close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Алгоритм Безопасности

код для вставкиСкачать
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
СИСТЕМ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ
АВТОМАТИКИ
Часть 2
Я. Мироненко
ООО «Аудит Сервис Оптимум»,
Владимирский государственный университет
имени А.Г. и Н.Г. Столетовых
предыдущей статье «Проб
лемы оценки показателей на
дежности систем противопо
жарной автоматики. Часть 1» («Алгоритм
безопасности». 2014. № 1) нами рассма
тривались основные термины, методы оп
ределения и требования к надежности
приборов систем противопожарной авто
матики. Мы сознательно не затрагивали
проблем оценки надежности систем в це
лом, и именно этот материал рассмотрим
в данной статье.
Одна из специфик определения на
дежности автоматизированных систем –
это серьезное различие между показате
лями надежности основных элементов си
стемы и системы автоматики в целом. Чем
сложнее система, тем она менее надеж
на. Причем понятие «сложности» отно
сится как к архитектуре, так и к компо
нентам системы. Как уже отмечалось в
первом выпуске журнала за 2014 год,
практически любой основной элемент си
стемы автоматики может быть представ
лен, как некоторая минисистема в рамках
общего комплекса. Именно поэтому все
те термины и определения, которые мы
давали применительно к элементам, бу
дут использоваться в этой статье примени
тельно ко всему комплексу.
В первую очередь давайте опреде
лимся с целями, которые преследуются
при выполнении расчета надежности
систем противопожарной автоматики.
Необходимый перечень представлен в
ГОСТ 27.30195 «Надежность в технике.
Расчет надежности. Основные положе
ния». Немного подкорректируем этот
перечень применительно к системам
противопожарной автоматики, и полу
чим, что расчет надежности может иметь
следующие цели:
■ обоснование количественных требо
ваний по надежности к объекту или
его составным частям;
■ проверку выполнимости установ
ленных требований и/или оценку ве
роятности достижения требуемого
уровня надежности объекта в уста
■
■
■
■
■
■
новленные сроки и при выделенных
ресурсах, обоснование необходимых
корректировок установленных требо
ваний;
сравнительный анализ надежности ва
риантов схемноконструктивного по
строения объекта и обоснование вы
бора рационального варианта;
определение достигнутого (ожидае
мого) уровня надежности объекта
и/или его составных частей, в том
числе расчетное определение пока
зателей надежности или параметров
распределения характеристик надеж
ности составных частей объекта в ка
честве исходных данных для расчета
надежности объекта в целом;
обоснование и проверку эффектив
ности предлагаемых (реализованных)
мер по доработкам конструкции техно
логии изготовления, системы техни
ческого обслуживания и ремонта объ
екта, направленных на повышение его
надежности;
решение различных оптимизационных
задач, в которых показатели надежно
сти выступают в роли целевых функ
ций, управляемых параметров или гра
ничных условий, в том числе таких, как
оптимизация структуры объекта, рас
пределение требований по надежнос
ти между показателями отдельных со
ставляющих надежности (например,
безотказности и ремонтопригодности),
расчет комплектов ЗИП, оптимизация
систем технического обслуживания и
ремонта, обоснование гарантийных
сроков и назначенных сроков службы
(ресурса) объекта и др.;
проверку соответствия ожидаемого
(достигнутого) уровня надежности
объекта установленным требованиям
(контроль надежности), в том случае,
когда прямое экспериментальное под
тверждение их уровня надежности не
возможно технически или нецелесоо
бразно экономически;
оценку вероятности безотказной рабо
ты системы противопожарной авто
№ 4, 2014
матики для последующего использования полученного зна
чения в расчете индивидуального пожарного риска.
Так получается, что в настоящее время в противопожарной
автоматике основная цель проведения расчета надежности – это
определение вероятности безотказной работы системы с последу
ющим использованием полученного значения в расчете индиви
дуального пожарного риска. В проекты на автоматическую по
жарную сигнализацию, системы оповещения и пожаротушения
расчет надежности не включается, и только достаточно крупные
и серьезные компании проводят его на уровне «Проект» для оцен
ки схемноконструктивного построения системы и на уровне «Ра
бочая документация» для оптимизации технического обслужива
ния. Расчет надежности для систем автоматики не является
обязательным элементом в проектной документации – в том же По
становлении правительства № 87 от 16 февраля 2008 мы найдем
лишь упоминания о надежности электроснабжения, конструкций
и трубопроводов. [Стоит отметить, что надежность систем авто
матики часто регламентируется внутренними, корпоративными
нормами. Такие документы существуют в нефтяной промышленно
сти, есть требования к надежности автоматизированных информа
ционноизмерительных систем учета электроэнергии, выдвигаемые
ОАО «АТС» и др. Часто в этих документах прописываются не толь
ко требуемые показатели, но и методики расчета.] А тот факт, что
определение надежности является очень серьезным подспорьем
в проведении технического обслуживания и позволяет сэконо
мить реальные деньги, как на этапе создания системы, так и при
ее последующей эксплуатации, пока никак не отражается в про
ектных и монтажных организациях. А жаль.
Мы определились с целями, которые преследуются при про
ведении расчета. Теперь необходимо выбрать инструментарий.
Естественно, что он будет зависеть как раз от поставленных це
лей. Очень подробно методология проведения расчета надежно
сти была прописана в замечательном документе РНД 731690
«Методика по расчету показателей надежности системы опове
щения о пожаре и управления эвакуацией людей при пожаре».
Но давайте сначала сформируем общую структуру, от которой
мы будем отталкиваться. Последовательность шагов при прове
дении расчета при этом будет соответствовать положениям дей
ствующего ГОСТ 27.30195 «Надежность в технике. Расчет на
дежности. Основные положения»:
1. Идентификация системы, подлежащей расчету. Сбор необ
ходимых исходных данных.
2. Определение целей и задач расчета. Установка требуемых
значений расчетных показателей надежности.
3. Выбор метода расчета, адекватного особенностям объекта,
целям расчета, наличию необходимой информации и исход
ных данных для проведения расчета.
4. Составление расчетной модели для показателей надежности.
5. Вычисление значений показателей надежности и, при необ
ходимости, их сопоставление с требуемыми.
6. Оформление, представление и защита расчета.
Итак, давайте теперь попробуем уточнить, как цели, стоящие
перед расчетом, влияют на его проведение. Условно этапы про
ведения расчета надежности можно разделить на этап проекти
рования и этап эксплуатации. Совсем необязателен тот факт, что
расчет проводится как на одном, так и на другом этапе. Чаще,
как отмечалось выше, расчет вообще не проводится. А если про
водится, то, как правило, на какомто одном этапе. На этапе про
ектирования, основная задача расчета надежности – это выбор
архитектуры системы и сравнение полученных показателей на
дежности с требуемыми. В первой части этой статьи, рассмотрев
нормативные документы, мы обнаружили, что конкретных тре
бований к системам противопожарной автоматики, в общемто,
и нет. Можно говорить лишь о критериях выбора конкретного
оборудования, закладываемого в систему, а не о показателях на
дежности этой системы. Таким образом, из целей расчета надеж
ности на этапе проектирования остается лишь выбор архитек
туры системы и ее основных элементов и определение основных
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПС
77
Рис. 1.
Расчет надежности
на стадии «Проект»
согласно
РНД 731690
показателей будущей системы. На этапе эксплуатации основная
задача расчета надежности – это решение оптимизационных за
дач технического обслуживания, выявление «узких мест» при
эксплуатации системы и определение параметров надежности
существующей системы.
Понятно, что задача, стоящая на этапе проектирования, тре
бует большего объема работы: выбор архитектуры и элементов
системы требует постоянного сравнения различных вариантов.
В то время как расчет надежности на уровне эксплуатации про
водится для существующего уже смонтированного оборудова
ния в комплексе с уже заданной архитектурой. Естественно, что
по результатам расчета надежности может быть принято решение
о реконструкции существующей системы, но в этом случае вновь
начинается этап проектирования.
В РНД 731690 подробно расписан расчет показателей на
дежности на стадии «Проект» и на стадии «Рабочая документа
ция». Данный руководящий нормативный документ можно рас
сматривать не только для определения показателей надежности
системы оповещения и управления эвакуацией. В своей общей
части он может быть применен для расчета надежности других
систем противопожарного комплекса. Согласно РНД 731690
расчет надежности на стадии «Проект» производится по алго
ритму, приведенному на рисунке 1.
Пока не будем задавать формулы для определения данных по
казателей надежности, а сразу рассмотрим расчет надежности
на стадии «Рабочая документация» (опятьтаки согласно РНД
731690).
Расчет надежности на стадии «Рабочая документация»
(рис. 2) выполняют исходя из некоторых базовых временных
интервалов: режима ожидания системы и режима выполнения це
левой функции. То есть основные показатели рассчитывают для
некоторого времени работы системы. Понятно, что для систем
пожарной сигнализации время работы системы соответствует
времени выполнения целевой функции.
Прежде чем рассматривать проведение расчета надежности
конкретной системы, не лишним будет сформировать норматив
ную базу. Все эти документы уже встречались читателю как в
первой, так и в данной, второй части статьи, и мы лишь напо
мним о них:
№ 4, 2014
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ
78
Табл. 1. Сведения об оборудовании системы
Рис. 2. Расчет надежности на стадии «Рабочая документация»
согласно РНД 731690
ГОСТ 27.00289 «Надежность в технике. Основные понятия.
Термины и определения»;
■ ГОСТ Р 27.3012011 «Надежность в технике. Управление на
дежностью. Техника анализа безотказности»;
■ ГОСТ 27.30195 «Надежность в технике. Расчет надежности.
Основные положения»;
■ РНД 731690 «Методика по расчету показателей надежнос
ти системы оповещения о пожаре и управления эвакуацией
людей при пожаре».
Конечно, существуют и другие нормативные документы. Боль
шой интерес представляют иностранные нормы, в частности,
стандарт США MILHDBK217F «Прогнозирование безотказнос
ти электронного оборудования». Но необходимый минимум для
осуществления расчетов надежности в рамках российской нор
мативной базы представлен именно в этих четырех документах.
Все структуры расчетов, термины и показатели лучше всего
рассматривать на конкретном примере. Давайте попробуем про
вести небольшой расчет надежности системы пожарной сигна
лизации. Таким образом, мы рассмотрим формульный ряд и ос
ветим некоторые вопросы, которые неизбежно возникают в
процессе проведения расчета.
■
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
Идентификация системы: система автоматической пожар
ной сигнализации. План расположения оборудования представ
лен на рисунке 3. Система смонтирована и на данный момент ис
правна. Исходные данные включают в себя: сведения о наработке
на отказ основного оборудования системы, данные о ремонто
пригодности оборудования, сведения об архитектуре системы. Ис
Рис. 3. План расположения оборудования
№
п/п
НАИМЕНОВАНИЕ
ТИП
КОЛ.
ВРЕМЯ
НАРАБОТКИ
НА ОТКАЗ, ЧАС
СОСТОЯНИЕ
ПОСЛЕ ОТКАЗА
1.
Извещатель
дымовой
точечный
-
8
60 000*
Восстанавл.
2.
Извещатель
ручной
-
2
60 000*
Восстанавл.
3.
Прибор
пожарный
-
1
20 000*
Восстанавл.
4.
Световой
оповещатель
-
1
30 000*
Восстанавл.
5.
Звуковой
оповещатель
-
1
60 000*
Восстанавл.
* – приведены условные значения показателей.
ходные данные представлены в таблице 1. Сведения о наработ
ке на отказ взяты из официального информационного письма
производителя оборудования/паспорта на оборудование.
Определение целей и задач расчета. Основной целью про
ведения расчета является определение основных показателей
надежности системы. Эти показатели могут быть в будущем пред
ставлены для оптимизации технического обслуживания систе
мы, использованы при осуществлении расчета риска, примене
ны в качестве обоснования модернизации системы.
Выбор метода расчета. Исходя из поставленных целей, выби
раем упрощенный метод расчета для этапа эксплуатации систе
мы. Основные показатели надежности рассчитываются в соответ
ствии с ГОСТ 27.30195 и РНД 731690. Исходная информация
представлена в необходимом объеме.
Составление расчетной модели. Для начала необходимо в
соответствии с функциональным назначением системы опреде
лить контуры обслуживания. В нашем случае у системы автома
тической пожарной сигнализации есть два основных целевых
контура:
1. Контур автоматической пожарной сигнализации.
2. Контур системы оповещения о пожаре и управления эваку
ацией.
Помимо основных контуров в любой системе есть дополни
тельные контуры обеспечения. Например, контур обеспечения си
стемы электроэнергией. В данном расчете мы опустим вспомога
тельный контур электрообеспечения, считая, что надежность
соответствует первой категории с идеальной вероятностью без
отказной работы контура равной 1 (т.е. контур не влияет на об
щую надежность системы). Данное решение не выходит за гра
ницы инженерной точности расчета. Но если есть необходимость,
контур может быть включен в расчет. Структурная схема конту
ров представлена на рисунке 4.
Стоит уточнить, что принимается за последовательное и па
раллельное соединение в схемах для расчета надежности. После
довательное соединение элементов системы означает, что эле
менты взаимодействуют таким образом, что их отказы –
стохастически независимые события, а отказ хотя бы одного из
элементов приводит к отказу системы в целом. Параллельное
соединение элементов в системе означает, что если отказы эле
ментов – независимые случайные события, то отказ системы про
исходит только в том случае, когда откажут все элементы.
Теперь необходимо разобрать каждый модуль системы. При
проведении расчета необходимо сразу поставить границы глуби
ны декомпозиции – т.е. разбиения системы на минисистемы с
последующим делением минисистем на микросистемы и т.д.
Уже не раз упоминался тот факт, что практически любой эле
мент, модуль системы, представляет собой минисистему в рам
ках общего комплекса. Получается «эффект матрешки». В зави
симости от требуемой точности в декомпозиции может быть
Рис. 4. Структурная схема контуров
Рис. 5. Структурная схема контура АПС
четырепять итераций. В нашем случае мы ограничимся состав
ными заводскими изделиями, составляющими систему: точеч
ными дымовыми пожарными извещателями, ручными пожарны
ми извещателями, прибором приемноконтрольным пожарным,
звуковыми оповещателями и световыми табло.
При построении структуры контура АПС можно задаться во
просом – а как на схеме соединяются между собой дымовые по
жарные извещатели? И как с ними соединяются ручные пожарные
извещатели? Ведь в каждом помещении с целью резервирования
установлено два дымовых извещателя. В случае неисправности
одного другой должен сработать. И если будет неисправен ручной
№ 4, 2014
Рис. 6. Структурная схема контура СОУЭ
извещатель, дымовыето должны сработать. Для решения данной
задачи надо опираться на функциональные задачи системы. Руч
ные пожарные извещатели – неотъемлемая часть АПС, и выход их
из строя должен быть немедленно зафиксирован, их работоспособ
ность должна быть восстановлена. Задача дымовых извещателей
зафиксировать возможный пожар на защищаемой площади. Отсю
да следует, что если два извещателя перекрывают площади друг
друга, то они соединяются параллельно. Если площади не перекры
ваются (даже если извещатели расположены в одном помеще
нии), то извещатели соединяются последовательно. Площади, по
крываемые одним пожарным извещателем в зависимости от высоты
защищаемого помещения, приведены в таблице 13.3 СП
5.13130.2009. При расчете зон покрытия также не лишним будет
учитывать радиус покрытия извещателя. Вот и получается, что
единственный случай последовательного соединения извещате
лей – в помещении «Коридор» изза его относительно сложной кон
фигурации (есть некоторые участки, которые не захватываются
лишь одним извещателем в помещении). Общая структура конту
ра АПС представлена на рисунке 5. Структура контура СОУЭ пред
ставлена на рисунке 6.
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПС
79
Сам расчет основных показателей надежности для указанных
схем будет приведен в следующей части данного материала.
ПАМЯТИ БОРИСА ИВАНОВИЧА ХОМЯКОВА
России, сейчас ФКУ НИЦ «Охрана» МВД России). Начинал
службу в должности младшего научного сотрудника, завер
шил службу в должности начальника отдела систем центра
лизованной охраны в звании полковника МВД России. Под
его руководством были разработаны и внедрены во внедом
ственной охране первые микропроцессорные приборы, а так
же технические средства охраны на основе однокристальных
микроЭВМ, предназначенные для обеспечения безопасности
объектов различной формы собственности, в том числе для за
щиты кредитных организаций.
Умение организовать людей, уловить малейшие тенденции
развития и потребностей рынка систем безопасности позволи
ло ему в 2000 году создать и возглавить фирму «ХОМБИ»,
которая в кротчайшие сроки стала одной из ведущих компаний
в области пожарной безопасности. Борис Иванович, обладал
огромной жизненной энергией, бескорыстным энтузиазмом,
приложил максимум сил не только в создание надежных сис
тем безопасности, но и в разработку нормативной базы по
пожарной безопасности. Много лет он возглавлял Комитет по
отраслевым нормативам и стандартам Ассоциации индустрии
безопасности. Он был активным членом Национальной акаде
мии наук пожарной безопасности, ТК 274 «Пожарная безопас
ность», ТК 234 «Системы тревожной сигнализации и проти
вокриминальной защиты», активно сотрудничал с ТК 439
«Средства автоматизации и системы управления», членом об
щественной палаты при Президенте РФ по вопросам пожар
ной безопасности.
Сегодня мы скорбим вместе со всеми, кто знал его, кто с ним
работал, отдаем должное его заслугам и соболезнуем его род
ным и близким.
НОВОСТИ
Н
ациональный рынок безопасности понес боль
шую утрату. 30 мая ушел из жизни Борис Ивано
вич Хомяков. Это был человек с незаурядными ор
ганизаторскими способностями, уникальный специалист.
После окончания Московского энергетического института
в1973 году, работал в одной из войсковых частей, занимал
ся созданием специальной техники. С 1981 по 1994 годы ра
ботал в СКБ ВНИИПО МВД России (НИЦ «Охрана» ГУВО МВД
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа