Software & Systems

Создать объекты хранения (ОХ) или уничтожения химического оружия (УХО) с нулевым риском аварии невозможно.

При авариях на этих объектах в атмосферу, на поверхность земли и в водоисточники может поступить большое количество токсичных химических веществ, что приведет к поражению людей, заражению обширных территорий и значительным затратам по ликвидации последствий.

Масштабы последствий аварий в значительной степени зависят от их достоверного прогнозирования, анализа возникшей обстановки и качества оперативного управления силами и средствами чрезвычайного реагирования.

При проектировании ОХ и УХО основные усилия были направлены на снижение вероятности возникновения аварий и ужесточение са-нитарных, гигиенических и экологических требований к технологии и объектам, а повышению эффективности мероприятий по ослаблению последствий аварий должного внимания не уделялось.

На примере концепции ОАО «Гипросинтез» (г. Волгоград) в каждой аварийной ситуации можно выделить три фазы.

Фаза А – возникновение аварийной ситуации в пределах одного технологического блока (участка, процесса). Могут наблюдаться опасные отклонения параметров от регламентированных значений, влекущие за собой незначительные взрывные процессы в аппаратуре, небольшие локальные механические нарушения герметичности технологического участка без угрозы цепного развития аварии.

Фаза Б – угроза цепного развития аварии с выходом за пределы локального участка, технологического блока в результате обширного раскрытия технологической системы и возможность вовлечения в аварийный процесс всего технологического объекта (установки, производства). Для ликвидации аварийной обстановки и защиты от поражения привлекаются спецподразделения предприятия (противопожарные, газоспасательные, медицинские и др.).

Фаза В – цепное развитие аварии на уровне технологических объектов с возможным разрушением зданий и сооружений с большими запасами энергоносителей и токсичных продуктов, расположенных на территории предприятия. Существенные масштабы поражения возможны на всей территории предприятия и за ее пределами. Для ликвидации аварии и ограничения тяжести ее последствий должны привлекаться службы чрезвычайного реагирования объекта, а при возможной длительной угрозе жилым кварталам – территориальные службы быстрого реагирования.

Приведенная общая схема основана на анализе и систематизации реальных событий, происходящих в промышленности, поэтому термин чрезвычайная ситуация (ЧС) можно определить как выход за пределы санитарной защитной зоны ОХ и УХО отравляющих веществ или сильнодействующих ядовитых веществ с концентрацией, превышающей предельно допустимые нормы, ликвидация последствий которой проводится силами чрезвычайного реагирования.

Результаты оценки сценариев ЧС показали, что для предотвращения развития возможных аварий в ЧС (выход отравляющих веществ и сильнодействующих ядовитых веществ за пределы санитарной защитной зоны предприятия) необходимо:

·     при поступлении информации от АСУ технологическим процессом или систем производственно-экологического мониторинга (стационарных и передвижных постов наблюдения) о нарушении технологического режима с возможным выбросом отравляющих веществ (или сильнодействующих ядовитых веществ) в атмосферу должна быть произведена оценка сценария развития аварии;

·     по результатам оценки такого сценария и возможности ее перерастания в ЧС должно быть принято решение о введении в действие режима ЧС с привлечением сил и средств чрезвычайного реагирования объекта, а при необходимости – сил и средств чрезвычайного реагирования вышестоящей структуры.

Предотвращение ЧС прежде всего зависит от скорости моделирования процесса распространения облака отравляющих веществ или сильнодействующих ядовитых веществ и принятия решений, направленных на ликвидацию возникших аварийных ситуаций.

Быстрое моделирование процесса распространения облака и принятие решений возможны только при применении современных средств информационной и вычислительной техники, причем технические средства должны быть в состоянии постоянной готовности и непрерывно, в реальном масштабе времени отслеживать изменения складывающейся метеообстановки на объекте УХО.

Все вышеуказанное обусловливает необходимость разработки программно-технического комплекса (ПТК) автоматизированной системы поддержки принятия решений (ППР). В свою очередь, вычислительной системой ППР должен быть оснащен центр управления ЧС, который является определяющим элементом системы чрезвычайного реагирования.

Таким образом, разрабатываемый ПТК должен рассматриваться как подсистема единого комплекса системы обеспечения безопасности ОХ и УХО.

Алгоритм ППР при ликвидации последствий ЧС, реализованный в ПТК, должен предоставлять пользователю рекомендации по оперативному управлению штатными и придаваемыми силами и средствами ОХ и УХО для минимизации масштабов последствий ЧС.

Рекомендации по оперативному управлению должны выдаваться в автоматизированном режиме и содержать анализ возможности возникновения ЧС при аварии, рекомендации по ликвидации последствий аварий, мероприятия по минимизации последствий ЧС для населения.

Обобщенный алгоритм ППР при ликвидации последствий ЧС должен включать алгоритмы анализа развития аварийной ситуации, оперативного управления штатными и придаваемыми силами и средствами ОХ и УХО по предотвращению развития аварийной ситуации в ЧС и локализации аварии, а также формирования мероприятий по ликвидации последствий ЧС.

Структура обобщенного алгоритма ППР при возникновении аварий приведена на рисунке. Данные по аварии (блок 1) поступают для расчета параметров аварии (параметров источника начального загрязнения) (блок 2). Рассчитанные параметры аварии используются для расчета по уравнениям концентрационного поля значения максимальной концентрации токсичных химических веществ на границе санитарной защитной зоны  при x1=RC3, x2=0 и x3=x3h=1,5 м (блок 3). Рассчитанное значение максимальной концентрации сравнивается с величиной нормативного показателя – стандарта относительной безопасности (блок 4).

Если значение  не превышает величину , то есть

,                                               (1)

облако зараженного воздуха не выйдет за пределы санитарной защитной зоны [1] и ЧС не возникнет. В этом случае выдаются рекомендации по ликвидации последствий аварий на ОХ и УХО (блок 5), в том числе по локализации и ликвидации источника загрязнения.

Если рассчитанное значение  больше величины ССОБ, то есть

,                                              (2)

облако зараженного воздуха выйдет за пределы санитарной защитной зоны [1] и возникнет ЧС. В этом случае включаются алгоритм оперативного управления силами и средствами ликвидации ЧС (блок 6) и алгоритм формирования мероприятий по ликвидации последствий ЧС (блок 7). Функционирование общего алгоритма обеспечивает анализ возможности возникновения ЧС при запроектной аварии на ОХ и УХО, а также поддержку принятия решения должностными лицами ОХ и УХО в ЧС, а именно:

-    по управлению силами и средствами при ликвидации последствий аварии на ОХ и УХО (локализация и ликвидация источника, ликвидация последствий);

-    по управлению силами и средствами при ликвидации последствий ЧС.

Блок-схема общего алгоритма, изображенная на рисунке, иллюстрирует лишь основные идеи алгоритма ППР, поэтому требуется конкретизация формальных операций, то есть проведение декомпозиции общего алгоритма до элементарных фрагментов.

В данном случае следует уточнить термин «Авария запроектная», который трактуется как событие, порожденное какими-либо внешними факторами (стихийные бедствия и катастрофы: ураган, землетрясение, падение летательного аппарата и т.д.), приведшими к нарушению нормального режима функционирования объекта и повлекшими за собой выделение токсичных веществ в окружающую среду [2].

В заключение отметим, что алгоритм реализован в виде программных модулей ПТК «КРАБ» для объекта «Горный» (Саратовская обл.).

Литература

1.   Батырев В.В. [и др.]. Обоснование размеров зоны защитных мероприятий вокруг объектов по хранению и уничтожению химического оружия: отчет по НИР «Вагонетка-О». Этап 2. Новогорск: АГЗ, 1998. 214 с.

2.   Нормы специального проектирования объектов 1281, 1282, 1596, 1597, 1721, 1728, 1729 по уничтожению химического оружия. НСПО1-99/МО РФ. Изд. официальное (утв. НВ РХБЗ МО РФ 17.06.1999 г.). М., 1999. 60 с.