Как ГИС-комплекс «Риск ЧС» предотвращает аварии на объектах ТЭК

49 минут назад

© Изображение сгенерировано ИИ

Рост сложности технологических систем и появление новых типов угроз делают классические методы анализа промышленной безопасности, основанные на статических сценариях, недостаточно эффективными. На смену им приходит динамическое сценарное моделирование. Программный комплекс «Риск ЧС» на базе геоинформационной системы (ГИС) позволяет перейти от реактивного реагирования к предиктивному управлению рисками на объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и химической промышленности.

За последнее десятилетие стала заметна ограниченность «классических» методов анализа промышленной безопасности ввиду роста сложности технологических систем, появления новых типов угроз и, как следствие, увеличения числа взаимосвязанных рисков. Классическим методом является разработка различного рода документов промышленной безопасности, которые рассматривают заранее определенный набор аварийных сценариев в строго фиксированных условиях. В новых реалиях необходим переход от статического анализа к динамическую сценарному моделированию, которое позволяет учитывать изменение состояния технологического процесса в режиме реального времени. То есть в модель могут непрерывно поступать данные от датчиков, автоматизированных систем управления, метеорологических сервисов и систем мониторинга технического состояния оборудования, что дает возможность одновременно оценивать множество вариантов развития аварии с учетом изменения внешних условий (например, погодных факторов), состояния оборудования, действий персонала и эффективности защитных систем. Это позволяет оперативно определять наиболее вероятные направления распространения поражающих факторов, прогнозировать зоны воздействия, рассчитывать возможный ущерб и выбирать оптимальные меры реагирования.

Архитектура и функционал платформы

Осуществить такой переход можно за счет программного комплекса «Риск ЧС» на базе геоинформационной системы (ГИС), который представляет собой комплексную информационную систему на основе сервисно-ориентированной архитектуры и включает в себя набор специализированных модулей для мониторинга, моделирования, прогнозирования и анализа техногенных, экологических и природных чрезвычайных ситуаций (ЧС) в рамках единой среды – интерактивной электронной карты, доступной через настольные, мобильные или веб приложения. Комплекс может быть доступен в виде услуги по предоставлению сервиса или полностью размещен в собственной инфраструктуре.

Для использования комплекса прежде всего необходимо подготовить данные, а именно, загрузить генеральный план предприятия с привязкой к территории и сформировать необходимые тематические реестры (опасные объекты, ресурсы, силы и средства, уязвимые объекты и т.п.). В отдельных случаях может понадобиться проведение дополнительных изысканий по формированию цифровой модели рельефа, гидрологических характеристик ближайших водных объектов и т.п. На этом этапе также решаются вопросы обмена данными с различными локальными датчиками, станциями и другими устройствами для получения оперативных данных. Дополнительные внешние оперативные данные, такие как метеорологическая, гидрологическая, пирологическая, экологическая (загрязнение атмосферы) обстановки автоматически загружаются с различных ресурсов-агрегаторов.

Функциональные возможности комплекса формируются исходя из потребностей предприятия и видов опасности. На данный момент он включает в себя следующие возможности:

— Экспресс-расчёт и численное моделирование техногенных ЧС (взрывы, пожары, химическое и радиоактивное заражения).

— Мониторинг, анализ и прогноз уровней и расходов воды на ближайших водотоках и моделирование зон затопления, в том числе при прорыве гидротехнических сооружений.

— Мониторинг тепловых аномалий, экспресс-расчет и численное моделирование распространения лесных и степных пожаров.

— Экспресс-расчет и численное моделирование разлива нефти на поверхности суши и воды.

— Мониторинг текущей и прогнозной метеорологической обстановки, включая расчет производных индексов (например, индекс пожарной опасности).

— Расчет сил и средств для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и оценка достаточности имеющихся сил и средств.

— Сравнительный анализ сценариев развития ЧС и определение наиболее вероятных и наиболее неблагоприятных.

— Формирование сводных и специализированных отчетов для разработки документов промышленной безопасности.

Наличие тематических реестров позволяет минимизировать ввод данных для проведения расчетов, все необходимые данные уже имеют пространственную привязку и набор необходимых характеристик. Но комплекс позволяет также проводить расчеты в произвольном месте и при произвольных условиях. Так пользователь может решить задачу по факту или проиграть различные варианты. Наличие доступа через веб-приложения позволяет использовать комплекс без установки специализированного программного обеспечения на локальные компьютеры. Но для отдельных специалистов предпочтительнее работать в настольном решении, поскольку это дает возможности использования локальных данных и более широким возможностям в плане решения задач «что, если так или так». Экспресс-расчет предполагает оценку ЧС на основе действующих в Российской Федерации нормативных документов и выполняет в течение нескольких секунд. Численное моделирование более адекватно описывает процесс и позволяет отслеживать развитие ЧС во временной динамике.

Опыт внедрения: цифровая среда крупного химического предприятия

Одно из крупных химических предприятий использует комплекс по подписке. С момента предоставления генерального плана в формате систем автоматизированного проектирования (dxf, dwg) и отсканированных изображений (tiff), а также разработанных документов промышленной безопасности в офисном формате (pdf) в течение двух рабочих недель был проведен импорт и формирование необходимых баз пространственных данных, опубликованы картографические сервисы и сервисы геообработки, подключены сервисы сбора данных из сторонних ресурсов, оформлены веб карты и разработаны веб приложения. В результате специалисты предприятия получили авторизованный доступ к витрине веб приложений, где каждое приложение отвечает за отдельные рабочие процессы или группы пользователей:

1) Приложение для редактирования позволяет изменять, корректировать пространственные и атрибутивные данные. При этом фиксируется кто и когда создал или изменил запись.

2) Приложение для анализа позволяет моделировать техногенные ЧС и автоматически определять как численность персонала и количество собственных инфраструктурных объектов, так и численность населения, количество прилегающих населенных пунктов, попадающих в зону поражения. В данном приложении также можно оценить последствия и в результате ЧС, полученных в сторонних системах. В приложение автоматически загружены текущие и прогнозные метеоданные, что позволяет более точно провести оценку.

3) Приложение для мониторинга экологической обстановки в районе предприятия позволяет просматривать текущие и архивные данные о загрязнении атмосферы по 10 показателям (диоксид серы, оксид азота, пыль и другие). Данные, отображаемые в приложении, автоматически загружаются по результатам обработки космических снимков.

4) Приложение для мониторинга гидрологической обстановки на ближайшей реке с прогнозом уровней воды на две недели вперед и автоматическим построением зон затопления при выходе реки на пойму.

5) Приложение для мониторинга пирологической обстановки в радиусе 50 километров и возможностью расчета распространения природных пожаров.

6) Приложение для интерактивного просмотра сценариев, указанных в утвержденном плане ликвидации аварийных ситуаций.

7) Видеоинструкции для обучения работы с приложениями.

Переход от статического анализа к динамическому сценарному моделированию — закономерный этап развития систем обеспечения промышленной безопасности. Такой подход обеспечивает более точную оценку рисков, повышает качество управленческих решений и позволяет перейти от реагирования на уже произошедшие события к их предупреждению, что особенно важно для опасных производственных объектов с высоким уровнем потенциальной техногенной опасности

Читайте также: Качество в приоритете: как выбрать коммутатор для IP-камер