ГЛАВА 15. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС)

Лекционный материал

ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений: общие требования» устанавливает:

- категории потенциально опасных объектов, зданий и сооружений (далее - объектов), подлежащих оснащению структурированными системами мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (далее - СМИС);

- основные требования к построению СМИС;

- перечень функций СМИС, обеспечивающих решение задач безопасности объектов;

- порядок информационного сопряжения данных от СМИС с единой дежурно-диспетчерской службой города, района (далее - ЕДДС);

- порядок проведения испытаний и приемки в эксплуатацию СМИС.

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде.

Безопасность эксплуатации: состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений.

Дестабилизирующий фактор: отклонение от нормативных значений технических параметров производственных процессов и процессов обеспечения функционирования зданий и сооружений.

Защитное сооружение: инженерное сооружение, предназначенное для укрытия людей, техники и имущества от опасностей, возникающих в результате последствий аварий или катастроф на потенциально опасных объектах, либо стихийных бедствий в районах размещения этих объектов, а также от воздействия современных средств поражения.

Здание: строительная система, состоящая из несущих и ограждающих или совмещенных (несущих и ограждающих) конструкций, образующих наземный замкнутый объем, предназначенный для проживания или пребывания людей в зависимости от функционального назначения (жилые дома, промышленные здания, стадионы, торговые центры, больницы, школы, киноконцертные залы и т.п.).

Инженерные системы зданий и сооружений: функционально законченный комплекс технических средств, предназначенный для создания и поддержания условий, при которых наиболее эффективно осуществляется работа оборудования и жизнедеятельность людей.

Инженерная безопасность здания (сооружения): величина, характеризующая способность здания (сооружения) противостоять возможному обрушению, опасному для жизни людей.

Промышленная безопасность опасных производственных объектов: состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий.

Система безопасности: программно-технический комплекс, предназначенный для решения задач предупреждения чрезвычайных ситуаций, в том числе вызванных террористическими актами, пожарной безопасности, взрывобезопасности, охраны и оповещения людей о чрезвычайных ситуациях.

Система жизнеобеспечения: программно-технический комплекс, предназначенный для решения задач бесперебойного (в пределах нормативных показателей) обеспечения функционирования оборудования (теплоснабжения, водоснабжения и канализации, электроснабжения, газоснабжения и т.п.), потенциально опасных объектов, зданий и сооружений.

Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений; СМИС: построенная на базе программно-технических средств система, предназначенная для осуществления мониторинга технологических процессов и процессов обеспечения функционирования оборудования непосредственно на потенциально опасных объектах, в зданиях и сооружениях и передачи информации об их состоянии по каналам связи в дежурно-диспетчерские службы этих объектов для последующей обработки с целью оценки, предупреждения и ликвидации последствий дестабилизирующих факторов в реальном времени, а также для передачи информации о прогнозе и факте возникновения ЧС, в т.ч. вызванных террористическими актами, в ЕДДС.

В части, касающейся предупреждения ЧС, СМИС является неотъемлемым элементом автоматизированных систем объекта, разработанных по ГОСТ 34.003, ГОСТ 34.601, ГОСТ 34.603.

Объектами контроля, а в ряде случаев управления должны являться подсистемы жизнеобеспечения и безопасности:

- теплоснабжение;

- вентиляция и кондиционирование;

- водоснабжение и канализация;

- электроснабжение;

- газоснабжение;

- инженерно-технический комплекс пожарной безопасности объекта;

- лифтовое оборудование;

- система оповещения;

- системы охранной сигнализации и видеонаблюдения;

- системы обнаружения повышенного уровня радиации, аварийных химически опасных веществ, биологически опасных веществ, значительной концентрации токсичных и взрывоопасных концентраций газовоздушных смесей и др.).

Объектами контроля должны являться инженерно-технические конструкции (конструктивные элементы) объектов.

СМИС должны обеспечивать:

- прогнозирование и предупреждение аварийных ситуаций путем контроля за параметрами процессов обеспечения функционирования объектов и определения отклонений их текущих значений от нормативных;

- непрерывность сбора, передачи и обработки информации о значениях параметров процессов обеспечения функционирования объектов;

- формирование и передачу формализованной оперативной информации о состоянии технологических систем и изменении состояния инженерно-технических конструкций объектов в ДДС объекта;

- формирование и передачу формализованного сообщения о ЧС на объектах, в т.ч. вызванных террористическими актами, в ЕДДС;

- автоматизированный или принудительный запуск системы оповещения населения о произошедшей чрезвычайной ситуации и необходимых действиях по эвакуации;

- автоматизированное или принудительное оповещение соответствующих специалистов, отвечающих за безопасность объектов;

- автоматизированный или принудительный запуск систем предупреждения или ликвидации ЧС по определенным алгоритмам для конкретного объекта и конкретного вида ЧС, которые должны быть утверждены установленным порядком (прекращение подачи газа, воды, включение средств пожаротушения и т.п.). Алгоритмы должны обеспечивать комплексную, взаимосвязанную работу всех необходимых систем безопасности и жизнеобеспечения с целью предупреждения и ликвидации ЧС. Для каждого вида ЧС, в т.ч. вызванных террористическими актами, должны быть разработаны свои алгоритмы предупреждения и ликвидации ЧС;

- документирование и регистрацию аварийных ситуаций, а также действий ДДС объектов.

В состав СМИС должны входить следующие компоненты:

- комплекс измерительных средств, средств автоматизации и исполнительных механизмов;

- многофункциональная кабельная система;

- сеть передачи информации;

- автоматизированная система диспетчерского управления инженерными системами объектов;

- административные ресурсы.

В комплекс измерительных средств должны входить: аналоговые и (или) цифровые датчики контроля технологических параметров; водо-, газо- и электросчетчики; датчики аварий с дискретными сигналами; датчики контроля изменения состояния инженерных несущих конструкций; датчики обнаружения повышенного уровня радиации, аварийных химически опасных веществ, биологически опасных веществ, значительной концентрации токсичных и взрывоопасных концентраций газовоздушных смесей.

В комплекс средств автоматизации должны входить программируемые логические контроллеры, обеспечивающие дистанционную передачу информации и дистанционное управление исполнительными механизмами.

В качестве исполнительных механизмов следует использовать технические средства, обеспечивающие дистанционное управление (клапаны, задвижки, электроприводы, насосы и т.д.).

СМИС подлежат обязательной установке на потенциально опасных, особо опасных, технически сложных и уникальных объектах.

Оснащение вышеназванных объектов СМИС должно осуществляться при проведении:

- проектных, строительных и монтажных работ - для вновь строящихся объектов;

- планового капитального ремонта - для объектов, находящихся в эксплуатации.

Прием в эксплуатацию особо опасных объектов, без оборудования их СМИС не допускается.

Программно-технические средства СМИС должны быть сертифицированы в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Обучение специалистов по созданию СМИС, работы по проектированию, установке, приемке и эксплуатации СМИС должны осуществляться в соответствии с Методикой [4] и нормативным документом [6].

СМИС должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- обеспечивать автоматизированный контроль и управление необходимыми для предупреждения и ликвидации ЧС (в т.ч. вызванных террористическими актами) инженерными системами;

- иметь модульную структуру и быть "открытой", обеспечивать при необходимости возможность диспетчеризации и управления вновь устанавливаемым оборудованием инженерных систем;

- допускать возможность объединения с другими информационными системами мониторинга и управления.

В СМИС должны быть предусмотрены автоматический - ручной и дистанционный - местный режимы работы.

СМИС должна иметь открытую архитектуру, допускать последующее расширение как по числу объектов автоматизации, так и по числу функций, а также быть готовой к интеграции с другими системами мониторинга и управления.

СМИС должна базироваться на структурированные информационные кабельные сети.

СМИС должна иметь иерархическую многоуровневую структуру:

уровень 1 - структурированная информационная кабельная система. Использование для организации сетей связи информационной кабельной системы должно обеспечить универсальность и гибкость проектных решений, удобство администрирования и расширяемость системы в будущем;

уровень 2 - первичные датчики и исполнительные устройства, а также устройства согласования сигналов первичных датчиков с входами контроллеров сбора информации;

уровень 3 - контроллеры сбора информации (удаленные модули ввода-вывода), программируемые логические контроллеры, интеллектуальные панели управления оборудованием, рабочие станции управления инженерными системами. В качестве сети передачи данных между этим уровнем и уровнем 4 должна использоваться сеть на базе последовательных интерфейсов EIA/TIA 232 (485). В этой сети следует использовать соответствующие открытые стандартные протоколы цифровой периферии (MODBUS, LONTalk, SNMP и пр.);

уровень 4 - серверы ввода/вывода СМИС. Сервер СМИС должен содержать средства организации обмена информацией с диспетчерскими автоматизированными рабочими местами (на базе локальной вычислительной сети) и контроллерами сбора информации (по объектовым шинам), а также специализированное программное обеспечение на базе SCADA-системы для сбора и архивирования информации, поступающей от инженерных систем. Сервер СМИС должен передавать оперативные данные персоналу объекта через другие информационные сети;

уровень 5 - автоматизированные рабочие места диспетчеров. На этом уровне иерархии на рабочих станциях функционирует специализированное программное обеспечение для мониторинга и управления оборудованием инженерных систем. Сетью связи на этом уровне является локальная сеть объекта. Автоматизированные рабочие места диспетчеров должны быть оснащены общепризнанными геоинформационными системами, открытыми для интеграции с ЕДДС, и другими системами (ERP, SCADA и др.) с возможностью использования различных баз данных под управлением известных систем управления базами данных (MS SQL, ORACLE, DB2).

Проектные решения СМИС должны быть унифицированы для всех объектов автоматизации. В системе должно быть применено оборудование, совместимое как по физическим интерфейсам, так и по информационным протоколам. В качестве физических интерфейсов и информационных протоколов допускаются только открытые протоколы и стандартизованные интерфейсы, которые по функциям соответствуют требованиям, выданным в рамках исходно-разрешительной документации на объект.

Приложение А (справочное)

Порядок создания структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами потенциально опасных объектов, зданий и сооружений и их информационного сопряжения с едиными дежурно-диспетчерскими службами города.

Для создания СМИС и их информационного сопряжения с ЕДДС города проводят следующий комплекс организационных и инженерно-технических мероприятий:

- определение и согласование между администрацией города, органом управления по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций и городскими службами состава существующих дежурно-диспетчерских служб, привлекаемых для ликвидации различных видов ЧС, в т.ч. вызванных террористическими актами, на объектах, а также порядка их взаимодействия и информационного обмена с ЕДДС;

- уточнение городской группировки сил и средств постоянной готовности, определение и согласование основных мероприятий экстренного реагирования, выполнение которых должна организовать ЕДДС в случае ЧС на объектах;

- разработка порядка информационного обеспечения ЕДДС в случае ЧС на объектах;

- совершенствование существующих систем связи и оповещения применительно к задачам и потребностям ЕДДС в части предупреждения или ликвидации последствий ЧС, в т.ч. вызванных террористическими актами, на объектах;

- сопряжение комплекса средств автоматизации ЕДДС со СМИС.

Основными этапами создания СМИС и их информационного сопряжения с ЕДДС города являются:

- организационный этап, в течение которого решаются организационные вопросы построения СМИС и их информационного сопряжения с ЕДДС города;

- технический этап, в продолжение которого разрабатываются и внедряются программно-технические средства СМИС, а также осуществляется их информационное сопряжение с ЕДДС города.

Для создания СМИС и их информационном сопряжении с ЕДДС города на организационном этапе разрабатывают и утверждают следующие документы:

- положение о СМИС и их информационного сопряжения с ЕДДС города;

- инструкции об обмене информацией между ДДС объектов, ЕДДС и городскими ДДС;

- дополнения и изменения к действующим инструкциям дежурно-диспетчерских служб (в части их взаимодействия с ЕДДС) и др.

В целях создания СМИС и их информационного сопряжения с ЕДДС города органами управления, специально уполномоченными на решение задач в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, конкретного города разрабатывают и утверждают в городской администрации: "Положение о СМИС", "Положение о ЕДДС города в части контроля объектов", инструкции об обмене информацией между ДДС объектов, ЕДДС и городскими ДДС, а также другие необходимые нормативно-методические документы.

Приложение Б (обязательное).

Программа комплексных испытаний.

Приемку СМИС осуществляют специально создаваемой комиссией в ходе приемки всего объекта.

Комиссия проводит оценку, проверку и испытания.

Оценке и проверке подлежат:

- соответствие разработанной СМИС основным требованиям настоящего стандарта;

- соответствие разработанной СМИС перечню обязательных функций СМИС, обеспечивающих решение задач безопасности объектов по типу и назначению объекта отрасли;

- соответствие порядка информационного сопряжения данных от СМИС с единой дежурно-диспетчерской службой города, района;

- наличие подготовленных кадров в части проектирования, создания и эксплуатации СМИС.

Проверке подвергают:

- комплекс контролирующих средств (датчики и измерительные приборы, исполнительные механизмы, контроллеры);

- многофункциональную кабельную систему;

- сеть передачи информации;

- систему сбора и обработки информации;

- административную систему;

- ЕДДС города в части взаимодействия со СМИС объекта.

Комиссия проводит:

- проверку на соответствие требованиям технического задания (ТЗ) и технических условий (ТУ) на подключение к ЕДДС;

- проверку качества и полноты эксплуатационной документации;

- автономное испытание СМИС объекта;

- автономное испытание каналов связи между СМИС объекта и ЕДДС города;

- комплексное испытание СМИС объекта в составе ЕДДС города.

Испытания следует проводить по утвержденным установленным порядком методикам.

Результаты проведения комплексных испытаний СМИС объекта оформляются в виде протокола комплексных испытаний, где отражают результаты всех проверок и испытаний с указанием:

- назначения каждого вида испытаний или проверки в соответствии с требованиями технического задания;

- перечня лиц, проводивших испытания, с указанием зоны ответственности каждого лица;

- состава технических и программных средств, использованных для проведения каждого испытания;

- перечня методик испытаний и руководящих материалов по обработке и оценке их результатов;

- перечня протоколов автономных испытаний элементов системы;

- перечня носителей информации, хранящих данные объективного контроля, полученные в процессе испытаний;

- обобщенных результатов испытаний;

- выводов о результатах испытаний и соответствии требованиям технического задания.

По результатам проведения комплексных испытаний комиссия принимает решение о возможности приемки СМИС объекта в постоянную эксплуатацию в составе ЕДДС города. Решение комиссии оформляют актом приемки СМИС объекта в постоянную эксплуатацию, который подписывают все члены комиссии и утверждает председатель комиссии по приемке в эксплуатацию законченного строительством объекта.

Практические задания.

Составить структурную и функциональную схему СМИС виртуального предприятие по производству химического продукта.

Технологическая линия представляет собой два резервуара с различными газами, снабженные манометрами и вентилями. Посредством трубопроводов газы поставляются в третий резервуар (реактор), в котором получается конечный продукт в жидком агрегатном состоянии. Далее продукт через кран выливается в герметичный сосуд и консервируется.

Инженерные системы здания предприятия представляют собой совокупность следующих подсистем:

- теплоснабжение;

- вентиляция и кондиционирование;

- водоснабжение и канализация;

- электроснабжение;

- инженерно-технический комплекс пожарной безопасности объекта;

- система оповещения;

- системы охранной сигнализации и видеонаблюдения;

- аварийных химически опасных веществ, концентрации токсичных и взрывоопасных концентраций газовоздушных смесей и др.).

Вспомогательный методический материал и оборудование:

Полный текст ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений: общие требования».

Рекомендуемая форма практического занятия:

Работа по группам в 4 человека. Поэтапная сравнительная сверка полученных результатов.

Исследовательская задача.

Исследовать СМИС одного из крупных предприятий Удмуртской Республики. Выявить ее слабые места и предложить решение проблемы.