Анализ и моделирование технологических и производственных процессов при наступлении чрезвычайных ситуаций на примере системы пожарной сигнализации

Д.А. Петрова,

студ., daria.grusha@gmail.com

НИЯУ МИФИ, г.Москва

В докладе рассматриваются модели технологических и производственных процессов реагирования на чрезвычайные ситуации (ЧС) для системы пожарной сигнализации (ПС) и системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), как элемента автоматизированной системы управления зданием (АСУЗ).

Для повышения безопасности эксплуатации инженерных систем (ИС) и увеличения эффективности использования ресурсов здания задача автоматизации сбора и анализа данных инженерных систем и управления ими является актуальной.

Моделирование алгоритмов функционирования датчиков и управляющих элементов ИС, а также моделирование поведения людей при критических отклонениях параметров инженерных систем позволяет снизить влияние «человеческого фактора» и минимизировать ущерб.

Models of technological and industrial processes of reacting to extreme situations for systems of fire alarm and warning alarm, as elements of Intelligent Building, are considered in this article.

In order to increase safety of exploitation engineering systems (ES) and also to raise efficiency of using building resources the problem of collecting, analyzing and operating data from engineering systems is actual.

Modelling algorithms of sensors and controllers of ES behavior and also behavior of human in case of critical deviation of ES parameters allows to reduce influence of “human factor” and minimize damage.

1. Автоматизация работы посредством процессов

Разработанные технологические и производственные процессы реализованы в виде графов, диаграммы и программной последовательности шагов, выполненных с использованием «Рабус БМ»[1] при помощи языка программирования python и программы Microsoft Visio.

Платформа «Рабус БМ» – программный комплекс, состоящий из множества модулей, взаимодействующих между собой. Система мониторинга и диспетчеризации “Рабус БM” позволяет наблюдать за работой инженерных систем, контролировать различные процессы, происходящие на удаленных объектах, изменять параметры устройств, которые обслуживают данные объекты, а также просматривать протоколы их работы. Диспетчеризация охватывает информационные системы, включающие базы данных предприятия и оборудование, и является централизованной системой. Централизация управления несколькими системами на базе одной платформы позволяет жестко координировать работу сотрудников и контролировать параметры инженерных систем.

Автоматизированные платформы управления позволяют преобразовать данные в единый формат, удобный для анализа и принятия решений. В случае чрезвычайных ситуаций, такие платформы снижают влияние «человеческого фактора» и позволяют минимизировать ущерб.

Цель работы состоит в интеграции технологических и производственных процессов в рамках общей системы управления инженерной службой, а также разработке технологических модулей взаимодействия с инженерными системами в рамках единой автоматизированной системы управления зданием. Таким образом, разрабатываемый модуль будет предоставлять следующий функционал:

1. Общая система событий (информация по состоянию всех инженерных систем выводится на одном экране, а также показания датчиков);

2. Общая система сигнализации (в случае отклонения от нормы параметров инженерных систем, а также в случае возникновения чрезвычайных ситуаций, таких как пожар, протечка и др.);

3. Общая система процессов реагирования (при возникновении нештатных ситуаций, система предлагает базово зашитые варианты устранения неполадок, например, при возникновении пожара – запустить автоматическую систему пожаротушения, при протечке труб закрыть перекрыть клапана и т.д.).

Общий алгоритм процессов реагирования ПС на критическое отклонение параметров схематически представлен на рисунке 1.

Рис. 1 Схема работы ПС и СОУЭ

С точки зрения визуальной интерпретации технологический процесс является частью автоматизированного рабочего места (АРМ) главного инженера позволяет инженеру следить за состоянием ИС и влиять на ход их работы в случае возникновения потенциальных угроз. Так, например, в случае возникновения протечек, можно будет автоматически перекрыть клапаны, а при пожаре – запустить оповещение или разблокировать все двери. Общий вид системы мониторинга инженерных систем изображен на рисунке 2.

Рис. 2 Личный кабинет главного инженера

Моделирование поведения людей, а также анализ алгоритмов реагирования датчиков и контроллеров инженерных систем позволяют наиболее рациональным и безопасным способом организовать эвакуацию при возникновении пожара. Организация оптимальной эвакуации зависит от многих факторов: количества этажей здания, высоты здания, ширины лестничных пролетов и др.

2. Модели процессов

Технологические процессы можно разделить на две категории: те, которые нацелены на привлечение внимания ответственного лица к незначительным нарушениям в работе системы, таким как, курение в запрещенных местах, запыление дымового датчика, и те, при которых требуются кардинальные меры – возгорание, пожар[2].

Производственные процессы вытекают из технологических, поскольку принятие решений ответственным лицом начинается с поступления сигнала о нарушении на центральный пульт управления.

Все приборы системы пожарной сигнализации соединены друг с другом по кольцевой типологии с помощью контактов двухпроводной линии связи (ДПЛС) и линий последовательного интерфейса RS-485[3]. Фрагмент схемы соединения приборов, а также расшифровка условных обозначений представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.

Рис. 3 Пример структурной схемы соединения компонентов системы пожарной сигнализации

Рис. 4 Расшифровка условных обозначений

Как уже упоминалось ранее, графы процессов строятся с использованием Microsoft Visio и специальных инструментов платформы «Рабус БМ». Пример визуализации процесса в «Рабус БМ» изображен на рисунке 5.

В результате детального изучения работы систем пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией, а также особенностей конкретного офисного объекта, явившегося предметом исследования, норм пожарной безопасности были построены схемы подключения и соединения компонентов системы, проведена настройка системы под конкретный способ работы, смоделированы технологические и производственные процессы реагирования при наступлении ЧС.

Рис.5 Фрагмент графа процесса, построенный в системе «Рабус БМ»

Алгоритмы наиболее распространённых технологических процессов в зависимости от вида нарушения, представлены на рисунках 6, 7.

Рис.6 Частный случай технологического процесса – срабатывание одного пожарного датчика

Рис.7 Частный случай технологического процесса – возникновение возгорания

Как известно, за любым предприятием закрепляется человек, ответственный за работу систем пожарной сигнализации и системы оповещения и управления эвакуацией. Такой человек должен принимать действия в случае возникновения сбоев, нарушений и возгораний. В рассмотренном примере предприятия, наряду с главным инженером, не менее важную роль в организации нормального функционирования систем ПС и СОУЭ играет специально обученный сотрудник ЧОП, все сигналы и сообщения о сбоях получает именно он и дальше принимает меры по устранению неполадок. Рассмотрим алгоритм производственного процесса при возникновении ЧС на предприятии (см. рис. 8).

Рис. 8 Схема производственного процесса при наступлении ЧС

Заключение

Разработанные в ходе исследования технологические процессы наглядно иллюстрируют, каким образом поведет себя инженерная система в зависимости от разных типов нарушений. Исходя из этих данных строится и производственный процесс, в котором четко прописан порядок действий каждого должностного лица в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Главную роль в производственном процессе играет диспетчер, который в режиме реального времени следит за событиями на центральном пульте управления. В рассмотренном примере в качестве диспетчера выступает сотрудник ЧОП.

Моделирование процессов позволило четко определить порядок действий каждого человека, находящегося в здании в момент возникновения ЧС, что в будущем поспособствует повышению безопасности эвакуации и минимизации ущерба.

Литература

1. Описание платформы «Рабус БМ» (Электронный ресурс). – http://www.rabusbm.ru/

2. А-В. Шеер: ARIS- моделирование бизнес-процессов – изд. Вильямс, 2009г. - 224с.

3. Пульт контроля и управления охранно-пожарный «С2000М» - Руководство по эксплуатации - М. : Болид, 2014г.- 111 с.