Методическое пособие 757

В процессе исследований было установлено, что наиболее вероятной ЧС на оборудовании сети газопотребления ООО ПК «МИВОК» является ЧС, связанная с разрушением надземного газопровода среднего давления и возникновением факельного горения струи газа, рис. 4. Ее вероятность составляет 2,4 * 10-5.

Литература 1. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей

зоны».

2.«Прогнозирование медико-санитарных последствий химических аварий и определение потребности в силах и средствах для их ликвидации». Министерство здравоохранения Российской Федерации. Всероссийский центр медицины катастроф «Защита». 2001 г. (Утверждено заместителем Министерства здравоохранения РФ Г.М.Петровым 09.02.2001 года).

3.Мартынюк В.Ф., Суворова В.В. Алгоритм количественной оценки риска распределительного газопровода // Управление качеством в нефтегазовом комплекса.- 2006. - №4 – С.42-47.

4.А.С. Тенькаева, А.В. Звягинцева, Н.В. Мозговой. Повышение безопасности при транспортировке природного газа с использованием газотрубопроводов. Proceedings of the Fifth International Environmental Congress (Seventh International Scientific Technical Conference) «Ecology and Life Protection of Industrial-Transport Complexes» ELPIT 2015 16-20 September, 2015 Samara-Togliatti, Russia: Publishing House of Samara Scientific Centre, 2015. V. 5 Scientific symposium «Urban Ecology. Ecological Risks of Urban Territories». – 307 p. - С. 262-267.

5.Сафонов В.С., Одишария Г.Э., Швыряев А.А. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М: 1996.

6.А.С. Тенькаева, А.В. Звягинцева, Н.В. Мозговой. Исследование условий, обеспечивающих безопасную эксплуатацию и повышающих долговечность трубной стали нефтяных трубопроводов. Материалы четвертого молодежного инновационного проекта «Школа экологических перспектив» / под ред. И. И. Косиновой. - Воронеж: Издательство «Научная книга», 2015. – 198 с. - С.56-59.

7.А.В. Звягинцева, А.С. Тенькаева, Н.В. Мозговой. Воздействие состава природной воды на коррозионную стойкость стали 40 Х магистральных трубопроводов. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Самара: изд-во Самарского научного центра РАН, 2015. - Т.17. - № 5. - С. 276-282.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

A.S. Tenkaeva, N.V. Mozgovoy. A.V. Zvyagintseva

RISK ANALYSIS ON EXTERNAL, ABOVE-GROUND GAS PIPELINE OF AVERAGE PRES-

SURE

Risk analysis of probability of occurrence of emergencies is made on the above-ground pipeline of average pressure as applied to a specific object. The zones of the damaging factors of flare combustion in an emergency on the outdoor above-ground gas pipeline were built. During researches it was found that the most likely emergency network equipment gas consumption PC «Miwok» Ltd is an emergency situations associated with the destruction of aboveground pipeline of medium pressure and the occurrence of flare combustion of gas stream. Its probability is 2.4 * 10-5.This article describes the engineering and technical actions to improve security on the external, above-ground pipeline of average pressure on the object PC «Miwok Ltd»

Key words: risk analysis, gas consumption, depressurization, above-ground gas pipeline of average pressure

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Voronezh State Technical University»

41

УДК 614.841.34

А.А. Сафиуллин1, А.Л. Сафиуллина1, В.В. Пряхин2, С.Е. Селифанов3

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАЗВИТИЯ ПОЖАРОВ В РЕЗЕРВУАРАХ И РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКАХ

Резервуарный парк – группа (группы) резервуаров, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов и размещенных на участке территории, ограниченной по периметру обвалованием или же ограждающей стенкой при наземных резервуарах и дорогами или противопожарными проездами при подземных резервуарах, установленных в котлованах или выемках. Резервуары и резервуарные парки как основные сооружения складов нефти и нефтепродуктов широко распространены в различных отраслях народного хозяйства. Они входят в технологические схемы сбора и подготовки нефти (нефтепромыслов), магистральных нефтепроводов, нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), перевалочных и распределительных нефтебаз, предприятий автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта, теплоэлектростанций и теплоэлектроцентралей, строительных организаций, промышленных предприятий

Ключевые слова: пожар, нефть, источники зажигания, распространение пожара

Резервуары для нефти и нефтепродуктов относятся к промышленным сооружениям повышенной опасности 1 . Нефть относится ко 2 классу опасности - высоко опасный продукт для окружающей природной среды и здоровья человека. Из чего можно сделать вывод о том, что предупреждение аварийных ситуаций играет большую роль в сохранении целостности окружающей природной среды. В случае аварии высоко опасная нефть пагубно повлияет на все живое территории, близлежащей к месту аварии. Экологическая система будет сильно нарушена. Период восстановления составит не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия. При возникновении поражающих факторов аварии: воздушная ударная волна, тепловое излучение горящих разлитий, возможно получение людьми ожогов I, II степени, травм, вплоть до летального исхода. При разливе нефтепродуктов на воде литр нефти лишает кислорода 40 тысяч литров воды [2].

Статистический анализ пожаров на объектах хранения, переработки и транспортировки нефти и нефтепродуктов проведенных, за последние 20 лет показывает, что из 200 пожаров, происшедших в этот период на объектах хранения и переработки нефти, 92 % произошли в наземных резервуарах. Из них 26 % пожаров на резервуарах с сырой нефтью, 50 % с бензином и 24 % на резервуарах с мазутом, дизельным топливом и керосином. Секторная диаграмма распределения пожаров в резервуарах по хранимым в них горючим жидкостям представлена на рис. 1.

24%

26%

Рис. 1. Распределение пожаров в резервуарах по хранимым в них горючим жидкостям

Статистика свидетельствует, что в системе Главтранснефти произошло 9,7 % пожаров, на нефтепромыслах – 14,2 %, на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) – 28,4 %, а на распределительных нефтебазах зафиксирована наибольшая доля пожаров – 47,7 % .

Пожар в резервуарном парке со светлыми нефтепродуктами в большинстве случаев начинается, как правило, с характерного взрыва паровоздушной смеси в газовом пространст-

42

ве резервуара и срыва крыши или с горения паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара без срыва крыши, однако с нарушением целостности ее в отдельных достаточно слабых местах. На рис. 2 представлено изображение взрыва паровоздушной среды в резервуаре.

Рис. 2. Изображение взрыва паровоздушной среды в резервуаре

На формирование взрывоопасных концентраций внутри резервуара значительное воздействие оказывают пожарная опасность и физико-химические свойства хранимых нефти и нефтепродуктов, структура резервуара, технологический режим эксплуатации, а также климатические и метеорологические условия. Пожар может возникнуть на дыхательной арматуре, пенных камерах, в обваловании резервуаров в результате перелива хранимого продукта или нарушения герметичности резервуара, задвижек, фланцевых соединений, а также в виде локальных очагов возгорания на плавающей крыше [3].

Распространение пожара существенно зависит от места его возникновения, размеров начального очага возгорания, устойчивости конструкции резервуара, наличия средств автоматической противопожарной защиты и удаленности пожарных подразделений от резервуарного парка. Свободный борт стенки резервуара при отсутствии охлаждения в течение 3-5 минут утрачивает свою несущую способность, в результате этого появляются визуально определимые деформации из-за прогрева конструкции резервуара огнем 5 .

Нефтепродукты в почве необратимо угнетают развитие растений при концентрации свыше 2 г на 1 кг почвы (порог фитотоксичности), происходит задержка или полное выпадение фенофаз в развитии растений, морфологические изменения растений, на 20-30 дней задерживается начало вегетации. При возникновении пожара происходит загрязнение атмосферы продуктами сгорания. При высоких концентрациях попутного нефтяного газа, углеводородный газ, замещая кислород, вызывает удушье 4 .

Пожары в резервуарах сопровождаются постепенной передачей тепловой энергии за счет излучения факела пламени и переноса потоками воздуха раскаленных частиц углерода (сажи) к близко размещенным резервуарам. Это в конечном итоге приводит в ряде случаев к воспламенению паров нефтепродуктов, которые выходят из отверстия в крыше резервуара (дыхательные клапаны или замерные устройства) 1 .

Температура в зоне горения нефтепродуктов может достигать 1100-1200 0С, в резуль-

тате этого стенки выше уровня жидкости сильно прогреваются (в течение нескольких минут), теряет свою прочность, и начинают заметно деформироваться. При пожарах в крупных резервуарах с нижним уровнем нефтепродукта стенки деформируются более значительно.

При этом в зависимости от ряда факторов, проявляющихся на начальной стадии (характер разрушения резервуара, площадь розлива нефтепродукта, масса испарившегося продукта, тепловой режим), возможно цепное распространение пожара, при котором его разрушительное действие многократно (в некоторых случаях в сотни раз) увеличивается в

43

результате вовлечения в процессы горения взрывопожароопасных объектов предприятия. В условиях концентрации больших масс нефтепродуктов на ограниченной площади и близости разных производств пожар по мере распространения за территорию данного предприятия становится реальной угрозой и для других объектов. В случае близкого расположения жилых кварталов или пожароопасных объектов, пожар может быть настоящей катастрофой.

Источники зажигания, характерные для резервуаров и резервуарных парков, а также для других объектов на предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов, по природе происхождения можно разделить на естественные, производственные и огневые. Происхождение естественных источников не зависит от людей и не связано с ведением технологических процессов (например, прямые удары молнии и вторичные проявления атмосферного электричества). Происхождение производственных источников связано с работой технологического оборудования и действиями людей по ведению технологических процессов (например, нарушение в электроустановках, статическое электричество, самовозгорание пирофоров, механические искры). К огневым источникам могут быть отнесены непрерывно действующие технологические огневые устройства (факелы, огневые подогреватели), временные огневые ремонтные работы (сварка, резка), неосторожное обращение с огнем (курение, костры), умышленный поджог, а также пожар или взрыв на соседнем сооружении или на прилегающей местности [6].

По месту возникновения и опасного проявления источники зажигания можно разделить на внутренние и внешние в зависимости от расположения рассматриваемой точки внутри или снаружи резервуара. При этом местом опасного проявления считается место поджигания горючей смеси. Места происхождения и опасного проявления источника нередко совпадают, но некоторые, внешние по происхождению, по месту опасного проявления могут быть как внешними, так и внутренними. Например, мощный удар молнии может поджечь горючую смесь в газовом пространстве резервуара.

Зарегистрированы пожары, связанные с частичным или полным разрушением резервуаров. В 50 % это крупные или катастрофические пожары, которые составляют около 9 % всех пожаров, происшедших на резервуарах. 24 % разрушений резервуаров с нефтепродуктами сопровождались пожаром и квалифицировались как аварии 1-й и 2-й категорий, остальные разрушения произошли при гидравлических испытаниях резервуаров. Наиболее частому разрушению (30,4 %) подвергаются резервуары типа РВС-5000.

Анализ случаев разрушения резервуаров показал, что наиболее опасным фактором возникающего при этом пожара является гидродинамическое истечение горючей жидкости (нефтепродукта), хранимой в резервуаре. Причем характер истечения и воздействия возникающей в этом случае волны прорыва в обваловании таков, что в 47,8 % случаях поток разрушал или промывал защитное обвалование, а в 26,1 % случаях «перехлестывал» через него. Это объясняется тем, что по действующим нормам обвалование рассчитывается на статическое удержание пролитой жидкости и не способно выполнить защитные функции при ее гидродинамическом истечении [7].

Только в 17,4 % обвалование сохранилось, так как истечение жидкости происходило из частично заполненных резервуаров, разрушившихся от внутреннего взрыва.

При возникновении аварийной ситуации действия персонала должны проводиться в четком соответствии с планом ликвидации возможных аварий с применением средств защиты органов дыхания и оповещением всех необходимых служб. При необходимости должна быть организована эвакуация людей, не задействованных на ликвидации аварии, и жителей ближайших населенных пунктов на безопасное расстояние [8].

Выводы:

Пожары на объектах хранения нефти и нефтепродуктов составляют небольшое количество, но их возникновение приводит к сложным процессам горения. Как правило, такие пожары носят затяжной характер, и, следовательно, требуют привлечения большого количества сил и средств для их ликвидации. Пожары в резервуарах приводят к серьезным послед-

44

ствиям (травмы и гибель людей, огромные материальные ущербы). Поэтому необходимо своевременно локализовывать и ликвидировать пожары. Для этого требуются соответствующие средства тушения, планы пожаротушения и подготовленный личный состав пожарных подразделений.

Литература

1.Клепинина Т.М. Пожарная безопасность // Основы безопасности жизнедеятельности. - 2012. - №9. - С.28-35.

2.Самигуллина Г.З., Назаров П.В. Химия окружающей среды: Учебно-методическое пособие. - Ижевск: Изд - во НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», 2014. - 158 с.

3.Теребнев В.В., Подгрушный А.В. Пожарная тактика. – Екатеринбург: Калан, 2012. –

538 с.

4.Самигуллина Г.З., Красноперова Т.В. Медико-биологические основы техносферной безопасности: Учебно-методическое пособие. – Ижевск: Изд.- во НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», 2013. – 130 с.

5.Шарова О.О. Основы безопасного поведения в ЧС, связанных с пожарами. Правила пожарной безопасности // Основы безопасности жизни. - 2015. - №10. - С.35-39.

6.Шароварников А.Ф. Научное обеспечение противопожарной защиты объектов переработки, хранения и транспортировки нефти. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. – 65 с.

7.Сучков В.П., Молчанов В.П. Варианты развития пожара в хранилищах нефтепродуктов //Пожарное дело. – М .: 1994.- №11. – 52 с.

8.Юнусова Л.З., Самигуллина Г.З. Моделирование аварийной ситуации на примере Сундурско-Нязинского месторождения Удмуртской республики// Интеллектуальные системы в производстве, 2016. - №4(31). - С. 120-123.

1ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», г. Ижевск 2Частное образовательное учреждение высшего образования «Камский институт

гуманитарных и инженерных технологий», г. Ижевск 3ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», г. Ижевск

А.А. Safiullin1, A.L. Safiullina1, V.V. Pryakhin2, S.E. Selifanov3

EPIDEMIOLOGICAL SAFE SOLUTIONS TO THE DISPOSAL OF MERCURY WASTES OF MEDICOPROPHILACTIC INSTITUTIONS IN IZHEVSK

For today in Russia the problem of processing mercury-containing wastes is urgent, due to the increase in growth and the amount of their accumulation, as well as due to extremely dangerous consequences with the possible impact of mercury on the human body. This article discusses methods for processing mercury-containing waste. A characteristic of each facility for processing mercury-containing wastes is given; a comparative analysis of facilities from ecological and economic points of view is carried out

Key words: fire, oil, ignition sources, spread of fire

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Udmurt State University», Izhevsk

2Private educational institution of higher education «Kama Institute of humanitarian and engineering technologies», Izhevsk

3Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Izhevsk State Agricultural Academies», Izhevsk

45

СЕКЦИЯ 2. АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ, РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ЛИТОСФЕРЫ

УДК (550.31:528.88):(504.064.2:551.3)

П.И. Пигулевский 1, А.Т. Азимов 2

СОВРЕМЕННЫЙ КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И АЭРОКОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПАСНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

НА ТЕРРИТОРИИ Г. КРИВОЙ РОГ

В докладе рассмотрена актуальность применения современного комплекса геофизических и дистанционных аэрокосмических методов исследования процессов интенсивного проседания (проваливания) земной поверхности на территории г. Кривой Рог (Украина). В настоящее время данные экзогенные геологические процессы являются опасными для жизнедеятельности населения. Анализируются основные задачи, которые могут решаться предложенным комплексом. Кратко наводятся исходные геолого-геофизические и аэрокосмические данные, необходимые для выполнения исследований

Ключевые слова: опасные геологические процессы, проседание, провалы, пустоты, дистанционные аэрокосмические методы, геофизические методы

Введение. Для территории г. Кривой Рог (прежде всего его, Центрально-Городского района) Днепропетровской области Украины в настоящее время характерно развитие различных опасных для жизнедеятельности населения экзогенных геологических процессов, среди которых выделяется интенсивное проседание (проваливание) земной поверхности [1- 3]. Провальные воронки (рис. 1, [2]) являются результатом многолетней хозяйственной деятельности человека в сфере добычи полезных ископаемых подземным способом, поэтому они называются шахтными провальными воронками или шахтными провалами земной поверхности. На современном этапе изучения общая площадь провалов Кривбасса составляет более 3,4 тыс. га, а всего в городе известны как минимум 26 зон обрушения.

Рис. 1. Космоснимок провала земли над шахтой «Юбилейная»

Актуальной проблемой является исследование этих зон в мониторинговом режиме, выявление еще не закартированных зон, прогнозирование их дальнейшего развития для принятия структурами государственной (городской) власти управленческих решений. Существенное место в исследованиях, на наш взгляд, могут занимать дистанционные аэрокосмические методы, которые позволяют значительно дополнить результаты изучения процессов проседания (воронкообразования) комплексом современных геофизических методов и дан-

46

ные предыдущих исследований. Отметим основные решаемые этим комплексом задачи и необходимые исходные данные для выполнения исследований.

Решаемые задачи:

-верификация методических приемов уточнения структурной модели территории Центрально-Городского района г. Кривой Рог относительно ее ландшафтно-геологических условий на основе применения комплекса разновременных данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и имеющихся материалов геолого-геофизических исследований (на примере тестовых площадей/эталонных локальных объектов) – решение прямой задачи;

-оценка пространственно-временного развития аномальных экзогенных процессов в пределах территории работ;

-уточнение и детализация особенностей современного разломно-блокового строения территории Центрально-Городского района г. Кривой Рог в связи с локализацией в ее пределах участков потенциального развития процессов интенсивного проседания (проваливания) земной поверхности, а также участков с наличием в их недрах пустот:

-выделение предполагаемых и пространственная корректировка известных разноранговых разрывных нарушений;

-выявление областей (зон) аномального геодинамического влияния дизъюнктивов;

-тектонофизическая интерпретация результатов структурно-геодинамических исследований:

-уточнение морфологических особенностей и прогнозирование кинематических характеристик разрывных нарушений;

-определение направлений и интенсивностей новейших и современных тектонических вертикальных и горизонтальных движений в пределах образованных разрывными нарушениями блоков;

-определение (картирование) пространственного распределения локальных областей доминирующего развития деформаций сжатия и растяжения на молодом и современном этапах тектогенеза;

-выявление современных геодинамически активных субвертикальных дизъюнктивных, трещиноватых, разуплотненных, неоднородных зон, зон напряженно-деформационного состояния горных пород, зон повышенной геофлюидопроницаемости, которые могут определять пути миграции к земной поверхности разных по составу флюидов (в частности, установление прямых тепловых и, вероятно, газовых индикаторов), а следовательно, существенно влиять на условия формирования участков развития процессов интенсивного проседания/ проваливания поверхности земли, а также участков с наличием в их недрах пустот – решение обратной задачи;

-определение возможных закономерностей и прогнозирование зон/участков развития процессов интенсивного проседания/проваливания земной поверхности, а также участков/зон с наличием в их недрах пустот;

-картографирование нестабильных участков (блоков/зон) района работ, наиболее опасных относительно проседания поверхности земли, а также тех из них, которые могут иметь в недрах разнообразные пустоты;

-составление цифровых тематических картосхем территории Центрально-Городского района г. Кривой Рог масштаба 1:5 000/1:10 000 (по комплексу наземных, дистанционных и геоинформационных данных) с вынесением известных и предполагаемых участков развития процессов интенсивного проседания/ проваливания поверхности земли, а также вероятных участков с наличием в их недрах пустот, которые требуют незамедлительной инженерной защиты;

-построение вероятных 3D-пространственных геолого-геофизических моделей площадей, наиболее опасных относительно интенсивного проседания/проваливания земной поверхности;

-внедрение (передача) основных результатов НИР в заинтересованные структурные

47

подразделения Заказчика для информационно-аналитической поддержки системы принятия управленческих решений по предотвращению и устранению чрезвычайных ситуаций, связанных с развитием процессов интенсивного проседания земной поверхности под влиянием негативной нагрузки техногенных факторов, а также поддержки системы прогнозирования сценариев их развития.

Необходимые для выполнения исследований данные:

-данные ДЗЗ высокого пространственного, спектрометрического и радиометрического разрешения:

-полученные оптическими системами съемки (в частности, в дальнем инфракрасном (тепловом) диапазоне спектра электромагнитных волн);

-полученные радиолокационными системами съемки (в частности, результаты интерферометрии);

-архивные топогеодезические и ландшафтные данные с детальным отображением особенностей природных компонентов ландшафта территории г. Кривой Рог вообще и его Центрально-Городского района в частности:

-гипсометрии рельефа земной поверхности;

-гидро- и эрозионной сети;

-почв и поверхностных отложений;

-наличные геологические данные по тестовым площадям/эталонным локальным объектам – по участкам/зонам интенсивного проседания/проваливания поверхности земли, а также по участкам с наличием в их недрах пустот:

-разрезы шурфов;

-разрезы скважин;

-геологические разрезы по профилям;

-материалы по физико-механическим параметрам горных пород осадочного чехла;

-априорные гидрогеологические данные по территории исследований:

-относительно уровней залегания грунтовых вод по площади и их минерализации;

-материалы по гидрогеофильтрационным параметрам горных пород осадочного чехла на тестовых площадях/эталонных локальных объектах;

-имеющиеся данные детализационных геохимических исследований:

-относительно газово-изотопного состава грунтовых и подземных вод (в частности, о содержании гелия);

-относительно радон-тороновых эманаций;

-относительно минеральных включений в почвах и поверхностных отложениях;

-априорные данные площадных/профильных детализационных геофизических исследований:

-гравиметрических (в частности, данные ∆glok, Vzz);

-электрометрических (ВЭЗ-ВП, СЭП и т.п.; в частности, данные относительно кажущегося сопротивления геологического разреза);

-мониторинговых сейсмологических (в частности, трехкомпонентные);

-магнитометрических (∆Ta, ∆Za, ∆Ha и их трансформаций, которые также представлены материалами аналитического продолжения в нижнее полупространство);

-радиометрических (в частности, данные гамма-спектрометрии);

-другие материалы.

Выводы. Анализ основных задач, которые необходимо решать при изучении развития различных опасных для жизнедеятельности населения г. Кривой Рог экзогенных геологических процессов (интенсивное проседание земной поверхности) показывает, что их можно эффективно решать при помощи комплексирования геофизических и дистанционных аэрокосмических методов.

48

Литература

1.Пигулевский П.И., Пахомов С.П., Лазебник В.П. О возможностях геофизических методов при выявлении пустот в массивах горных пород / Геомеханические аспекты и экологические последствия отработки рудных залежей: Матер. II межд. конф.: Кривой Рог, 21-22 декабря 2012 г. – Кривой Рог, 2012. – С. 46-48.

2.Пигулевский П.И., Свистун В.К., Кирилюк А.С. О необходимости комплексных исследований геоэкологических проблем Криворожского железорудного бассейна Украины / Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях: материалы IX Междунар. науч.- практ. конф. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, 18 декабря 2013 г.). Воронеж, 2013, Часть III. С. 4-8

3.О возможностях геофизических методов при выявлении пустот в массивах горных пород (на примере Кривбасса) / П.И. Пигулевский, В.К. Свистун, С.П. Пахомов, А.С. Кирилюк // Комплексные проблемы техносфеорной безопасности. Научное издание. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – Часть II.

–С. 118-122.

1Институт геофизики имени С.И. Субботина НАН Украины, г. Киев, Украина 2Научный центр аэрокосмических исследований Земли ИГН НАН Украины, г. Киев, Украина

P.I. Pigulevskiy1, O.Т. Azimov2

MODERN COMPLEX OF GEOPHYSICAL AND AEROSPACE GEOLOGICAL METHODS FOR THE PREDICTION OF DANGEROUS GEOLOGICAL PROCESSES WITHIN THE CITY OF KRYVYI RIH

The report highlights the actuality of application of the modern complex of geophysical and aerospace methods to study the processes of intensive land surface subsidence (falling) within the city of Kryvyi Rih (Ukraine). Nowadays the exogenous geological processes are dangerous for the livelihoods of population. The main problems, which may be overcome by the proposed complex, are analyzed. The basic geological, geophysical and aerospace data for implementation of the research are briefly presented

Key words: Kryvyi Rih basin, cavity, crater

1S.I. Subbotin Institute of Geophysics of NAS of Ukraine, Kiev, Ukraine 2Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth of IGS of NAS of Ukraine, Kiev

УДК 629.76

В.А. Саечников, А.А. Спиридонов, И.А. Шалатонин, Д.Н. Гринь, В.В. Домбровский

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПО ОТРАБОТКЕ ОБОРУДОВАНИЯ СВЕРХМАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Рассматривается тестирование технологий для повышения надежности и живучести системы в экспериментах по отработке оборудования сверхмалого космического аппарата

Ключевые слова: сверхмалый космический аппарат, надежность, резервирование

При разработке бортовой и научной аппаратуры сверхмалого комического аппарата (СМКА) важным является вопрос повышения надежности и живучести в экспериментах по отработке оборудования. При эксплуатации реального космического аппарата (КА) это достигается резервированием основных бортовых систем, программного обеспечения, каналов управления, каналов передачи телеметрической и целевой информации, конструкторскими решениями, применением специальных материалов. Для проведения экспериментов по отра-

49

ботке бортового оборудования СМКА и аппаратуры целевой нагрузки, бортового программ- но-математического обеспечения, оборудования комплекса управления, в том числе отработки надѐжности, работоспособности и живучести, в Белорусском государственном университете разработаны программно-аппаратные средства для лабораторной отработки (ПАС ЛО) бортовой аппаратуры нано и пикоспутников. Кроме того они используются в учебном процессе при подготовке специалистов аэрокосмической отрасли. ПАС ЛО позволяют работать как с реальными КА (прогнозировать движение КА, планировать сеансы радиосвязи, принимать и обрабатывать их телеметрию, анализировать работу бортовых систем и датчиков), реальной аппаратурой и программным обеспечением наземного комплекса управления, так и с аппаратурой и ПО имитирующей работу КА (имитатор КА), наземного комплекса управления (основной и резервный модули комплекса дистанционного управления) с помощью которых можно проводить отработку аппаратуры платформы и полезной нагрузки КА. ПАС ЛО включают в состав: комплекс дистанционного управления (КДУ) космическим аппаратом; имитатор КА; АРМ оператора навигационно-баллистического обеспечения (НБО) полета КА; АРМ оператора технической поддержки, АРМ оператора обработки информации телеметрии и целевой аппаратуры КА; программный комплекс обработки и разборчивого озвучивания текстовых фрагментов с единицами измерения для АРМ обработки информации телеметрии и целевой аппаратуры КА; программное обеспечение (ПО) ПАС ЛО. КДУ решает задачи оперативно-технического руководства работами по приему и обработке телеметрической и научной информации, как реальных КА, так и имитатора КА; управления имитатором; проведения обучения студентов в режиме имитации в различных временных масштабах, отработки и испытаний аппаратных и программных средств управления полетами, бортовой аппаратуры и научных приборов. Для повышения надежности и живучести всей системы в экспериментах по отработке оборудования СМКА разработаны два модуля КДУ, выполненные с одинаковой аппаратной реализацией, но работающие на различных операционных системах (ОС) - основной модуль КДУ на основе ОС Linux и резервный модуль КДУ на основе ОС Windows.

Имитатор КА выполнен на нерадиационно-стойкой элементной базе и включает в себя все основные бортовые системы реального СМКА: корпус; систему управления, сбора и обработки данных на основе промышленного компьютера СМ-720 (основной бортовой компьютер) и микроконтроллера STM32F429 (резервный бортовой компьютер); систему связи на основе приемопередатчика TE-СС430F51-433 (два идентичных для дублирования - основной канал управления и передачи информации от имитатора к КДУ)), приемника DVB-T RTL2832, коммуникационного модуля стандарта PC/104-Plus GPS-GLONASS / GSM (позволяющего продублировать канал передачи информации от имитатора к КДУ); систему электроснабжения на основе источника питания PS351 с возможностью питания от внешней сети, аккумуляторных и солнечных батарей; систему ориентации и стабилизации (датчики ориентации и навигации), как показано на рис. 1. Как видно на рис. 1 оборудование основных бортовых систем: системы управления, сбора и обработки данных, системы связи, системы электроснабжения для обеспечения надежности продублировано и имеет возможность удаленного управления, включение, отключения, а программного переключения взависимости от состояния бортовых систем имитатора КА и программного управления с помощью пользовательских команд.

Было протестирована возможность удаленного управления бортовыми системами и отрабатываемым оборудованием имитатора КА в различных режимах его работы при переключении каналов управления между основным и резервным модулем КДУ. Основной и резервный модуль КДУ последовательно переключали режимы работы имитатора КА и одновременно принимали телеметрию от имитатора. После загрузки программного обеспечения имитатора КА, КДУ и резервного модуля КДУ имитатор КА переходил в режим работы с минимальным энергопотреблением. На управляющие компьютеры КДУ и резервного модуля КДУ приходили пакеты телеметрической информации (ТМИ). В окне содержимого пакетов

50