capacity and active currents./ J. Hrynkiewisz, L. Czernecki.

173. Пат. 146510 (Польша). Sposob i uklad do kompensacji pojemnosciowych i czynnych pr^dow doziemnych./L. Czernecki, J. Hrynkiewisz.

174. Пат. 95908 (Польша). Sposob i uklad pomiarowy do oceny pracy röwnoleglej i pr^dnic synchronicznych pracuj^cych na morskich statkach / J. Strybel, J. Hrynkiewicz.

175. Пат. P 113738 (Польша). Uklad do analizy rezystancji izolacji lozysk maszyn elektrycznych./ J. Hrynkiewicz, J. Stryla, M. Babczynski.

176. Пат. P 193793 (Польша). Oslona izolacji stojaka lozyskowego./J. Hrynkiewicz, C. Baranski.

177. Пат. P 250717 (Польша). Sposob i uklad do kompensacji pojemnosciowych i czynnych pr^dow doziemnych./ L. Czernecki, J. Hrynkiewicz.

178. Пат. P 251741 (Польша). Oslona izolacji stojaka lozyskowego maszyn elektrycznych./ J. Hrynkiewicz, C. Baranski.

179. Пат. P 332213 (Польша). Uklad kontroli i nadzorowania obwodu odbiorczego w sieci elektrycznej pr^du przemiennego. Zgloszenie z dnia 1999.03.24. Wspoltw.: Jaroslaw Hrynkiewicz, Ryszard Zeludziewicz.

180. Пат. P 184594 (Польша). Uklad do regulacji i prob elektrowni okr§towych./J. Hrynkiewicz, P. Cierzniewski.

181. Пат. Р 333801 (Польша). Sposob aktywnej kompensacji czynnych i biernych pr^dow doziemnych./J. Hrynkiewicz, D. Tarnapowicz, M. Wierzejski, R. Zehidziewicz.

182. Пат. P 337299 (Полыыа)ЦкЫ parametryczno aktywnej kompensacji pr^dow doziemnych w sieciach IT/J. Hrynkiewicz, S. German Galkin, R. Zehidziewicz.

183. Пат. P 339979 (Польша) Sposob i uklad do okreslania uszkodzonej fazy w sieci izolowanej./J. Hrynkiewicz, S. German-Galkin.

184. Пат. P 340122. (Польша) Sposob i niskonapi^ciowe ochronne r?kawice oraz skarpety do ochrony czlowieka przed porazeniami elektrycznymi./J. Hrynkiewicz, M. Kozak, T. Jendrzejczak.

185. Пат. P. 304184 (Польша). Uklad ochrony obiektow przed wybuchami, pozarami i ludzi przed prazeniami elektrycznymi./J. Hrynkiewicz, L. Czernecki, R. Zehidziewicz.