THE SOLUTION OF OPTIMIZATION PROBLEMS IN THE QUESTIONS TO PROVE FIRE SAFETY IN REFINERIES
Аннотация: Предлагается оптимизировать процесс принятия решений при возникновении угроз пожарной безопасности и пожаров на нефтеперерабатывающих предприятиях Республики Казахстан. Проведен сравнительный анализ параметров и критериев оценки действующих отечественных и зарубежных СППР. Показаны пробелы в решении задачи пожарной безопасности и определены преимущества и перспективы использования метода прецедентов для решения оптимизационной модели.
Ключевые слова: оптимизацияподдержки принятия решенийпожарная безопасностьавтоматизациянефтеперерабатывающие предприятияметод прецедентов.
На территории Республики Казахстан действует более 100 нефтеперерабатывающих предприятий, чья деятельность связана с добычей, хранением, переработкой и транспортировкой легковоспламеняющихся углеводородов, а в зонах их размещения проживает почти половина населения Республики. В Казахстане отсутствует единая система предупреждения рисков пожарной безопасности и нефтеперерабатывающие заводы (Далее - НПЗ) используют разрозненные системы реагирования на угрозы. В данном исследовании ставится цель проанализировать используемые готовые решения и на основе метода прецедентов – это анализ возникнувших пожаров на НПЗ в РК и идентификации параметров возможных рисков. Кроме того, при идентификации параметров будет задействован анализ новейших зарубежных систем.
Статистика пожаров на НПЗ в РК подтверждает актуальность выбранных практикоориентированных направлений исследований и составляет за 2007-2017 гг. 176 случаев [1] (то есть 1-2 ед. средних и крупных пожаров в расчете на 1 НПЗ в РК ежегодно).
НПЗ используют различные системы гарантирования пожарной безопасности. Проведем анализ их эффективности путем разделения СППР на критерии. Эти данные в дальнейшим будут положены в основу решения задачи оптимизации критериев СППР. Автором ставится задача создать такой перечень, который будет исчерпывающим и, что главное, взаимоисключающим для каждого вероятного прецедента (решение задачи оптимизации + теория вероятностей для анализа возможных прецедентов). Метод прецедентов позволит впервые отойти от технологии и ликвидации опасностей к системе предупреждения по таким причинам: не будет прямой связи между критериями работы СППР и нарушение работы одной системы не повлияет на другую и на общий уровень пожарной безопасности. Для этого планируется в будущем построить соответствующую математическую модель как основу единой СППР для НПЗ Казахстана.
На данном (пилотном) этапе в основу выявления вышеуказанных критериев в основу положены данные по таким НПЗ в Казахстане: Атырауский, Павлодарский и Шымкентский. В дальнейшем на данных НПЗ планируется апробация единой модели ППР для НПЗ Казахстана.
В таблице 1 представлены функциональные характеристики СППР на указанных НПЗ. Справа мы ввели дополнительное поле, в котором показаны компоненты новейших готовых разработанных за рубежом СППР [2-6], которые можно купить и внедрить уже сегодня. Как видно, компоненты СППР являются неполными.
Полученные данные говорят о несформириованности единого подхода к выбору критериев СППР пожарной безопасности НПЗ. Это очень важный научный вывод, который позволяет говорить о несовершенстве предложенных (даже в комплексе!) компонентов СППР на НПЗ в Казахстане и за рубежом. Именно поэтому многие предприятия разрабатывают собственные системы принятия решений. Но при изменении даже небольших параметров данная система может давать отказ – реально возникает риска пожара, о чем и говорят данные статистики в РК.
В основу разработки параметров и решения задачи оптимизации параметров СППР пожарной безопасности НПЗ РК положен метод прецедентов. Тогда структура критериев для решения данной задачи будет иметь вид:
система формирования отчетов (Хf).
Таблица 1. Используемые критерии принятия решений на некоторых НПЗ РК (Поострено автором)
Группы и критерии работы СППР | Отечественные СППР | Зарубежные действующие системы на крупных НПЗ мира | |||||||||
Атырауский и Павлодарский НПЗ | АРМ-Диспетчер ЦУС | Пожароту-шение | KAMELEON FIREEX KFX (США) | PLC Fire Safety (США) | Fire and Safety Specialists Inc. (Канада) | Fire Station (С(А) | Fire Dinamic stimulation (Финляндия ) | Fireplan (Германия) | |||
СППР ШНПЗ | |||||||||||
Датчики возгорания | + | + | + | + | - | - | + | + | + | + | + |
Анализ горючести материало , оборудования и зданий | - | - | - | + | - | + | - | - | + | + | + |
Фиксатор погодных условий | - | - | - | - | + | + | + | - | - | - | + |
Нейронные сети | + | + | - | - | - | + | + | - | - | - | + |
Ручное | - | - | - | - | + | - | - | - | - | - | - |
Полуавтоматическое | + | + | + | + | + | - | + | - | - | + | - |
Автоматическое | - | - | - | - | - | + | - | + | + | - | + |
Только аналитические таблицы | + | + | + | + | - | - | - | - | - | - | - |
Только анализ ЧП | - | - | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Применение метода прецедентов | - | + | + | + | - | + | - | + | + | + | + |
Прямая – на объекте | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Удаленная – транспортировка | + | + | - | - | - | - | - | + | + | + | - |
Количество направлений тушения 2 и более | + | + | + | - | - | - | + | + | + | + | + |
Пожарные извещатели от 1 на 1000 м2 | + | + | + | - | - | - | - | - | - | + | + |
Инерционность срабатывания в сек. (от 2 сек) | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Резервуары и безопасность жидких и газообразных веществ | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + | - |
Автоматическая | + | + | + | - | + | + | + | + | + | + | + |
По запросу | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Превентивная (предупредительная ) | - | - | - | - | - | + | - | - | + | + | + |
Представим данные группы критериев как элементы оптимизационной модели и получим прямую зависимость одной переменной от другой по данным работы систем в условиях НПЗ в РК, тогда получим такие параметры задачи оптимизации:
(1),
где Z – предполагаемый уровень пожарной безопасности НПЗ.
- предлагаемая модель – матричная (2). Она сформирована на основе задачи оптимизации и учитывает переменные компоненты – фактически это прямая реализация метода прецедентов. То есть модель направлена на исключение зависимости параметров и определения минимального количества работоспособных элементов для базового набора прецедентов. Для НПЗ РК будет разработан перечень элементов этого базового набора на основе анализа статистики пожаров за последние 15 лет.
, (2)
P, o, q – дополнительная переменные по вероятным, текущим и прогнозным презентантам.
Итак, в основу оптимизационной модели в будущей разработки автора будет положен метод прецедентов. Только в последний годы о нем стали говорить в научных кругах [9-11], но в сфере пожарной безопасности он не был реализован. Поэтому исследование автора является передовым в данной сфере, так как планируется его практическая реализация. Метод прецедентов позволит создать гибкую (редактируемую и накопительную) базу данных уникальных для нефтеперерабатывающих предприятий Казахстана компонентов работы СППР в сфере пожарной безопасности. На разработку данной модели планируется получение государственного гранта при поддержке Академия Государственной противопожарной службы МЧС России. Данный проект имеет важное экономическое значения для государства, так как ежегодно затраты НПЗ РК на пожарную безопасность превышают 2, 7 млрд. тенге [8]. Если для всех НПЗ РК действует единая нормативная база пожарной безопасности [12+-15], то и должна быть обеспечена единая система СППР.
Литература
1. Анализ ЧС по Республике (Архив за 2009-2017 год) // Комитет по чрезвычайным ситуациям Министерства внутренних дел Республики Казахстан [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://emer.gov.kz/ru/
2. ТОО «ҚазМұнайГаз Өнімдері» для ТОО «Атырауский НПЗ» и ТОО «Павлодарский НХЗ». СППР - Шымкентский НПЗ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.azskmg.kz/
3. Обзор программного обеспечения для пожарного дела [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pojarunet.ru/obzor-programmnogo-obespecheniya-dlya-pozharnogo-dela
4. Fire and Safety Specialists Inc. URL: http://teamfss.com/site.php
5. Kameleon Fireex KFX. URL: http://www.computit.no/?module=Articles;action=Article.publicShow;ID=526
6. PLC Fire Safety. URL: http://www.plcfire.com/
7. Управление информационными системами [Текст] : лабораторный практикум : Направление подготовки 09.03.03 – Прикладная информатика : Бакалавриат / [автор-составитель А. Ю. Орлова] ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет". - Ставрополь : Изд-во СКФУ, 2016. - 137 с.
8. Колесников Е.Ю. О Нормировании интервальных значений аварийного риска (риска ЧС) // Проблемы анализа риска. - 2016. - Т. 13. - № 2. - С. 66-71.
9. Макарова Е.С. Модели и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений в области ИТ-консультирования на основе метода прецедентов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.10 / Макарова Екатерина Сергеевна; [Место защиты: Сиб. гос. ун-т телекоммуникаций и информатики]. - Новосибирск, 2017. - 22 с.
10. Сенников Н.Л. Все об интеллектуальной промышленной собственности. Ч. 2: Книга. Пояснения к праву: "Прецеденты и методы правоприменения". - 2009. - 101 с.
11. Нечипоренко О.А. Проектирование информационных систем с использованием метода основанного на прецедентах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01. - Краснодар, 2003. - 146 с.
12. Приказ Министра внутренних дел Республики Казахстан от 23 июня 2017 года № 439. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 17 августа 2017 года № 15501 «Об утверждении технического регламента "Общие требования к пожарной безопасности»
13. Закон Республики Казахстан от 11 апреля 2014 года № 188-V «О гражданской защите» (с изменениями и дополнениями по состоянию на 13.06.2017 г.)
14. Приказ и.о. Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 26 декабря 2014 года № 300. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 12 февраля 2015 года № 10242 «Об утверждении Правил определения общего уровня опасности опасного производственного объекта»