close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Технико-технологическое обеспечение надежности автоматической системы пожарной сигнализации

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
На правах рукописи
ГОН ХАСОН
ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
НАДЁЖНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
Специальность
05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и
производствами (в машиностроении)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Набережные Челны – 2018
Работа выполнена на кафедре «Управление качеством» Инженерного института
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».
Научный
руководитель:
Сиразетдинов Рифкат Талгатович
доктор технических наук,
заведующий кафедрой Динамики процессов и
управления КНИТУ-КАИ, профессор кафедры
Управления качеством КФУ, г. Казань
Официальные
оппоненты:
Григорьев Сергей Георгиевич
доктор технических наук, профессор,
член корреспондент РАО, директор института
Математики, информатики и естественных наук
МГПУ, г. Москва
Гильфанов Камиль Хабибович,
доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой Автоматизации
технологических процессов и производств
ФГБОУ ВО «Казанский государственный
энергетический университет»
Ведущая
организация:
ФГБОУ ВО «Поволжский государственный
технологический университет», г. Йошкар-Ола
Защита диссертации состоится «06» июля 2018 г. в 1600 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.081.31 при ФГАОУ ВО «Казанский
(Приволжский) федеральный университет» по адресу: 423800, Татарстан,
г. Набережные Челны, пр. Мира, 13А, Набережночелнинский институт (филиал)
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», УЛК-5,
ауд. 309.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВО «Казанский
(Приволжский) федеральный университет».
Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенные
печатью организации, просим направить по адресу: 423810, Татарстан,
г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/10, диссертационный совет Д 212.081.31.
Автореферат разослан «____» _________ 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Д 212.081.31
к.т.н., доцент
Мавлеев Ильдус Рифович
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Актуальность исследования. Как известно, пожары наносят колоссальный
вред не только экономике государства, но и приводят к человеческим жертвам. Поэтому
раннее обнаружение очагов пожара и своевременное оповещение людей было и остается
актуальной проблемой. Автоматические системы обнаружения пожаров являются
системами сигнализации, которые должны функционировать в автономном режиме и
выдавать сигналы на оповещение людей о возникшем пожаре с целью их скорейшей
эвакуации из зоны очага возгорания и спасения их жизней.
Как технический объект, пожарная сигнализация представляет собой
распределённую по объекту систему, элементы которой связаны сигнальными линиями.
Исходная информация о потенциальной угрозе пожара формируется пожарным
извещателем, воспринимающим тот или иной признак пожара. Сигналы извещателей
воспринимаются прибором приёмно-контрольным (ППК), которых может быть на
объекте несколько или даже десятки-сотни. Они объединены в единую систему, которая
имеет некий пульт контроля и управления (ПКУ), на котором сосредоточена вся общая
информация, и с которого система в целом управляется, конфигурируется и
программируется.
Большое количество элементов и коммуникаций системы влечет за собой
проблемы ее надежности. Для исключения сбоев при возникновении пожара система
имеет достаточно тонкую настройку датчиков и дублирование элементов и подсистем.
Это повышает надежность срабатывания при возникновении пожара, однако влечет за
собой увеличение количества ложных срабатываний системы при отсутствии пожара.
Таким образом, проблема чувствительности системы к восприятию признаков
пожара – обоюдоострая: возможны как не срабатывание при возникновении пожара, так
и ложное срабатывание при отсутствии пожара. Эти явления названы соответственно
ошибкой первого рода и ошибкой второго рода, и оба крайне не желательны.
Но ложные срабатывания пожарной сигнализации (ошибки второго рода) хоть
напрямую и не несут пожарной опасности, однако порождают человеческие сомнения по
поводу реальности опасной ситуации и приводят к халатному отношению людей к
пожарной безопасности, вплоть до несанкционированного отключения самой системы.
Поэтому ложные срабатывания пожарной сигнализации являются достаточно серьёзной
технической проблемой, тесно связанной с человеческим фактором и, поэтому, несущей
угрозу пожарной безопасности.
Таким образом, снижение рисков возникновения пожаров и их последствий
зависит не только от надёжности работы оборудования при угрозе пожара, но и текущего
рабочего состояния всей технологической цепи реагирования на пожар в течение всего
жизненного цикла охраняемого объекта, задачи которой составляют:
– точное определение угрозы, её фиксация и оповещение;
– отработка всеми службами и людьми заданных слаженных действий;
– оперативная эвакуация людей из зон опасности;
– ликвидация угрозы и её последствий.
Поэтому разработка комплексного подхода повышения надежности работы
автоматической системы пожарной сигнализации, охватывающего всю технологическую
3
цепь реагирования на пожар, снижающего риски, идущие от ложных срабатываний, от
человеческого фактора, включающий модернизацию оборудования, систему
организационно-технологических мероприятий, охватывающих должностные лица и
граждан, является актуальной проблемой.
В настоящее время проблемой ложных срабатываний занимаются все большее
количество исследователей как в России, так и за рубежом. Исследования, проводимые в
Республике Корея, большей частью направлены на сокращение неисправной работы
центрального прибора пожарной сигнализации, называемого ещё «пульт контроля и
управления» - ПКУ, сокращению ложных срабатываний прибора приёмно-контрольного
(ППК), неисправной работе пожарных извещателей (в особенности – ложных тревог) и
другого оборудования. Меньше исследуются вопросы, связанные с человеческим
фактором. Можно выделить работы корейских авторов Чхве Кю Чуля, Чон Чин Ми, Гон
Бен Чоля, И Сун Хыма и ряд других.
К российским исследованиям, наиболее близким к тематике диссертации
относятся работы таких авторов как Журавлев С.Ю., Федоров А.В., Пашкевич Н. А.,
Расщекина Е. А., Лытягин Е., Жилин О.И., Малышев К. С., Буслаева М.М. и другие.
Таким образом, существует много исследований, посвященных улучшениям
оборудования и структуры автоматической пожарной сигнализации, однако все
перечисленные исследования не являются комплексными.
В данной диссертационной работе функционирование системы автоматической
пожарной сигнализации предлагается рассматривать комплексно, как технологический
процесс, в который включается как оборудование, персонал, так и сама технология
обеспечения пожарной безопасности. При этом исследована степень влияния этих
компонент технологического процесса на общую эффективность, надежность системы
пожарной сигнализации, и предложены технические и организационные решения,
включая законодательные, для повышения надежности автоматической системы
пожарной сигнализации.
Область исследования соответствует п.9 "Методы эффективной организации и
ведения специализированного информационного и программного обеспечения АСУТП,
АСУП, АСТПП и др., включая базы и банки данных и методы их оптимизации" и п. 13
"Теоретические основы и прикладные методы анализа и повышения эффективности,
надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации" по
паспорту специальности 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими
процессами и производствами (промышленность).
Объект исследования - автоматическая система пожарной сигнализации как
единый технологический процесс, включающий в себя оборудование пожарной
сигнализации, устанавливаемое на объекте, персонал, задействованный в обеспечении
пожарной безопасности объекта, а также нормативы, правила и законодательство,
регламентирующее установку эксплуатацию системы пожарной сигнализации.
Предмет исследования - проблемы, связанные с ложным срабатыванием
оборудования, включая всю технологическую цепочку процесса автоматического
обнаружения пожара и оповещения, и методы обеспечения эффективности и
надежности систем пожарной сигнализации путем модернизации оборудования,
внедрения современных информационных технологий и учета человеческого фактора.
4
Целью работы является повышение надежности автоматической системы
пожарной сигнализации путем комплексной модернизации и повышения
эффективности всех компонент процесса автоматического обнаружения пожара и
оповещения.
Задачи исследования.
1. Исследовать состояние и проблемы в области создания и эксплуатации
систем автоматической пожарной сигнализации.
2. Провести анализ результатов опросов людей, а также, фактических
данных на местах в зданиях, где наблюдаются ложные срабатывания
оборудования автоматической пожарной сигнализации.
3. Разработать способы повышения надежности работы оборудования
автоматической пожарной сигнализации путем использования оптических систем
передачи данных.
4. Разработать приложения, дающие возможность автоматической передачи
информации о состоянии системы пожарной сигнализации на смартфоны
должностных лиц.
5. Разработать систему организационных мероприятий, обеспечивающих
повышение пожарной безопасности объектов за счет уменьшения влияния
человеческого фактора.
6. Разработать
организационно-технологические
мероприятия
по
повышению надежности системы пожарной сигнализации.
Теоретико-методологические основы исследования. При решении
поставленных в диссертационной работе задач были использованы методы
системного анализа, относящиеся к исследованию пожарной сигнализации как
сложной системе, физические основы электротехники и электроники, теория
сигналов и цепей, включая стохастические процессы (шумы) и их параметры,
основы оптики и оптической связи. Использованы научные работы, специальная
литература, посвященные оборудованию автоматической пожарной сигнализации,
а также законодательство по пожарной безопасности, стандарты пожарной
безопасности для оборудования автоматической пожарной сигнализации
Республики Кореи, стандарты пожарной безопасности США, постановления и
закон о пожаротушении в Японии, соответствующее законодательство Российской
Федерации.
Достоверность
результатов
диссертационного
исследования
обеспечивается
соответствием
методологических
подходов
специфике
рассматриваемой проблематики, целям, задачам, объекту и предмету работы,
корректным применением методологии системного анализа, рассмотрением и
анализом широкого объема научной литературы по различным аспектам
исследуемой проблематики, апробацией выдвинутых теоретических положений в
практической экспериментальной работе.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые
научные результаты:
1. Проведен сравнительный анализ и систематизированы состояние и
проблемы в области установки и эксплуатации систем автоматической пожарной
5
сигнализации в таких странах, как Южная Корея, США, Япония, Россия.
2. Выявлены и систематизированы основные факторы, влияющие на
пожарную безопасность, связанные с ложным срабатыванием оборудования
автоматической пожарной сигнализации.
3. Предложена модель процесса эксплуатации автоматической пожарной
сигнализации как технологической цепи, включающей оборудование, персонал и
организационно-методическую составляющую.
4. Исследованы
помехи
в
сигнальных
линиях
на
основе
электропроводных и волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и обоснован
переход на ВОЛС в автоматических системах пожарной сигнализации.
5. Разработан комплексный подход повышения надежности работы
автоматической системы пожарной сигнализации, включающий модернизацию
оборудования путем использования оптических систем передачи данных,
специальное приложение для смартфонов, дающее возможность автоматической
передачи информации о состоянии системы
пожарной сигнализации
должностным лицам, и систему организационных и организационнотехнологических мероприятий, обеспечивающих повышение пожарной
безопасности объектов за счет уменьшения влияния человеческого фактора.
Практическая значимость. Результаты диссертационного исследования
доведены до практических рекомендаций, позволяющих непосредственно
использовать их на практике:
1. Систематизированный анализ факторов и обстоятельств, влияющих на
эффективность применения систем пожарной сигнализации позволяет выявить
новые направления их технического улучшения, выходящие за рамки данного
диссертационного исследования.
2. Технологии управления и мониторинга систем сигнализации с
помощью смартфона и опыт их апробации заслуживают распространения во всех
системах пожарной сигнализации в качестве дополнительной опции, и, по своей
сути, являются новым словом в инфо-коммуникационных технологиях, синтезом
технологий пожарной безопасности с информационными технологиями.
3. Информационные технологии передачи сигналов с применением
ВОЛС могут быть использованы при проектировании современных
автоматических систем пожарной сигнализации, и могут быть распространены на
другие системы передачи информации и управления.
4. Разработанные мероприятия по снижению влияния человеческого
фактора в технологической цепи функционирования системы обеспечения
пожарной безопасности на основе систем пожарной сигнализации, как и вся
данная диссертационная работа в целом позволяет обеспечить надлежащий
уровень пожарной безопасности на объектах самого различного характера.
Положения, выносимые на защиту.
1. Результаты сравнительного анализа и систематизации состояния и
проблем в области установки и эксплуатации систем автоматической пожарной
сигнализации в таких странах, как Южная Корея, США, Япония, Россия.
6
2. Основные факторы, влияющие на пожарную безопасность, связанные
с ложным срабатыванием оборудования автоматической пожарной сигнализации.
3. Модель
процесса
эксплуатации
автоматической
пожарной
сигнализации как технологической цепи, включающей оборудование, персонал и
организационно-методическую составляющую.
4. Обоснование перехода на ВОЛС в автоматических системах пожарной
сигнализации.
5. Комплексный подход повышения надежности работы автоматической
системы пожарной сигнализации, включающий модернизацию оборудования на
основе оптических систем передачи данных, специальное приложение для
смартфонов для передачи информации о состоянии системы
пожарной
сигнализации должностным лицам, систему
мероприятий, обеспечивающих
повышение пожарной безопасности объектов за счет уменьшения влияния
человеческого фактора.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной
работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях:
 Научная конференция Корейского института коммуникационной и
информационной науки, Республика Корея, 2012 г.
 Международная научно–практическая конференция «Перспективы
развития наука и образования», г. Москва, 30 декабря 2014 г..
 Первая
международная
научно-практическая
конференция
"Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии", г. Тверь, 25
марта 2015 г.
 18 Международное социально-педагогическое чтение, посвященное
20-летию подготовки социальных педагогов, г. Москва, 27 марта 2015 г..
 Семинар преподавателей национального университета пожарных,
Республика Корея, 2016 г.
 Летняя конференция ассоциации по педагогическому образованию в
Корее, Республика Корея, 2016 г.
Результаты внедрены, в общей сложности, на 19 объектах Республики
Корея, включая государственные учреждения и объекты образования.
Основные публикации. По результатам диссертационных исследований
опубликовано 21 печатных работ, в том числе 3 публикации в научных журналах,
входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, 10 публикаций в
иностранных научных журналах. Полный список публикаций приведен в
заключительной части автореферата и в списке литературы по диссертации.
Внедрение результатов исследования.
Результаты диссертационных исследований использованы при выполнении
Проекта по усовершенствованию автоматической системы пожарной
сигнализации Научно-исследовательским центром южнокорейской компании
HyundaiInfraCoreCo., Ltd., по результатам исследований разработаны и начато
производство пожарных извещателей с оптической передачей данных.
Предложенные диссертантом автоматические системы пожарной сигнализации в
7
настоящее время установлены на ряде государственных и общественных
учреждениях Республики Корея. Результаты исследований также используются в
учебном процессе на кафедре Пожарной безопасности Университета Усок,
Республика Корея. Информация о внедрения более подробно представлена в 4
главе диссертации, акты и другая документация представлены в приложении.
Личный вклад соискателя. Вся диссертационная работа выполнена
автором самостоятельно. В большинстве работ, опубликованных в соавторстве,
соискателю принадлежит основная роль в отношении решения поставленных
задач, анализа результатов и формулирования выводов. Также автором
самостоятельно создана экспериментальная установка,
выполнены все
экспериментальные исследования, обработаны и обобщены их результаты.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения.
Диссертация изложена на 236 страницах, включая 44 рисунка и 46 таблиц.
Количество библиографических ссылок – 257.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дана общая характеристика проблем, решаемых в
диссертации. Рассмотрены актуальность исследования, цель работы, объект и
исследования,
основные аспекты диссертационной работы. Выдвигается
основная гипотеза, подразумевающая два технических и один человеческий
фактора, определяющих надежность автоматической системы пожарной
безопасности:
А Передача сообщений о событиях в системе пожарной сигнализации
объекта на смартфоны указанных должностных лиц обеспечит существенное
повышение эффективности управления пожарной безопасностью объектов.
Б Замена электропроводной связи в системе пожарной сигнализации на
волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) существенно снизит частоту ложных
тревог.
В Необходим анализ и выработка предложений по управлению
человеческим фактором в технологической цепи обеспечения пожарной
безопасности посредством применения системы пожарной сигнализации, начиная
с регламентов и образовательных мероприятий, и заканчивая законодательными
актами.
В первой главе проводится аналитический обзор методов и средств
автоматической пожарной сигнализации и проблем их эффективного применения,
ставится задача исследования.
В общем виде система пожарной сигнализации рассматривается как
распределённая по территории объекта, состоящая из дискретных устройств,
объединённых сетью сигнальных линий, как показано на Рис. 1.
8
Рисунок 1 – Система пожарной сигнализации как распределённая система
контроля и управления. Структурная схема
Сигнальные линии в данной структурной схеме подразумеваются двух уровней:
линии, соединяющие приборные цифровые устройства (по сути –
специализированные контроллеры) – ППК между собой и с центральным устройством –
ПКУ, которые всегда являются цифровыми интерфейсными линиями сигнальной связи;
линии, соединяющие извещатели пожарные (ИП) – как между собой, так и
подключаемые к ПКП – они могут быть как аналоговыми, так и цифровыми,
интерфейсными (чаще всего отличающимися по структуре информации от линий
предыдущего более высокого уровня) – в зависимости от принятого в системе формата
выходных сигналов извещателей.
В качестве сигнальных линий в системах пожарной сигнализации чаще всего
почти везде в мире применяют электропроводные. Однако есть отрасли, где провод
практически вытеснен оптоволокном – ВОЛС. Это линии высокоскоростной связи и
высокопроизводительных компьютерных сетей.
В обзоре практики применения систем пожарной сигнализации в различных
странах (Корея,США, Япония, Россия) данной главы имеется ссылка на применение
ВОЛС прежде всего в Японии, отчасти в США, в Корее в данном направлении
совершаются только первые шаги. Но это всё-таки линии первого уровня.
Забегая вперёд необходимо отметить, что в диссертации, хотя проведённый
довольно подробный и объёмный анализ работ корейских авторов не выявил
9
информацию об использовании где-либо в Корее ВОЛС для формирования сигнальной
связи между извещателями, ставится вопрос о необходимости перехода на ВОЛС на
этом уровне передачи сигналов.
Для этого в главе проведён подробный и глубокий анализ фактического
состояния проблем эффективности систем пожарной сигнализации в Республике Корея,
а также, анализ доминирующих факторов снижения эффективности функционирования
систем пожарной сигнализации.
Данный анализ чётко выявил, что проблемы технического плана умножаются на
проблемы, связанные с человеческим фактором – на самых разных уровнях – вплоть до
несовершенства законодательства.
В своей совокупности исследования, отражённые в первой главе, позволили
правильно поставить комплексную задачу дальнейших исследований по диссертации, но
не только это.
Важный научный результат работы по первой главе – разработка структурной
модели технологии функционирования системы обеспечения пожарной безопасности на
базе систем пожарной сигнализации, обеспечивающей системное представление
технологической цепи обеспечения пожарной безопасности с применением системы
автоматической пожарной сигнализации в виде некой формализованной обобщённой
структурной модели, представленной на рис. 2.
Рисунок 2 – Структурная модель исследования
В соответствии с представленной моделью ядром системы является информация
о процессе – как состояния самой пожарной угрозы, так и технического состояния всех
подсистем, организации должностных лиц (включая нормативно-законодательное
регулирование) и т.д.
Входной по отношению к ядру информацией является информация о
потенциально существующей и могущей возникнуть в любой непрогнозируемый момент
угрозе пожара. Выходом же или результатом всего технологического процесса при
10
возникновении пожара является своевременная эвакуация людей с целью спасения их
жизней и ликвидация очага возгорания.
Ключевым фактором надёжности и даже принципиальной возможности
формирования информации о возникшем пожаре является, конечно, система пожарной
сигнализации, относящегося, очевидно, к левому нижнему ярусу схемы.
Важнейшую роль играет и человеческий фактор, относящийся к правому
нижнему ярусу схемы. Вплоть до принудительного и самовольного отключения системы
сигнализации и оповещения. Это именно люди, как было совсем недавно в 25—26 марта
в российском городе Кемерово, где в чудовищном пожаре погибли 60 человек, в том
числе 41 ребёнок. Ещё идёт следствие, но объявлен факт, что пожарная сигнализация
была отключена, и что по предварительным данным дежурный поста охраны не запустил
оповещение людей по громкой связи.
Возглавляет схему Технологическая организация всего процесса
обеспечения пожарной безопасности.
Подобный подход может быть расширен на решение широкого круга
научных задач из других самых разных областей человеческих знаний.
Вторая глава целиком посвящена техническим мероприятиям для решения
задач диссертации в рамках технологического комплекса, отображённого на рис. 2.
Первая её часть посвящена созданию и исследованию приложений к смартфону
с целью вывода на него информационных сообщений от системы пожарной
сигнализации здания.
ПКУ принимает информацию при возникновении пожара, и если во
вставленный модуль CDMA, через смартфон будет передана текстовая информация о
появлении воспламенения, то эта информация будет выведена на экран смартфона
автоматически. При нажатии на аварийную кнопку на экране гаджета, можно детально
проверить информацию о пожаре, после проверки по экстренной связи с постом
охраны и выявлении, что тревога ложная, при нажатии на кнопку «стоп», звучание
сигнала тревоги прекратится. Но, если не подтвердить по экстренному вызову, что
тревога ложная, сигнал тревоги будет продолжаться, циклически повторяя заранее
записанные речевые сообщения во всём здании по громкой связи.
Во второй части главы исследуется вопрос замены сигнальных
электропроводов на ВОЛС – как для создания сигнальных линий, сообщающих между
собой ППК, так и соединяющих и подключающих к ППК пожарные извещатели.
Для выполнения данных исследований рассмотрена внутренняя структура
данных устройств – вплоть до полных принципиальных электрических схем и
печатных плат, по понятным причинам в автореферате не помещаемым. В главе
приведен весь объём проделанной инженерной работы, подтверждённый схемами и
фотографиями технических устройств и комплексов.
Проведён подробный анализ всех возможных направлений улучшения
извещателей пожарной сигнализации, как основного источника ложных тревог,
которые возникают не только вследствие некачественных электрических сигнальных
линий. Предложено двенадцать мер улучшения извещателей, из которых приведем
следующие.
А) Компенсация дрейфов (медленно меняющихся сигналов).
11
Сами по себе сигналы о пожаре являются медленно меняющимися. Поэтому и
увеличение концентрации продуктов горения, и явное появление и распространение
пламени, и тепловое воздействие – развиваются минутами. На фоне этих медленных
изменений все другие шумовые дрейфы сигналов, присутствующих в электронном
тракте пожарного извещателя, становятся существенным фактором, провоцирующим
ложные срабатывания.
Предложен метод борьбы с подобными дрейфами, основанный на частотной
селекции – отсечении шумовых дрейфов от полезного сигнала. Например, частотный
спектр дрейфа, связанного с запылённостью дымовой камеры, гораздо более низок, чем
спектр сигнала задымлённости. Это позволяет в электронном тракте формирования
сигналов дымового пожарного извещателя вводить компенсацию запылённости. То же
касается температурного фона тепловых пожарных извещателей, определяемого
конвективными потоками от радиаторов отопления или от времени года. Данный
температурный фон является шумовым дрейфом и может быть скомпенсирован по
аналогичному принципу.
Кроме того, существует необходимость термокомпенсации (ТК) параметров не
только тепловых, а всех типов пожарных извещателей. Это известная в теории
датчиков термокомпенсация нуля (ТК первого рода) и ТК чувствительности (ТК
второго рода).
Б) Более широкое внедрение адресных систем. Использование адресных
пожарных извещателей позволяет не только сообщать на пульт факт превышения в
целом в системе сигналами порога угрозы, но и место её возникновения, и
осуществлять данный контроль непрерывно.
В) Комплексирование первичных преобразователей признаков пожара.
Комбинация контроля хотя бы двух из трёх признаков пожара – огня, температуры – и
превышение естественного фона концентрации продуктов горения в воздухе –
практически исключает ложные тревоги.
Г) Выработка тревожных извещений с использованием логической схемы «И»
сработавших извещателей. Речь о подаче сигнала «Внимание» на пульт пожарной
охраны. А сигнал «Пожар!» подаётся лишь в случае тревоги с двух и более
извещателей сразу.
Действительно, пусть вероятность ложного срабатывания извещателей
данного типа, выбранных для оснащения конкретного объекта на протяжении
заданного временного интервала T составляет величину P0. Тогда логично
предположить, что ложная сработка любого другого извещателя за тот же период
времени T является статистически независимым событием по отношению к
ложной сработке первого извещателя и его вероятность также составляет
величину P0. Соответственно, вероятность совпадения на этом же интервале T
ложных срабатываний двух извещателей составит величину P0 2 .
Чтобы оценить данные величины в реальном измерении количественно примем
конкретно, что P0= 0,0001 для интервала времени T=1800 с. Данный интервал в
четверть часа достаточен, чтобы дежурный поста пожарной охраны здания, увидев
сигнал «Внимание», успел убедиться, что сработка действительно ложная. Тогда
вероятность того, что за этот же период времени сразу два извещателя в шлейфе дадут
12
ложную сработку составит всего (0,0001)2=0,00000001. Это означает, что если ложная
сработка одного извещателя в течение четверти часа вероятна лишь в одном случае на
10 тысяч, то ложная сработка сразу двух извещателей за этот же период будет вероятна
лишь в одном случае на 100 миллионов. Это означает, что это событие практически не
возможно, соответственно, если в шлейфе сигнализации сработали сразу два
извещателя, то это практически точно означает пожар на объекте и следует
незамедлительно подавать сигнал пожарной тревоги.
Аналогичный принцип перемножения малых вероятностей действует и в
предыдущем пункте В), посвящённом комплексированию извещателей.
В главе приведён статистический анализ параметров шумов в результате
замены электропроводных сигнальных линий на ВОЛС, показавший, что даже в
худшем случае улучшение соотношения сигнал/шум в результате данной замены,
составляет 960,0 раз.
В третьей главе исследуется и всесторонне прорабатывается именно
технологический процесс обеспечения пожарной безопасности объектов посредством
применения систем пожарной сигнализации. Рассматриваются и технические, и
организационные, и нормативные законодательные мероприятия в их органической
совокупности.
Для анализа привлечён такой исследований инструмент, как опросы. Кроме
того, исследования проведены и в сравнении показателей разных стран – Кореи,
Японии и США.
Подтверждается верность модели технологической цепи, отражённой на рис. 2,
в частности, её нижнего правого сегмента – человеческого фактора. Построение модели
в данном виде и всесторонний анализ факторов, связанных с данным сегментом,
позволяют решить проблему, связанную с человеческим фактором.
В итоге, меры, связанные с сегментом «Люди, задействованные в
технологической цепи» процесса обеспечения пожарной безопасности посредством
применения средств пожарной сигнализации, принятие которых сейчас актуально в
Корее, можно свести в следующим:
–
образовательные;
–
законодательные;
–
меры, направленные на усиление контроля – как за людьми, так и за
техникой;
–
санкционные;
–
нормативно-технические.
Как показывает, в частности, опыт США, такой комплексный подход приводит
к качественному повышению эффективности технологии обеспечения пожарной
безопасности с помощью технических средств пожарной сигнализации.
Применение положений данной главы для Республики Корея будет определяться
в соответствии с установленными в данной стране регламентами, очевидно, после
широкого обсуждения опубликованной диссертации экспертами.
В четвертой главе приводятся результаты внедрения работы в различных
областях человеческой деятельности и на конкретных объектах.
Так, совместно с научно-исследовательским центром HyundaiInfraCore был
13
разработан проект, в котором предлагалось заменить медные кабели на
оптоволоконные во всех видах оборудования: ПКУ, ППК, цепи извещателей.
Проект реализован успешно, после произведенных модификаций в
соответствии с положениями данной диссертации новое оборудование было одобрено
Пожарным Институтом Кореи для коммерческой реализации.
В целом результаты работы внедрены в общей сложности на 19 объектах,
включая объекты образования. Заключён контракт с Китаем на внедрение результатов
данной диссертации. Ведётся подготовка и соответствующего соглашения между
Кореей и Россией.
В заключении подводятся итоги проделанной работы, в которой исследованы
и предложены технические решения и организационные мероприятия, включая
законодательные, для повышения надежности автоматической системы пожарной
сигнализации.
В приложении приведены копии документов, подтверждающих качество,
регистрацию, подлинность, эффективность, техническую новизну (патенты, включая
международный уровень), сертификацию (включая международную) результатов
представленных в диссертации исследований.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Основным результатом диссертационной работы является разработка
нового научно обоснованного подхода повышения надежности работы
автоматической системы пожарной сигнализации, основанной на комплексном
рассмотрении всех факторов ее функционирования как человеко-машинной
системы.
При проведении теоретических и практических исследований по теме
диссертации получены следующие результаты:
1. Проведен сравнительный анализ и систематизированы состояние и
проблемы в области установки и эксплуатации систем автоматической пожарной
сигнализации в таких странах, как Южная Корея, США, Япония, Россия.
2. Выявлены и систематизированы основные факторы, влияющие на
пожарную безопасность, связанные с ложным срабатыванием оборудования
автоматической пожарной сигнализации.
3. Предложена модель процесса эксплуатации автоматической пожарной
сигнализации как технологической цепи, включающей оборудование, персонал и
организационно-методическую составляющую.
4. Исследованы помехи в сигнальных линиях на основе электропроводных и
волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и обоснован переход на ВОЛС в
автоматических системах пожарной сигнализации.
5. Разработаны мероприятия по снижению влияния человеческого фактора в
технологической цепи функционирования
системы обеспечения пожарной
безопасности на основе систем пожарной сигнализации.
6. Разработан комплексный подход повышения надежности работы
автоматической системы пожарной сигнализации, включающий модернизацию
оборудования путем использования оптических систем передачи данных, специальное
14
приложение для смартфонов, дающее возможность автоматической передачи
информации о состоянии системы пожарной сигнализации должностным лицам, и
систему организационных и организационно-технологических мероприятий,
обеспечивающих повышение пожарной безопасности объектов за счет уменьшения
влияния человеческого фактора.
Результаты внедрены, в общей сложности, на 19 объектах Республики Корея,
включая государственные учреждения и объекты образования.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1.
Гон Ха Сон. Необходимость в комплексном оборудовании видеосообщений
и тушения при пожарах в Корее. Электронное научное издание «НАУКОВЕДЕНИЕ».
Том 7, № 1(26 выпуск), 2015. С. 1-10. (Список ВАК №281)
2.
Гон Хасон. Современные меры по минимизации ложных срабатываний
оборудования автоматической пожарной сигнализации в Корее. МИР (Модернизация.
Инновации. Развитие). 2015, Том 6, № 2. С. 60–63. (Список ВАК №1272)
3.
Гон Ха Сон. Причины ложных срабатываний автоматической пожарной
системы оповещения и планы по ее усовершенствованию в Корее. Наукоемкие
технологии в космических исследованиях Земли. 2015. Том 7. № 3. С. 64–67. (Список
ВАК №1350)
Публикации в изданиях, индексируемых Scopus
4.
Ha-Sung Kong, Jong-SeogYang, Kwang-SunKang. “Development of smart phone
applications linked with fire alarm control panel in automatic fire detection system”.
International Journal of Smart Home. Vol. 10, No. 2, 2016. P. 11-18.
5.
Ha-Sung Kong, Jong-Seog Yang, Kwang-Sun Kang. “Comparative study of the
conventional and optical communication analog fire detector signal attenuations with various
number of fire detectors”. International Journal of Control and Automation, Vol. 9, No. 3, 2016.
P. 299-308.
6.
Ha-Sung Kong, Kwang-Sun Kang, Jong-Seog Yang. “Noise Elimination Method
in automatic fire detection equipment in accordance with the communication distance”.
International Journal of Smart Home, Vol. 10, No. 3, 2016. P. 41-50.
Публикации в других изданиях
7.
Kong Ha-Sung, Lee Jong-Hwa. Development of Composite Examination
Equipment for Improvement of Fire Detectors Checking Technology. Journal of the Korea
Safety Management and Science, volume 10, issue 4, 2008. Pages 135~143.
8.
Гук Хен Хо, Чо Дэ Хо, Гон Ха Сон. Меры по улучшению эффективности
управления системой противопожарной защиты. Научный журнал корейского института
пожарной науки и инженерии, Том 22, Выпуск 1, 2008. С. 124-125.
9.
Гон Ха Сон, Чо Тэ Чже, Ха Сон У. Сравнительное исследование кодексов
национальной пожарной безопасности и автоматических систем обнаружения пожара в
Корее и Японии. Журнал Корейского института машиностроения, Том 15, № 4, 2010. С.
41-49.
10. Lee Jong-Hwa, Lee Chun-Ha, Kim Shi-Kuk, Kong Ha-Sung. A Study about
False Alarm of Automatic Fire Detection System. Journal of the Korea Safety Management and
15
Science, volume 13, issue 1, 2011. Pages 41~49.
11. Ли Чон Ха, Ли Чун Ха, Ким Си Кук, Гон Хасон. Предложения по
уменьшению не связанных с пожарами сообщений автоматических систем обнаружения
пожара. Вестник Корейского научного общества обеспечения безопасности, Том 13, № 1,
2011. 42 с.
12. Ли Чон Хва, Гон Ха Сон, Чо Ён Тэк. Исследование развития оптических
линий связи автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры. // Корейский
институт коммуникационной и информационной науки, материалы конференции, 2012.
С. 450.
13. Гон Ха Сон. Исследование проектов введения частно-государственной
корейской системы первой помощи. // Международная научно–практическая
конференция, часть V, «Перспективы развития науки и образования», «АР-Консалт».
2014. С. 133-139.
14. Shin Hyo-Jin, Yun Ji-Hui, Kong Ha-Sung. The Efficient Management Plans for
the Lightweight Partition Walls and Evacuation Space in Apartment Houses. Journal of the
Korea Safety Management and Science, volume 17, issue 1, 2015. Pages 53~66.
15. Гон Ха Сон. Проект усовершенствований пожарной квалификационной
системы в Корее с точки зрения экзогенных факторов по теории краха рынка. М.: 18
Международное социально-педагогическое чтение, посвященное 20-летию подготовки
социальных педагогов, 27.03.2015 г. С. 181-184.
16. Гон Хасон. Анализ и предложения по уменьшению количества ложных
срабатываний оборудования автоматической пожарной сигнализации в Корее.
Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии, Тверь, 25-27 марта
2015 г. Сборник научных трудов 1 Международной научно-практической конференции,
2015, С. 15-21.
17. Гон Ха Сон, Сиразетдинов Р.Т. Оптические методы для противопожарной
системы с целью избежать возникновения шума и затухания сигнала, Успехи
современной науки, 2016, № 11, Том 5. С. 23-26.
18. Гон Ха Сон. Анализ и альтернативы проблемы неисправностей
автоматической системы обнаружения пожаров на примере электропроводки и
сигнализации. Приоритетные научные направления: от теории к практике. 2016. № 26-1.
С. 166–168.
19. Гон Ха Сон. Датчики дыма и управление пожарной безопасностью в аспекте
возникновения неисправностей в автоматической противопожарной системе: анализ
проблемы и альтернативы. Приоритетные научные направления: от теории к практике.
2016. № 26-1. С. 169–172.
20. Гон Ха Сон, Сиразетдинов Р.Т. Совершенствование автоматической
сигнализации системы обнаружения пожара. Корея: Материалы семинара
преподавателей национального университета пожарных, 2016, С.79-83.
21. Гон Ха Сон, Сиразетдинов Р.Т., Ко Ен Чоль. Анализ проблемы
использования и управления людьми автоматических датчиков обнаружения пожара:
теория людских ресурсов в сфере образования. Сеул: Сборник летней конференции
ассоциации по педагогическому образованию в Корее, 2016 г. С. 33-41.
16
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
6
Размер файла
505 Кб
Теги
технологическая, автоматическая, надежности, обеспечение, техника, пожарной, система, сигнализации
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа