proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2022 год
  Агентство  ПРоАтом. 25 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[20/02/2020]     О предупреждении аварий на сложном объекте


Н.Я. Щербина, д.т.н., с.н.с. ПНИЛ ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА»


М.В. Костына, капитан 1 ранга, нач. кафедры ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА»

От поколения к поколению совершенствуется: надёжность технических средств, системы осмотров и ремонтов, диагностики состояния технических средств, подготовки специалистов, однако повседневная практика эксплуатации сложных технических систем вносит свои поправки авариями  и катастрофами.



Современный  промышленный объект, корабль, самолет со значительным числом функциональных комплексов, систем автоматического управления, информационной поддержки и обслуживающим их персоналом представляют собой сложную организационно-техническую систему (СОТС).        

В общем случае развитие любого аварийного события во многом связано с техническим и эргатическим фактором, с фактором воздействия внешней среды и временем, что может быть представлено выражением вида (1):

АС = f (Фч, Фт, Фс, t)                                    (1),

где:

АС – аварийное событие (авария, отказ, поломка и пр.);

Фч - параметр, характеризующий воздействие человеческого фактора;

Фт - параметр, характеризующий воздействие технического фактора;

Фс - параметр, характеризующий воздействие среды;

t – параметр, характеризующий время.

В основе факторов (Фч,… Фт …Фс) – разнообразие  причин, встречающихся в практике эксплуатации.

Фi = f (Пj ),  где j = 1, N

Человек может выступать и как фактор борьбы с аварией, и как ее причина (Пч). Фактор, вызываемый причинами технического характера (Пт), обусловлен показателями и параметрами безопасности, надёжности, живучести и пр. Фактор, связанный с воздействием внешней среды, обусловлен множеством причин (Пс), начиная с воздействия сил природы и пр. Таким образом, аварийное событие, развивающееся во времени, можно представить выражением вида (2):

АС = [Фч Пч Фт Пт Фс Пс] t                                     (2)

Если рассматривать аварийное событие как функцию одних причин (Пч, Пт, Пс) и времени t, то выражение (2) принимает вид:

АС = [Пч1 Пч2 ...Пчк,  Пт1 Пт2... Пс1 Пс2...Псn] t    (3),

где к, n - число причин, связанных с деятельностью обслуживающего персонала, техникой, воздействием среды и временем.

Гарантировать вероятность исключения аварийного события СОТС практически невозможно при вероятностных показателях надёжности, безопасности и живучести объекта меньше единицы. Резерв в возможности исключения аварийного события заключается в заблаговременном определении и оценке отклонений в состоянии систем, функциональных комплексов (любого объекта) на стадии их перехода в аномальное состояние. Под  аномальным состоянием любого объекта следует  понимать устойчивые отклонения значений одного или нескольких технологических параметров от установленных, определяющих его нормальный режим работы, в результате чего может произойти аварийное событие.

Аномальное состояние любого объекта управления соответствует латентному периоду развития аварийной ситуации, такому, когда аварийная ситуация развивается с той или иной интенсивностью, но еще не зафиксирована средствами традиционного допускового контроля: сигнализация отклонения («предупредительная» и «аварийная») еще не сработала, человеком или средствами автоматики не включен в действие противоаварийный защитный алгоритм.

В латентном периоде состояние объекта такое, что даже если что-то и происходит, то, как показывает практика эксплуатации, лицо принимающее решение (ЛПР) не всегда на это реагирует, вполне обоснованно считая состояние его управления нормальным. Как показал анализ продолжительности  времени  латентного периода развития аномального состояния на примере резонансных аварий СОТС, оно может длиться от минимального значения в несколько минут до нескольких часов. Недооценка аномального состояния  и  непринятие превентивных мер ЛПР на борьбу за живучесть по локализации аварийной ситуации до достижения ею порогового значения, приводила к самым тяжелым последствиям вплоть до  катастроф и гибели людей.

Например, согласно ряду исследований, частота морских происшествий подводных лодок зарубежных ВМС и отечественных ПЛ одного порядка, и составляет значение 3х10-3/кор. год, а частота происшествий с кораблями ВМФ, ВМС и зарубежными кораблями с ЯЭУ на порядок выше (4-6)х10-2/кор. год.

Объединяющей особенностью многих катастроф и других резонансных тяжелых аварий являлось принятие решения о борьбе за живучесть после наступления критического состояния функциональных комплексов и систем, несмотря на то, часть из них длительное время находились в работоспособном состоянии, позволяющем заблаговременно принимать превентивное решение на борьбу за живучесть, прогнозируя возможное развитие события.

Анализ практики эксплуатации СОТС свидетельствует о том, что реакция ЛПР на борьбу за живучесть при изменении  контрольных параметров систем во многих случаях наступает по «классическим канонам»,  вследствие срабатывания «предупредительной» и «аварийной» сигнализации, введенных в те времена,  когда это было единственным «спасением» при отсутствии должных средств диагностики, автоматизации процессов управления. Главным компьютером оставался человеческий мозг с его достоинствами и недостатками.  А это, как правило, потеря  драгоценного времени для принятия превентивных мер и решения по восстановлению заданного значения параметров системы до достижения ими порогового критического значения.

При компьютеризации систем управления СОТС  за счет, созданных систем автоматического управления и систем информационной поддержки, обладающих информацией от разветвлённой сети контрольно-измерительных приборов,  созданы предпосылки для более точной оценки развития аварийной ситуации  до достижения ею критического состояния, используя для этой цели  компьютерные технологии, математику, физику, математические и имитационные модели с учетом организационных, эргатических и др. процессов.

На взгляд авторов, задачей системы информационной поддержки является акцентировать внимание ЛПР (например, оператора управления техническими средствами) на то, что аномалия активно развивается, что пошел отсчет времени на своевременное (упреждающее) распознание аномального состояния системы и принятие соответствующего решения. Объем, содержание и форма представления информации должны позволить ЛПР,  не ожидая срабатывания «предупредительной» и/или «аварийной» сигнализации, быть готовым парировать событие до перехода системы в критическое состояние.

Несмотря на внедрение современных систем информационной поддержки в различных областях, в их структуре не всегда предусмотрен «предупреждающий мониторинг, направленный на ликвидацию внезапности возникновения аварийных ситуаций с помощью требующих разработки и внедрения на объектах систем автоматизированного контроля за скоростью (ускорением) изменений параметров, определяющих обстановку, выдающих заблаговременно соответствующие рекомендации, а также систем контроля состояния технических средств, позволяющий выявлять предаварийное состояние технических средств и обнаруживать их на ранних стадиях».

 

Авторская методика экспресс-оценки «докритического времени» развития аварийной ситуации

Авторская методика экспресс-оценки «докритического времени» развития аварийной ситуации предполагает следующие определения:

- коэффициента угрозы развития аварийной ситуации - ку  в численном виде с целью включения в работу программно-аппаратного комплекса и формирования на его основе соответствующей предикторной информации по локализации и ликвидации аварийной ситуации;

- численного значения «докритического времени» - Ткр  развития аварийной ситуации по изменению контролируемого параметра (параметров) от его/их нормального  значения - хн   до угрожаемого значения  - ху  по скорости и ускорению ее развития  с целью принятия превентивного решения на борьбу за живучесть до перехода  аварийной ситуации в аварию в результате срабатывания аварийной защиты (по сигналам «предупредительной» и «аварийной»  сигнализации).

Коэффициент угрозы – ку для любого (обобщенного) параметра в численном виде представляет собой  предел отношения нормального значения параметра  - хн  к параметру предельного его значения - ху при условии, когда хн стремится к значению ху.  При этом значение параметра хн  соответствует отсутствию угрозы (что = 0), а  значение параметра хн  =  ху соответствует угрозе (= 1).

Таким образом, методика экспресс-оценки «докритического времени» наступления аварийной ситуации (с возможностью формирования «подсказки» для ЛПР, используя предикторную информацию от аппаратных средств функциональных комплексов) позволяет оперировать значениями:

- коэффициента угрозы – ку;

- численного значения «докритического времени» - Ткр

Экспресс-оценка свершившейся аварии может быть получена при выполнении условия

хн  ≥ ху,

где: хн – нормальное значение контролируемого параметра; ху – угрожающее значение параметра.

Обобщенный алгоритм определения и оценки аномального состояния по одному из формализованных параметров может быть представлен в следующем виде (рис. 1).

Выполнение алгоритма предполагает наличие:

- датчиков и показывающих приборов из состава аппаратных средств, обеспечивающих ЛПР предикторной информацией;

- блока преобразователей, модулей, программ, проводящих обнаружение аварийной ситуации, измеряющих скорость изменения контролируемых параметров, ее изменение (ускорение), определяющих время до достижения критического значения контролируемого параметра и выдачу рекомендаций ЛПР на локализацию и ликвидацию аварийного события.

Рис. 1. Обобщенный алгоритм определения и оценки аномального состояния по одному формализованному параметру

Система информационной поддержки, обладающая такими свойствами и возможностями, – это новый уровень организации борьбы за живучесть и работы по предупреждению аварийности.


Заключение

1. Обнаружение и своевременное предотвращение процессов развития аварийной ситуации в зоне устойчивого развития аномального состояния объекта позволит решать основную, наиболее актуальную для современных СОТС, функциональных комплексов  задачу – предупреждение аварий.

2. Выполнение предлагаемых доработок систем информационной поддержки, по мнению авторов, может позволить существенно снизить потенциальную опасность аварийных ситуаций и риск для техники и обслуживающего персонала, и, тем самым, обеспечит  эксплуатационную безопасность на подконтрольном уровне.

 

Список источников

1. Бубнов Е.А. Системы информационной поддержки корабельного оператора технических средств СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014.

2. Лисин С.А. Хронология аварий и катастроф отечественных подводных лодок. – СПб: «Галея Принт». 2011.

3. Петров, С.А. Обеспечение ядерной безопасности корабельного ядерного реакторного оборудования ВМС зарубежных государств. /Учебное пособие/ С.А. Петров. – СПб. ВМИИ, 2002. -323 с.

4. Pоманов, Д.А. Тpагедия подводной лодки "Комсомолец": Аpгументы констpуктоpа/ Д.А. Романов.- СПб.: НИКА, 2009.- 432 с.

5. Чеpнов, Е.Д.  Тайны подводных катастроф. К-429, К-219, К-278, К-141. – СПб.: NIKA, 2008. – 643 с.

6. Щербина Н.Я. К оценке безопасности эксплуатации транспортных ядерных энергетических установок. //Морской вестник. - 2013. № 2 (46 ). – СПб.: 55-57 с.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Безопасность и чрезвычайные ситуации
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Безопасность и чрезвычайные ситуации:
О предупреждении аварий на сложном объекте

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3
Ответов: 2


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 8 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 21/02/2020
Великолепный набор умных слов!


[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 21/02/2020
Главный конструктор установки обязан делать её максимально простой, а не сложной. Предусмотреть обязан каждую мелочь, хотя мелочей, например в ядерной силовой установке для АПЛ нет. Но самое главное, конструктор не должен цепляться за старые технические решения, а должен конструировать установку на новой концепции, которая заставит делать ядерный реактор и силовую установку, в которой нет скрытых угроз аварии. Человеческий фактор в управлении надо исключить. Уже сегодня можно создавать атомный двигатель, который дешевле и даже теоретически не имеет возможности создать ядерную аварию на подлодке. См. ПРоАтом [03/09/2019]  "Атомный двигатель Виноградова" и последующие статьи этого автора.


[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 22/02/2020
В связи с названием публикации вспомнилось: из 17 построенных в советское время эсминцев проекта 956 остался в ВМФ на ходу один и ещё два в ремонте. Остальные не прослужив 30 лет списаны в металлолом. По боевой мощи корабли хорошие, однако у них ненадёжная  котло-паротурбинная установка в отличие от газотурбинной на Больших Противолодочных Кораблях /БПК/ которых пока-что 5 штук на ходу. Хотя и там, в отсутствие украинских газовых турбин на замену сломавшихся, самый поздний пост-советской постройки БПК с самой совершенной на флоте гидро-акустической станцией - стоит на ремонте в неисправном состоянии.
Из крейсеров фактически исправен один "Маршал Устинов". БПК не имеют сильного противо-корабельного и противо-самолетного вооружения. Современные корабли начинаются только в меньшем классе: фрегаты/6/  и в основном корветы /17/ общим числом 23 штуки на 5 флотов. 
О строительстве новых атомных авианосцев, крейсеров и эсминцев - одни разговоры. После потопления ПД-50 даже несколько имеющихся отремонтировать негде. Крупные АПЛ частично там же в ПД-50 ремонтировались.
Впрочем,  в связи с праздником 23 февраля будем сохранять оптимизм и надеяться на возрождение ВМФ, отечественной науки и промышленности.


[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 23/02/2020
... будем сохранять оптимизм и надеяться на возрождение ВМФ, отечественной науки и промышленности. 
Надежда умирает последней!Надо не надеяться, а заставлять ГУНИД (Главное управление по инновациям..), был руководитель Миронов, выискивать и делать проекты принципиально новых технических решений для АПЛ и кораблей ВМФ, а не цепляться за старинные конструкции 50-60 годов прошлого века. Искоренить надо откаты и блатную скрепку науки с заказами от МО РФ.А ваши научные предложения никаким образом не предупредят аварию, если в оборудовании, в ядерном реакторе заложены изначально скрытые угрозы с тех времён, когда о них и не знали, и естественно, не думали.   


[
Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 23/02/2020
«Выполнение предлагаемых доработок систем информационной поддержки… может позволить существенно снизить потенциальную опасность аварийных ситуаций и риск для техники и обслуживающего персонала…» _______________ Уважаемые авторы! То, над чем Вы работаете, – очень важно и актуально. Однако Ваша «система информационной поддержки» является лишь частью системы управления операционным риском сложных систем. Факторы/причины должны быть связаны с конкретными процессами. Это матрица: строки – процессы; столбцы – факторы. В «клетках» матрицы – соответствующие статистические характеристики процессов, получаемые путем мониторинга подсистем. Детерминированный подход типа «коэффициентов угроз» и соотношений типа «хн ≥ ху» не пройдёт. Пройдёт лишь с оговоркой вроде «для доверительной вероятности 99%». С уважением, Б.В. Сазыкин.


[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 23/02/2020
Цитата:
"Надежда умирает последней!Надо не надеяться, а заставлять ГУНИД (Главное управление по инновациям.."

Интересно отметить: сама по себе военная промышленность по числу формальных работников НИИ, КБ и даже заводов, у нас в России не во много раз меньше чем в лидирующих странах. Вот только даже не осмыслены общественностью многие составляющие состояния дел, в которых до сих пор не преодолён хаос связанный с распадом системы распределения труда СССР.

Сотрудники предприятий ВПК у нас распылены по огромному числу мелких слабых полуживых организаций. Которые бы для пользы дела и производительности труда взять да объединить сообразно исполняемым функциям по 5 штук на одну площадку.

Однако это не просто: во-первых,
распределение связано с низкой плотностью населения 9 человек на квадратный километр. Недвижимость сотрудников в мелких городках и посёлках и они не мобильны: не имея автомобиля - привязаны к малой территории где может проходить их рабочий день. Кроме Москвы и Петербурга.

Во-вторых,
в каждых 4 из 5 укрупняемых организаций огромное число знатных людей остались бы без дела или перешли бы в понижение: из директоров и замов в начальники цеха, из бухгалтеров - в кладовщики и тп.

В-третьих,
в своё время в годы "холодной войны" предприятия специально дробили в ущерб эффективности, чтоб их не накрыли одним ядерным зарядом. Помня как у Германии во Вторую Мировую разбомбили шарикоподшипниковые заводы - их производство в СССР рассредоточили чуть ли не на 17 предприятий многие из которых гнали откровенно некачественную продукцию.

Когда после 1991 года со всех заводов была снята рабочая сила, уменьшившаяся где как от 2 до 10 раз - оказалось что от предприятия оставался только "скелет" в виде Дирекции, бухгалтерии, канцелярии, финансово-экономического и административно-хозяйственного отделов а также гаража и отдела охраны. Ну и горстка престарелых инженеров и работяг на морально устаревших и физически изношенных остатках оборудования которое в 1990-е по счастливой случайности не разукомплектовали и не вывезли на металлолом в Прибалтику.

Наглядный пример: производил условно завод 1000 автомобилей в день при СССР. Затем пол-страны (по населению) отделилась вместе с подрядчиками и поставщиками, производившими колёса и двигатели. Стал завод способен производить 1000 автомобилей в день без колёс и без двигателя которые можно продать разве по цене металлолома. То есть после выдёргивания половины занятых из цепочки разделения труда, вместо 1000 производство упадёт не до 500 а до нуля.

Какую реформу надо провести? Надо сказать половине рабочих делавших корпуса и стёкла чтоб прекращали это занятие; вложить деньги на их переобучение чтоб делали двигатели и колёса; вложить деньги чтоб достроить для этих переобучаемых рабочих недостающие здания и закупить недостающие станки. И запустить в действие новую производственную цепочку. После переходного периода, когда вместо запоротого сырья с завода пойдёт нормальная продукция, вся новая производственная цепочка выйдет на темп производства 500 автомобилей в год. Половину темпа былых времён.

Собственно, перепрофилирование и реорганизация тысяч предприятий ВПК у нас ещё не проведена: вместо неё изо всех сил пытались удерживать "в живых" старую советскую производственную цепочку. Смотря по тому, что делаем фрегаты без двигателей и самолёты МС-21 без материала для крыльев.




[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 26/02/2020
Вид имеем уже 20 лет лихой и слегка придурковатый. Сказал тебе большой начальник лететь через год на Луну. Значит надо взять под козырек и сказать"Будет исполнено Ваше гениальное поручение!" А о том, что ресурсов не дал великий начальник, да и по срокам надо в 5 раз больше времени говорить не следует, потому что можно быстро с должностью расстаться и соответствующим довольствием... Ну нельзя же большого начальника дураком выставлять! Смертельно опасно для личной карьеры. Вот и живет эти 20 лет верхушка из таких соображений. Вот и управляют всякие рогозины и прочие талантливые "технари" типа чубайсов. Железки простые делать разучились из тех, что легко делали при СССР. Ну а уж про газотурбинные двигатели для кораблей и самолетов и говорить горько...  


[ Ответить на это ]


Re: О предупреждении аварий на сложном объекте (Всего: 0)
от Гость на 04/03/2020
«Какую реформу надо провести? Надо сказать половине рабочих, делавших корпуса и стёкла, чтоб прекращали это занятие; вложить деньги на их переобучение…И запустить в действие новую производственную цепочку». ___________ Хочу заметить, тема  статьи - не суть опубликованной Вами реплики. Я размышлял: стоит ли отвечать? Решил, что стоит. Ведь речь идёт о безопасности и рисках нашей с Вами страны (заметьте – не государства!). Государство скатывается в национализм, прикрываясь патриотизмом. Между ними разница огромна! Патриотизм – категория социальная и ЛИЧНОСТНАЯ. Национализм…Здесь, мне кажется, прав Джордж Оруэлл («Скотный двор», эссе), определив, что национализм – это жажда могущества + самообман + обман окружающих. Вывод простой: в нынешней олигархической, тоталитарной, лживой и «неграмотной» социальной среде развитие страны (тем более, «запустить в действие новую производственную цепочку») - невозможно… Для начала нужно резко, а не на «проценты инфляции» накормить народ и поставить ему понятную ЦЕЛЬ. С уважением, Б.В. Сазыкин.


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru