Управление безопасностью потенциально опасных объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Третьяков, Петр Андреевич

• Третьяков, Петр Андреевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Третьяков, Петр Андреевич

Введение

1. Анализ проблем обеспечения безопасности потенциально опасных 14 объектов.

1.1. Характеристика потенциально опасных объектов.

1.2. Ранжирование территорий региона по опасностям и угрозам.

1.3. Состояние проблемы обеспечения безопасности потенциально 28 опасных объектов.

1.4. Проблемы управления безопасностью потенциально опасных объ- 31 ектов.

2. Модели систем безопасности потенциально опасных объектов.

2.1. Основные направления обеспечения безопасности потенциально 41 опасных объектов.

2.2. Оценка состояния защиты населения и территорий от чрезвычай- 63 ных ситуаций.

2.3. Основные подходы и методы обеспечения безопасности.

2.4. Модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах (объ- 75 ектах уничтожения химического оружия).

3. Управление безопасностью потенциально опасных объектов.

3.1. Структура системы безопасности.

3.2. Структура системы комплексного экологического мониторин- 100 га на объекте уничтожения химического оружия.

3.3. Разработка системы подготовки для принятия решений по ме- 109 рам защиты персонала и населения при аварии на объекте уничтожения химического оружия.

4. Управление безопасностью на основе службы оперативного обес- 125 печения территориальных органов МЧС России и ЕДДС муниципальных образований.

4.1. Принципы построения и функционирования систем комплексной 125 безопасности региона.

4.2. ЕДДС как элемент интеграции функций системы комплексной 130 безопасности.

4.3. Программный комплекс управления комплексной безопасностью с 138 использованием специального программного обеспечения.

4.4. Информационно-управляющая система комплексной безопасности 145 объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка Удмуртской Республики.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление безопасностью потенциально опасных объектов»

В современных условиях негативные факторы техногенного, природного и террористического характера представляют одну из наиболее реальных угроз для обеспечения стабильного социально-экономического развития страны, повышения качества жизни населения, укрепления национальной безопасности и международного престижа Российской Федерации [123].

Негативное воздействие этих факторов становится все более масштабным и оказывает ощутимое влияние на социально-экономическое развитие и обеспечение национальной безопасности страны.

Федеральными органами исполнительной власти, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления развернуты работы по предупреждению чрезвычайных ситуаций, обеспечению защищенности потенциально опасных объектов инфраструктуры и безопасности населения от угроз техногенного, природного характера и террористических проявлений [112 - 117].

В настоящее время идет изменение приоритетов в обеспечении безопасности от традиционных - защиты жизни и имущества, к новым - обеспечению устойчивости и непрерывности основных бизнес процессов в организациях и на объектах. Наряду с традиционными целями - защита жизни и защита материальных активов - появляются новые цели:

• защита нематериальных активов (интеллектуальная собственность, данные, информация);

• оптимизация инвестиций;

• снижение операционных затрат;

• управление рисками.

Решать эти вопросы без развития электронных систем безопасности с использованием информационных технологий становится невозможным. Все большей популярностью у разработчиков пользуются системы безопасности с открытой архитектурой, которые позволяют не только использовать преимущества новейших сетевых технологий, но и надежно защищать передаваемые данные.

В распределенных системах управления безопасностью основное внимание уделяется решению глобальной задачи множеством взаимодействующих узлов. При этом обязательно имеется глобальная концептуальная модель процесса обеспечения безопасности объекта, глобальный критерий успеха, а распределяются ресурсы, знания, управление и ответственность. Основным направлением согласованного взаимодействия распределенных систем управления безопасностью с открытой архитектурой остается координация. Координирование означает воздействие на подсистемы нижнего уровня, которое заставляет их действовать согласованно.

В общем случае координация осуществляется для достижения общей цели функционирования и выполняется вышестоящей системой. Успех в решении этой задачи оценивается по отношению к общей, глобальной цели, поставленной перед системой. Так как распределенные системы действуют так, чтобы достичь своих собственных индивидуальных целей, то между ними возникает конфликт, на разрешение которого и направлена координация. Таким образом, координацию в распределенных системах безопасности с открытой архитектурой можно представить как частный случай правила согласования решений [64].

Современные системы безопасности - это сложные комплексы, состоящие из сотен и тысяч компонентов самых разных производителей, установленных на больших территориях. Интеграция всей имеющейся техники в единую систему до сих пор решалась лишь частично - в рамках отдельных специализированных подсистем: охранной, пожарной, системы контроля доступа или видеонаблюдения. При этом давно назрела необходимость не только организации эффективного взаимодействия компонентов, формально принадлежащих какой-либо из указанных специализированных подсистем, но и организовать гибкий и оперативный доступ самых разных служб к интересующей их информации непосредственно на рабочих местах [42].

Необходимость оценки эффективности управления комплексными системами безопасности (КСБ) возникает в связи с широким распространением в коммерческих и государственных структурах интегрированных систем технической безопасности и жизнеобеспечения [31].

Обеспечение безопасности населения на региональном уровне в течение последних десятилетий вошло в разряд наиболее приоритетных проблем, решаемых как административными органами, так и учеными многих развитых стран. На реализацию перспективных идей в этой области направлен комплекс правительственных и отраслевых программ США, учитывающих одновременно требования предупреждения техногенных аварий и катастроф, а также ограничения (или недопущения) экологической «составляющей», их возможных последствий. В Европе широко распространение получили нормативные документы, регламентирующие контроль и управление текущей обстановкой в регионах со значительным сосредоточением опасных промышленных объектов. В Российской Федерации разработка подобных программ обеспечения безопасности является важнейшей функцией Министерства по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям РФ, федеральных надзорных органов (Госгор-технадзора, Госатомнадзора, Госсанэпиднадзора и т.д.) и целого ряда других инстанций [31].

Важнейшей задачей координации в распределенных системах безопасности является управление безопасностью. Начальным звеном управления в региональной системе является объект, среди которых выделяется класс потенциально опасных объектов, где экологическая составляющая безопасности является важнейшей.

Актуальность разработки принципов управления безопасностью потенциально опасных объектов вызвана появлением новых технологий, в том числе, утилизации вооружений.

Цель диссертационной работы - обеспечение оперативности реагирования для предотвращения или ликвидации чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах на примере объекта уничтожения химического оружия на основе научно-обоснованных решений управления безопасностью потенциально опасных объектов.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

- анализ проблем обеспечения безопасности потенциально опасных объектов с выделением задачи исследования;

- моделирование безопасности потенциально опасных объектов с оценкой моделей аварийных ситуаций на химически опасных объектах;

- разработка и исследование структуры и функций системы комплексного экологического мониторинга на примере объекта уничтожения химического оружия;

- разработка алгоритмов принятия решений при аварии на объекте уничтожения химического оружия;

- анализ принципов построения и функционирования системы комплексной безопасности на объекте уничтожения химического оружия;

- разработка принципов организации единой диспетчерской службы для оперативного реагирования при чрезвычайной ситуации на потенциально опасных химических объектах;

- разработка и исследование алгоритмов управления комплексной безопасностью и разработка информационно-управляющей системы безопасностью объекта уничтожения химического оружия.

Объектом исследования являются модели систем безопасности потенциально опасных объектов, методы обеспечения экологической безопасности потенциально опасных химических объектов на примере объекта уничтожения химического оружия.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы принятия решений при управлении безопасностью потенциально опасных объектов, методы оперативного обеспечения органов, отвечающих за безопасность с использованием информационных технологий.

Методы исследований в работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследований.

При определении ранжирования территорий по группам безопасности использовались статистические и экспертные оценки. Для моделирования аварийных ситуаций на объектах уничтожения химического оружия применялись методы описания неоднородных явлений в атмосфере, методы оценки предельно-допустимых концентраций отравляющих веществ, разработка алгоритмов принятия решений и принципов специального программного обеспечения управления безопасностью с использованием ЕДДС велась на основе структурного анализа системы комплексного экологического мониторинга потенциально опасных объектов.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена внедрением информационно-управляющей системы комплексной безопасности на объекте уничтожения химического оружия.

Расчет и анализ ряда показателей безопасности потенциально опасных объектов основаны на принятых в МЧС России методиках, а также на положениях теории статистического анализа, теории вероятностей и фундаментальных основах построения вычислительных и информационных распределенных систем.

Достоверность экспериментальных результатов основана на большом объеме экспериментального материала Приволжского и Уральского федеральных округов в рамках задач МЧС России.

Научная новизна работы заключается в разработке научно-обоснованных решений управления безопасностью потенциально опасных объектов, обеспечивающих оперативность реагирования для предотвращения или ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах, а именно:

- предложены модели систем безопасности потенциально опасных объектов на примере объекта уничтожения химического оружия;

- уточнены модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах на основе ГИС технологий;

- предложена структура системы комплексного экологического мониторинга на объекте уничтожения химического оружия с введением элементов принятия управляющих решений безопасностью при чрезвычайных ситуациях;

- разработаны алгоритмы и программный комплекс управления безопасностью объектом уничтожения химического оружия;

- предложена методика использования единой диспетчерской службы как элемента интеграции функций системы комплексной безопасности.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Предложены рекомендации для защиты персонала и населения в сани-тарно-защитной зоне и зоне защитных мероприятий объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка Удмуртской Республики.

Создана и внедрена информационно-управляющая система комплексной безопасности объекта уничтожения химического оружия.

Работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Снижение рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года», утвержденной постановлением Правительства РФ от 29 сентября 1999 года № 1098 и планами НИОКР МЧС России «Разработка комплекса мер по обеспечению безопасности населения России, проживающего вблизи химически опасных объектов» (п. 50 федеральной программы) и тематического плана НИОКР МЧС России п. 4.15 «Автоматизированные системы объединенной системы оперативно-диспетчерского управления субъекта Российской Федерации».

Работа выполнялась в Центрах мониторинга и прогнозирования Удмуртской Республики, Свердловской области и Ижевском государственном техническом университете.

Вся работа в целом, а также ее отдельные части могут быть использованы на потенциально опасных объектах России с участием ведомств, отвечающих за безопасность территорий, в том числе МЧС России.

Апробация работы. Отдельные этапы работы обсуждались и были представлены на научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (г. Екатеринбург, 2001 г.), Всероссийской конференции «Проблемы уничтожения химического оружия» (г. Камбарка Удмуртской Республики, 2002 г.), на Всероссийской конференции «Проблемы предупреждения чрезвычайных ситуаций» г. Тамбов 2003 г., на совместном заседании Совета безопасности Российской Федерации и Президиума Государственного Совета Российской Федерации г. Екатеринбург 2004 г., Международной научно-практической конференции «Проблемы создания и повышения эффективности единых дежурно-диспетчерских служб на базе единого телефонного номера 01» (г. Москва, 2005 г.).

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 15 научных работах, в том числе: 6 статей в журналах и сборниках, 8 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Структура диссертационной работы.

Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, список использованных литературных источников, содержащих 132 наименований и приложения.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Третьяков, Петр Андреевич

Основные результаты и выводы работы состоят в следующем:

1. Получена оценка территорий Приволжского и Уральского федеральных округов по опасностям и угрозам с применением ранжирования территорий по коллективному риску при авариях на химически опасных объектах, что позволило определить основные задачи решения проблемы управления комплексной безопасности потенциально опасных объектов.

2. Разработаны модели систем безопасности потенциально опасных объектов, в которых учитываются различные факторы опасностей - геометрические, временные, а также выделены элементы структуры техногенного риска. Разработана модель статистического исследования зависимостей, которые отражают динамику изменения расстояний между объектом и населенным пунктом с изменением реальной зоны защитных мероприятий.

3. Показано, что использование ГИС технологий позволяет свести построение моделей риска на основе двух факторов - интенсивность воздействия и сопротивление опасному воздействию, определены типы моделей воздействия.

4. На основании системного анализа предложенной обобщенной структурной схемы территории разработана схема управления безопасностью потенциально опасных объектов и модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах на основе ГИС технологий.

5. Получены оценки по категориям опасности территории Приволжско-Уральского региона.

6. Разработаны принципы организации управления безопасностью на объекте уничтожения химического оружия, в которых учтены условия обеспечения принятия решений при чрезвычайных ситуациях и результаты экологического мониторинга.

7. Впервые разработан алгоритм оценки воздействия ОВ с целью принятия решений о вмешательстве для предупреждения и ликвидации последствий ЧС с выделением трех основных зон вмешательства.

8. Выделены основные принципы управления по снижению риска и обеспечения безопасности и определена последовательность их реализации на всех уровнях комплексной безопасности объектов и территорий.

9. Показано, что применение ЕДДС в системах комплексной безопасности позволяет обеспечить оперативное реагирование и управление при ЧС во взаимосвязи с экологическим мониторингом потенциально опасных объектов.

10. Полученные в диссертации решения использованы в информационно-управляющей системе комплексной безопасности объекта уничтожения химического оружия в г. Камбарка Удмуртской Республики, которая отмечена дипломом МЧС России в декабре 2005 года за научно-технические разработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены научно-обоснованные решения организации управления безопасностью потенциально опасных объектов на примере объекта уничтожения химического оружия, которые обеспечили оперативность принятия решений для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций с использованием информационных технологий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Третьяков, Петр Андреевич, 2006 год

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие под ред. В.А. Котляревского, книги 3, 5 и 6. Изд. Ассоциации строительных ВУЗов, М., 1998 2003.

2. Айвозян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика, 1985. - 489 с.

3. Акимов В. А. Методы сравнительной оценки опасности регионов России с учетом катастрофических чрезвычайных ситуаций // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 2000, Вып. 1. С. 41-47.

4. Акимов В.А., Новиков В.Д., Радаев Н.Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», Москва. 2001. - 344 с.

5. Акимов В.А., Лесных В.В., Радаев Н.Н. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах. Москва. Деловой экспресс. 2004.

6. Акимов В. А., Махутов Н. А., Кузьмин И. И. и др. Новая парадигма развития России: комплексные исследования проблем устойчивого развития. М.: Изд-во «Академия», 1999. - 459 с.

7. Алексеев В.А. Проблемы разработки интеллектуальных датчиков импульсных процессов. В сб. Автоматизация физико-технических измерений. Свердловск, УрО АН СССР, 1991. - С. 18-31.

8. Алексеев В.А., Арефьев А.В., Габричидзе Т.Г., Заболотских В.И., Адаптивный экологический мониторинг окружающей среды. Экология и промышленность России, октябрь 2002. С. 11-13.

9. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий. ГОСТ Р 22.0.02-94.

10. Безопасность жизнедеятельности // Под редакцией С.В. Белова. М.: Высшая школа, 1999. - 448 с.

11. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука, 1980. - 976 с.

12. Бурков В.Н., Грацианский Е.В. и др. Модели и механизмы управления безопасностью. Серия «Безопасность». М.: СИНТЕГ, 2001. - 160 с.

13. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. Изд. 2-е. М.: Наука, 1997.

14. Воробьев Ю.Л. Национальная безопасность и управление стратегическими рисками в России // Специальный выпуск аналитического журнала «Управление риском», 2002. С. 4-9.

15. Воробьев Ю. Л. Основы формирования и реализации государственной политики в области снижения рисков чрезвычайных ситуаций: Монография. М: ФИД «Деловой экспресс», 2000. - 248 с.

16. Воробьев Ю. Л., Малинецкий Г. Г., Махутов Н. А. Теория риска и технологии обеспечения безопасности. Подход с позиций нелинейной динамики // Проблемы безопасности при ЧС, 1998. Вып. 11. С. 26-40.

17. Габричидзе Т.Г., Фомин П.М., Кедрук А.В., Михалев М.П. Организация комплексного государственного мониторинга и прогнозирования ЧС на территории республики // Гражданская защита. 2003. № 12. С. 29-31.

18. Горелик В.А., Горелов М.А. Кононенко А.Ф. Анализ конфликтных ситуаций в системах управления. -М.: Радио и связь, 1991.

19. ГОСТ 11.005-74 Правила определения оценок и доверительных границ для параметров экспоненциального распределения и распределения Пуассона.

20. ГОСТ 12.1.010-76* Взрывобезопасность. Система стандартов безопасности труда.

21. ГОСТ Р 22.0.01-94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения.

22. ГОСТ Р 22.0.02-94, ГОСТ Р 22.2.08-96 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий.

23. ГОСТ Р 22.0.07-95 Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов.

24. ГОСТ Р 22.1.01-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения.

25. ГОСТ Р 22.1.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения.

26. ГОСТ Р 22.1.05-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Средства технические мониторинга. Общие технические требования.

27. ГОСТ Р 22.2.03-97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Паспорт безопасности административно-территориальных единиц. Общие положения.

28. ГОСТ Р 22.7.01-99 Единая дежурно-диспетчерская служба. Основные положения.

29. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий РФ от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2001 -2003 годах.

30. Гражданская защита. Энциклопедический словарь. Под общей редакцией С.К. Шойгу. Москва. ДЭКС Пресс. 2005.

31. Гусаров А.В. Получение и обработка экспертных оценок качественного характера для управления техногенной безопасностью в промышленном регионе: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук: 05.13.10. Уфа, 2003. - 16 с.

32. Джеймсон Э., Мюллер Т. и др. Численные методы в динамике жидкостей.-М.: Мир, 1981.-315 с.

33. Дмитриев А.К., Мальцев П.А. Основы теории и контроля сложных систем.-М.: Энергоатомиздат, 1988.

34. Елохин А. Н., Бодриков О. В., Ульянов С.В., Глебов В.Ю. Методология комплексной оценки природных и техногенных рисков для населения регионов России. Обзор информации. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ-М. 1996, Вып.З.

35. Еремин М.Н. Оценка риска и управление безопасностью территорий региона. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 268 с.39