Компьютерно-информационная система поддержки принятия управленческих решений при авариях с выбросами химически опасных веществ

В современных условиях перед управленческими и административными органами стоят задачи принятия эффективных решений при возникновении аварий на промышленных объектах, в том числе на магистральных трубопроводах. Результаты анализа данных по аварийным ситуациям показали, что, несмотря на общее снижение в России числа объектов нефтегазо-химического комплекса в последние годы, число аварий на этих объектах возрастает.

К сожалению, в настоящее время в региональных отделениях МЧС России зачастую расчеты по оценке обстановки при авариях с выбросами аварийно химически опасных веществ (АХОВ) проводятся вручную, необходимая информация представляется в виде таблиц и отображается на бумажных картах, что затрудняет восприятие информации и снижает эффективность принятия организационно-управленческих решений по предотвращению и ликвидации последствий аварий. Поэтому особое значение придается разработке компьютерно-информационных систем (КИС) управления качеством ОПС, ранжированию химически опасных объектов (ХОО), выбору критерия ранжирования опасных объектов, отображению информации на электронных картах (э-картах) местности.

Решение этих задач требует обеспечения органов управления оперативной и надежной информацией о состоянии ОПС. Внедрение в практику охраны ОПС современных КИС, управления качеством ОПС, которые имеют всевозможные базы данных, учитывают различные условия и показатели химической аварии, освободит сотрудников от рутинной работы и позволит повысить эффективность их деятельности и принятых решений.

Поэтому задача разработки современных КИС поддержки принятия управленческих решений, позволяющих ранжировать ХОО в соответствии с выбранным критерием, прогнозировать и моделировать процесс развития аварий с выбросами АХОВ, принимать эффективные решения по ликвидации их последствий, является актуальной.

Архитектура КИС поддержки принятия управленческих решений при ликвидации и прогнозировании аварий с выбросом АХОВ состоит из следующих модулей:

Программный модуль «Оператор» предназначен для загрузки среды программирования и регистрации оператора в системе моделирования. Модуль реализован в среде Visual Basic 6.0 и поставляется в виде исполняемого файла.

Программный модуль моделирования процесса развития аварии с выбросами АХОВ «Разлив», реализован в среде Microsoft Visual Basic for Application и предназначен для:

  • • визуального построения сектора возможного заражения;
  • • просмотра динамики развития аварии;
  • • формирования отчета в виде файла текстового процессора Word;
  • • сохранения результатов построения сценария аварии в виде файла;
  • • загрузки ранее построенных сценариев;
  • • реализации общих серверных функций просмотра результатов построения сценариев.

База данных коэффициентов для построения модели содержит данные для построения географического сектора, построения динамики развития аварии.

Дополнительные базы данных содержат переменные окружения для настройки системы и переменные активного сценария.

Принципиальными особенностями условий функционирования органов МЧС регионального планирования и управления авариями с выбросами АХОВ на промышленных объектах являются: а) частичная предсказуемость серьезных проблем охраны ОПС и возможностей их решения;

  • б) частичная предсказуемость мест возникновения и сценариев развития химической аварии;
  • в) слабая предсказуемость масштаба и времени возникновения химической аварии;
  • г) непредсказуемость ряда неблагоприятных событий и ситуаций, обусловленных возникновением и развитием химической аварии, т. е. наличие стратегических неопределенностей.

Этими условиями диктуется необходимость преимущественного использования в КИС управления аварийными ситуациями на ХОО методов планирования и управления, основанных на прогнозировании аварийных ситуаций и событий, возможность срочного принятия управленческих экстренных решений с учетом состояния ОПС (природная среда, условия жизнеобеспечения населения и персонала предприятий и организаций, материальные и культурные ценности региона, социально-политическая обстановка и т. д.). Такие методы эффективно реализованы в программном модуле «Разлив», являющимся частью КИС поддержки принятия управленческих решений в условиях аварий на ХОО, который предназначен для наглядного отображения процессов развития аварий с выбросами АХОВ на э-карте местности, функционирующей в среде географической информационной системы (ГИС) AutoCAD Map 2000i.

При разработке программного модуля «Разлив» использована методика расчета загрязнений, действующая в системе гражданской обороны РФ. Программный модуль «Разлив» предназначен для построения сектора возможного заражения на э-карте местности. Для инсталляции функционирования модуля требуется Pentium 4, Celeron 1,7 и выше, объем памяти не менее 256 Мв, видеокарта не менее 16 Мв, 20 Мв свободного места на диске, операционная система Windows 98 и выше, установленная система AutoCAD Map 2000i, наличие в системе текстового процессора Microsoft Word 97 и выше.

Программный модуль «Разлив» (разработан в среде AutoCAD Мар 2000i):

предназначен для построения на э-карте местности возможных зон поражения при разливе (выбросе) АХОВ;

разработан для э-карты промышленного региона;

может быть использован на других картах, (при необходимости их доработки существует методика доработки карты);

- предполагает создание сценариев аварии, учитывая исходные данные, приведенные в методике, сохранение сценариев в виде отдельных файлов для последующей их загрузки;

позволяет анализировать процесс протекания аварийной ситуации с учетом времени, быстро оценивать обстановку, используя начальные данные об аварии, создавать нормативные документы и указания по ее ликвидации на определенных объектах;

- может быть полезен при анализе аварий и принятии рациональных решений для их ликвидации, а также для обучения персонала ГО и ЧС посредством проведения компьютерных игр на электронных картах;

может работать на э-картах любых территорий, выполненных в формате AutoCAD Map 2000i.

Могут быть разработаны сценарии возникновения и развития аварий с выбросами АХОВ, которые целесообразно создавать для всех потенциально опасных химических объектов и предприятий выделенного промышленного района на базе предварительного составления их паспортов риска, содержащих данные о местоположении, ведомственной подчиненности, производственном потенциале, типах возможных аварий и их масштабах, внутренних (технологических) и внешних причинах возникновения аварий, мероприятиях и средствах их предупреждения, имеющихся возможностях, силах и средствах ликвидации и проведения спасательных и других неотложных работ, связанных с авариями, сопровождающимися выбросами АХОВ, и прочие данные.

Сценарий возникновения и развития химической аварии описывается в терминах множеств альтернативных неблагоприятных возможных событий (угроз) и связей между ними, возникающих, реализующихся и отображающихся на временной шкале выбранного масштаба (часы, сутки). Он содержит все элементы множества альтернативных путей развития отдельной аварии или их комбинации на конкретных потенциально опасных химических объектах. Каждый альтернативный путь развития химической аварии характеризуется объемами ожидаемых ущербов и потерь, которые рассчитывают по имеющимся методикам головных отраслевых институтов.

Основной целью этого программного модуля является повышение эффективности работы органов управления, прогнозирования действий имеющихся сил и средств как при возникновении аварии с выбросом АХОВ, так и в повседневной деятельности, повышение достоверности, полноты и оперативности обработки информации, относящейся к компетенции органов управления.

Рассмотрим интерфейс КИС поддержки принятия управленческих решений по ликвидации аварий с выбросами химически опасных веществ.

Среда компьютерного моделирования аварийных ситуаций и распространения загрязнений реализована в системе AUTOCAD Map 2000i. Общий вид окна системы моделирования представлен на рис. 6.2.1.

С помощью разработанной панели инструментов интерфейса существует возможность выполнять следующие функции:

I_I - Ввод начальных данных. Здесь вводится количество

выброшенного (разлившегося) вещества, время суток, тип вылива, метеорологические условия и т.д.

_- Ввод координат аварии при помощи курсора. Для указания координат места аварии необходимо поместить перекрестие графического курсора в нужное место карты и нажать левую кнопку мыши. После этого выведется окно:

Общий вид окна системы моделирования- Создать/Удалить процесс. При нажатии данной кнопки, строится зона заражения в точке с указанными координатами.

Рис. 6.6. Общий вид окна системы моделирования

_- Динамика развития. При нажатии этой кнопки откроется окно, в

котором при помощи бегунка можно указать любое время с начала возникновения аварии и просмотреть, как будет изменяться облако.

_ - Просмотреть активный сценарий.

_- Показать размеры облака.

_- Обновление экрана. После увеличения карты все линии сглажи-

ваются и принимают более ровные очертания.

I I- Показатьрасстояние между любыми двумя точками.

- Кнопки масштабирования: панорама, увеличить/уменыпить, приблизить, отдалить, увеличить фрагмент, на весь экран, показать район разлива.

- Показать слои.

- Редактировать объектные данные.

- Печать и предварительный просмотр перед печатью.

Пункт меню «Сценарии» позволяет реализовать следующие функции

КИС:

> «Создать сценарий» - данная функция переводит все переменные активного сценария в начальное состояние, т.е. создается сценарий с новыми параметрами и данными.

> «Загрузить сценарий» - данная функция реализует загрузку ранее созданных сценариев. Все сценарии имеют расширение *.scc.

> «Сохранить сценарий» - данная функция реализует сохранение данных о построении сектора возможного заражения. Под активным понимается вновь созданный сценарий, не сохраненный ранее. Сохраняется такая информация, как имя сценария, время создания, дата и исполнитель (оператор).

> «Протокол активного сценария» - данная функция реализует отображение данных о построении сектора возможного заражения на экране. Открывается база данных с имеющимися параметрами: исходными и рассчитанными данными.

> «Сохранить как dwg» - данная функция реализует сохранение данных о построении в отдельном файле формата DXF, который можно импортировать в другие приложения для последующей обработки.

> «Выход» - данная функция реализует выгрузку из системы модели-

рования.

Пункт меню «Вид» реализует сервисные функции просмотра результатов моделирования.

> «На весь экран» - показывает все объекты электронной карты.

> «Приблизить» - приближает на один пункт объекты на электронной карте.

> «Уменьшить» - уменьшает на один пункт объекты на электронной карте.

> «Увеличение фрагмента» - увеличивает прямоугольный выделенный фрагмент на карте.

> «Показать размеры облака» - показывает размеры облака.

> «Показать район разлива» - показывает район разлива. Район показывается путем вывода на экран зоны, соответствующей 1.5 радиусам сектора разлива.

> «Вид разлива» - отображает диалог выбора вида разлива. В программном комплексе реализовано 4 вида разлива.

Пункт меню «Действия» содержит следующие пункты:

> «Ввод параметров аварии» - данная функция вызывает диалог ввода начальных параметров.

> «Создать/Удалить процесс» - данная функция реализует отображение или скрытие визуального изображение сектора разлива на местности.

> «Динамика разлива» - данная функция отображает или скрывает визуальное отображение сектора разлива на местности.

> «Кратчайший путь» - позволяет выбрать на карте две точки и показать путь между ними. Функция необходима для отображения кратчайшего пути, например, от пункта хранения нейтрализующих веществ до района разлива АХОВ. После выбора данного пункта меню появляется приглашение AutoCAD «Выберите точку». Далее появится приглашение к вводу второй точки, после выбора которой на карте будет показан кратчайший путь (см. рис. 6.2.2).

Отображение кратчайшего пути на карте

Рис. 6.2.2. Отображение кратчайшего пути на карте

Объекты в зоне заражения

Рис. 6.2.3. Объекты в зоне заражения

> «Кратчайший путь до АСФ» - позволяет отобразить на карте кратчайший путь до АСФ.

> «Скрыть короткий путь» - позволяет убрать с карты отображенный

путь

«Объекты в зоне заражения» - позволяет вывести окно с перечнем населенных пунктов, попавших в зону поражения (см. рис. 6.2.3).

Пункт меню «Отчеты» содержит функции оформления данных - исходных и расчетных - в формах:

> «Простой отчет» - в отчете представлены исходные и расчетные данные.

> «Отчет с автовыделением объектов» - отчет формируется аналогично предыдущему, однако предварительно выделяется регион, который будет отображен в документе.

«Список объектов в зоне заражения» - формируется отчет с перечнем объектов, попавших в зону разлива.

В главном меню имеется пункт «Помощь», который содержит справку и информацию о программе, а также стандартные оперативные документы, которые могут включать в себя:

  • - контрольные карты и соответствующие перечни материально- технических и людских ресурсов;
  • - схемы, графики и расписания работ;
  • - географические и топографические карты, планы местности и т.д.;
  • - подробные инструкции по выполнению действий, определенных типовым базовым планом;
  • - списки имеющихся в наличии ресурсов;
  • - телефонные справочники на случай аварии с выбросами АХОВ;
  • - каталоги-справочники спецслужб, телефоны контактных лиц и др.

Также здесь могут храниться документы по управлению ликвидацией

аварий с выбросами АХОВ, которые служат для оформления решений руководителей, планирования операций и постановки задач исполнителям. К ним относятся решения, планы, оперативные директивы, приказы и распоряжения, распоряжения по видам обеспечения, рабочие карты и т. д.

Процесс компьютерного моделирования требует ввода начальные данных. Для ввода данных разработан специальный блок - «Мастер ввода данных» (см. рис. 6.2.4).

«Мастер ввода» реализует последовательный ввод данных, требуемых для расчета последствий аварии, связанной с АХОВ: метеорологические условия и другие исходные данные (количество выброшенного отравляющего вещества, производится выброс в поддон или без поддона, в помещении или вне помещения и т.д.). Данные вводятся оператором. Предусмотрен ввод любого требуемого направления и скорости ветра. Градация времени суток проводится, исходя из указанной методики, на утро, день, вечер, ночь, с учетом интенсивности светового облучения днем (ясно, переменная облачность или сплошная облачность).

Диалоговое окно ввода исходных данных для компьютерного

Рис. 6.2.4. Диалоговое окно ввода исходных данных для компьютерного

моделирования

Авария с выбросами АХОВ с момента ее возникновения до локализации и ликвидации ее последствий развивается в динамике. Поэтому сценарий как средство описания аварии и ее модель развития должны отражать процессы возникновения аварийных ситуаций и взаимосвязей между ними в зависимости от времени. Выбор дискретных моментов времени, в которые проводится оценка развития аварии и принимаются управляющие воздействия в целях эффективного противодействия, осуществляется в зависимости от типа и длительности аварии и ее возможных последствий. Для отображения динамики развития аварии используется форма «Динамика» (см. рис. 6.2.5).

Форма отображения динамики развития аварии

Рис. 6.2.5. Форма отображения динамики развития аварии

Деятельность региональных руководящих органов МЧС в условиях химической аварии во многом связана с разработкой, передачей, использованием и архивацией документов различного типа, которые используются при подготовке данных и оформлении управленческих решений, при планировании действий по ликвидации аварий с выбросами АХОВ и доведении заданий до сотрудников оперативных бригад. С помощью документов передается необходимая информация в вышестоящие, нижестоящие и взаимодействующие штабы, выполняется первичный учет деятельности отдельных сотрудников, обобщается и распространяется опыт действий по ликвидации химической аварии. Поэтому, после построения зоны заражения и просмотра динамики развития аварии, существует возможность составить отчет о произошедшей аварии (см. рис. 6.2.6).

При измерении расстояний используется электронная карта территории. Для этого с помощью кнопок «Точка 1» и «Точка 2» курсором указываются две точки и в «Поле показа расстояний» отображается расстояние между точками.

Форма информации о текущем сценарии развития аварии

Рис. 6.2.6. Форма информации о текущем сценарии развития аварии

На рис. 6.2.7 наглядно показана территория заражения, а также объекты, которые попали в зону заражения: улицы, жилые дома, производственные здания и т.д.

Отображение сектора возможного заражения территории

Рис. 6.2.7. Отображение сектора возможного заражения территории

Можно отметить гармонизацию графического интерфейса со стандартами, применяемыми в широко распространенных приложениях Windows. Программа имеет диалоговые окна, которые являются удобным средством ввода параметров команд, так как позволяет видеть их всех одновременно. Основными элементами таких окон являются кнопки, флажки, текстовые поля и списки.

Командные кнопки ОК и Cancel предназначены для управления диалоговыми окнами:

  • - щелчок на кнопке ОК обеспечивает подтверждение выбранных параметров и выход из окна;
  • - щелчок на кнопке Отмена обеспечивает выход из окна без сохранения набора выбранных параметров.

Средствами AutoCAD Map 2000i возможно осуществить поиск оптимального пути и определить зоны доступности. Эти функции относятся к анализу топологий э-карт местности. Процедура «Поиск оптимального пути» в случае сетевой топологии вычисляет кратчайший путь между двумя точками. Процедура анализа «Определение зон доступности» выполняется во всех направлениях от заданной точки до достижения заданного расстояния.

В результате анализа зон доступности определяются все возможные маршруты от выбранного узла. При этом можно задать максимальное расстояние и максимальное сопротивление, в пределах которых будет осуществляться поиск.

В результате анализа зон доступности определяются все дороги, по которым можно доехать, учитывая заданное сопротивление при движении по этим дорогам.

Описанная КИС осуществляет принятие управленческих решений по ликвидации аварий на магистральных трубопроводах с выбросами АХОВ.

При возникновении аварии с выбросами АХОВ информация о сложившейся ситуации сообщается диспетчеру, который затем связывается с управлением МЧС. Оператор МЧС вносит исходные данные (метеорологические условия, количество вылившегося отравляющего вещества, информацию об опасном объекте, на котором произошла авария и т.п.), а затем строит сценарий развития аварии, рассматривает объекты, которые попали в зону заражения, оценивает необходимые материальные и временные ресурсы, а затем принимает управленческие решения и подключает к ликвидации последствий аварии пожарные службы, медицинскую помощь и т. д.

КИС может использоваться в практической деятельности экологических служб, в региональных органах управления МЧС, а также в качестве обучающей системы при проведении учений по отработке взаимодействия всех подразделений МЧС при ликвидации аварий на ХОО.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >