Разработка рекомендаций по совершенствованию обслуживания систем пожарной сигнализации

Противопожарная защита объектов имеет важное значение и является радикальным средством безопасности находящихся в них людей и материальных ценностей. Важнейшую роль в повышении эффективности противопожарной защиты играют системы пожарной автоматики (СПА). Особое место среди различных СПА занимают системы пожарной сигнализации (СПС), так как именно они получают наибольшее распространение на различных объектах в регионах. При этом эффективность принятой защиты будет определяться степенью технологической и параметрической надежности используемых СПС. К сожалению на практике, при эксплуатации этих систем на объектах, данным параметрам не уделяют достаточного внимания.

Вопросам технической эксплуатации систем пожарной сигнализации посвящено множество работ. Существует ряд фундаментальных трудов по изучению надежности различных установок ПС, их деталей, работе системы в различных эксплуатационных условиях. Разработано немало предложений по периодичности и системе планово-предупредительных работ, организации технического обслуживания (ТО) и обеспечения оптимальной ремонтопригодности пожарной сигнализации. Но с каждым годом рост и совершенствование СПС ставит новые вопросы и задачи включающие в себя оптимизацию ее эксплуатации и совершенствование организации ТО.

Все это говорит о том, что вопросам технического обслуживания необходимо уделять постоянное внимание даже при наличии полностью автоматизированных систем с элементами контроля и самодиагностики. При эксплуатации таких систем приходится периодически выполнять различные снаряжательные операции, профилактические осмотры и ремонты, проверять работоспособность технических устройств, устранять отказы и т. д.

При этом необходимо четко различать процессы технического обслуживания и процессы массового обслуживания. Процессом технического обслуживания принято считать выполнение системы мероприятий по подготовке установки ПС к применению. Сюда относятся предложения при создании и проектировании СПС, улучшения ее ремонтопригодности. Основным показателем при этом является общая надежность систем, определяемая по безотказности их срабатывания, интенсивности отказов в процессе эксплуатации и интенсивности восстановления отдельных элементов, блоков.

При рассмотрении задачи теории массового обслуживания речь уже идет о результатах применения СПС, при так называемой «случайной» потребности в них. Поэтому теория массового обслуживания является, в сущности, теорией удовлетворения случайных потребностей, возникающих при необходимости проведения очередного планово-профилактического мероприятия, восстановительных работ после срабатываний ПС или ремонта после очередного отказа.

Актуальность исследования. Для систем пожарной сигнализации, где на основе научных исследований строго определены периодичности технического обслуживания, четкое соблюдение этих интервалов является одной из основных задач для организации ТО. Ранее проведенные попытки увеличить периодичность ТО не дали ожидаемых результатов, при этом возрастала интенсивность аварийных вызовов и надежность обслуживаемых систем значительно понижалась. На современном этапе развития появились новые системы, обладающие более надежными элементами, а так же оснащенные специальными блоками автоматического контроля состояния своих узлов. Это диктует рассмотрения нового подхода к политике профилактических работ и организации самого обслуживания.

Основным элементом, влияющим на соблюдение периодичности обслуживания СПС, служит дополнительный поток аварийных вызовов генерируемый от обслуживаемых установок в случае отказа. Этот поток является приоритетным по сравнению с обычным плановым ТО, так как указывает на то, что установка явно находится в неработоспособном состоянии и потому требует немедленного обслуживания. В случае выезда на ее ремонт очередное требование на ТО, стоящее в плане-графике, будет обслужено уже с некоторой задержкой, что при регламентном методе обслуживания недопустимо. Таким образом, возникает задача сбалансировать систему ТО так, чтобы при некотором числе аварийных вызовов поступающих в систему соблюдался период обслуживания плановых работ. Кроме того, общий подход в выборе периодичности профилактического обслуживания для различных СПС не всегда является рациональным и оптимальным, как для обслуживаемого объекта, так и для самой организации обслуживания, особенно при неправильной организации ТО.

Постоянный рост внедряемых систем пожарной сигнализации все острее ставит вопрос систематического и научно обоснованного технического обслуживания, т.к. при плохо организованном ТО имеющиеся на объектах системы ПС могут оказаться бесполезными.

Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по совершенствованию эксплуатации СПС в регионах на основе математической модели организации их технического обслуживания.

Задачи исследования. Исходя из выше изложенной цели, перед диссертационной работой ставились следующие задачи:

— анализ существующих методов организации технического и профилактического обслуживания;

— исследование количественных показателей надежности различных типов СПС в регионе;

— исследование организации обслуживания СПС в регионе;

— разработка математической модели ТО СПС в регионе и рекомендаций по ее модернизации;

— установление оптимальных соотношений параметров обслуживания (численности обслуживающих аппаратов, дисциплина обслуживания и т. д.) для обеспечения научно-обоснованной эксплуатации СПС в регионе;

— разработка рекомендаций по совершенствованию эксплуатации.

СПС.

Научная новизна работы: предложена математическая модель технического обслуживания СПС в регионах на основе теории массового обслуживания ТМО), позволяющая оценить организацию обслуживания с точки зрения «критериев эффективности» при различных дисциплинах обслуживанияпредложены различные варианты модификации дисциплины обслуживания и для каждой рассчитаны оптимальные параметры работы системы ТО на основе «критериев эффективности" — разработаны рекомендации по совершенствованию организации обслуживания СПС в регионах;

Практическая значимость. Полученные результаты диссертационной работы позволяют уменьшить субъективный характер принимаемых решений при организации обслуживания СПС в регионах, более полно анализировать состояние и работу обслуживающей системы. Разработанные рекомендации позволяют в зависимости от внешних условий определить наиболее оптимальные варианты обслуживания.

Результаты работы применены на заводе Медицинской техники и товаров народного потребления — филиал ГКНПЦ им. М. В. Хруничева в городе Москвев учебном процессе кафедры пожарной автоматики МИПБ МВД РФ (имеются подтверждающие акты внедрения).

Апробация материалов диссертации проведена на Научно-практической конференции «Пожарная безопасность — 97» (Москва, 1997 г.) — Седьмой международной конференции «Системы безопасности» — СБ98 (Москва, 1998 г.) — Научно-практической конференции «Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы» (Москва, 1998 г.).

Публикации по работе. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и приложений. Общий объем диссертации составляет 258 страниц, в том числе 21 рисунок, 32 таблицы, список литературы из 70 наименований и 5 приложений.

ВЫВОДЫ.

По результатам выполненной диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1. Произведен анализ имеющегося на сегодняшний день состояния эксплуатации систем пожарной автоматики по регионам и стране в целом на основании которого был сделан вывод, что на надежность СПС, кроме собственно качества обслуживания, влияет и то, как это обслуживание организовано. В связи с этим был предложен новый подход в оценке организации эксплуатации СПС в регионе не только по степени их надежного функционирования, но и эффективности работы самой системы обслуживания.

2. Анализ существующих методов построения математических моделей технического обслуживания показал, что наиболее подходящим является метод на основе теории массового обслуживания т. к этот метод дает возможность делать различные несложные модификации системы обслуживания, просчитывать эти модификации на созданной модели, находить наиболее оптимальные варианты и прогнозировать работу системы ТО при различных внешних условиях, что является немаловажной задачей при постоянно меняющейся рыночной экономике, и совершенствовании эксплуатационных характеристик СПС.

3. Рассмотрены различные виды возможных модификаций системы обслуживания ПС при моделировании на основе ТМО и предложена наиболее существенная для решения задачи о соблюдении периодичности плановых ТО и своевременном обслуживании аварийных вызовов, которая заключается в изменении порядка распределения различных типов требований (ТО, аварийные вызовы) между различными аппаратами обслуживания (бригадами).

4. Произведены аналитические исследования организации обслуживания систем ПС на основании которых были выдвинуты теоретически обоснованные гипотезы о Пуассоновском распределении входящего в систему обслуживания потока требований и показательном распределении времени занятости аппаратов обслуживания (бригад).

5. Предложена математическая модель для объектовых и специализированных организаций ТО, на основании которых можно оценить работу системы с точки зрения различных критериев эффективности (вероятность загрузки системы Рзан, среднее время ожидания обслуживания Тп, вероятности что время ожидания не превзойдет необходимое значение Р{/3> и т. д.).

6. Согласно собранных статистических данных и их обработке, установлено, что входящий поток требований на обслуживание СПС действительно подчиняется пуассоновскому закону распределения, а продолжительность времени обслуживания согласуется с показательным законом.

7. На основе оценки работы одной бригады по предложенным критериям эффективности определено, что наиболее эффективная работа осуществляется при достижении интенсивности входящего потока порядка А,=1,3, что соответствует 35 системам ПС при плановом ТО.

8. Определена возможность применения различных методов в дисциплине обслуживания систем ПС:

— раздельное (пакетное) — когда за каждой бригадой закреплено определенное количество СПС;

— смешанное — когда все требования, имеющиеся на данный день в системе, обслуживаются любой свободной бригадой или распределяются в начале рабочего дня. При этом найдено, что наиболее целесообразным и экономичным для организации обслуживания является «смешанный» метод.

9. Предложена модификация системы с помощью введения специальных «аварийных бригад», которая решает вопрос о влиянии аварийных вызовов на периодичность ТО. С помощью математической модели показана эффективность и целесообразность такой модификации.

10. Произведены расчет функционирования системы обслуживания с помощью предложенной модели при различных интенсивностях входящих потоков заявок. Найдены наиболее эффективные варианты по количеству обслуживающих бригад для различных значений входящих потоков, с точки зрения рассчитанных критериев эффективности. Полученные значения, для удобства использования, сведены в таблицы и построены графики.

11. Исходя из распространения на различных объектах в регионах современных систем ПС с применением блоков автоматического контроля, был сделан вывод о рациональности организации профилактического обслуживания таких систем с периодичностью в 3600 часов (150 дней) без ущерба для их надежности. Это дает возможность применения свободных аварийных бригад в организации обслуживания для выезда по заявке на любой объект без заключения специального договора на ТО и содержать большинство СПС на объектах региона в работоспособном состоянии.

12. Проведены расчеты и получены результаты рекомендуемых параметров обслуживания при различной степени «надежности обслуживания» которые показали, что для проведения плановых ТО оптимальным является обслуживание при времени организации topz = Тп = 1,0 рабочий день, а для аварийных вызовов при topz = Тп = 4 часа (0,5 раб. дня).

13. На основе проведенных исследований и расчетов разработаны рекомендации для эффективной организации технического обслуживания и эксплуатации систем ПС в регионах.