Повышение безопасности морских перегрузочных комплексов использованием системы мониторинга экстремальных природных явлений

раздела классификатора ОКВЭД. Необходимая информация проиллюстрирована в таблицах 4,5,6.

Оборот малых предприятий по видам экономической деятельности с января по сентябрь 2011г. по данным «ФСГС» составил 213 млрд. руб.

Исходя из данных, представленных выше, можно сделать вывод о том, что большая часть оборота приходится на крупные компании. Тем не менее, доля средних и малых предприятий весьма велика.

Помимо вышеизложенного важным индикатором положения дел в отрасли служит состояние основных фондов, представленных в таблице 7,8.

Анализируя данные приведенные в таблице 7 и 8 можно сделать вывод о недозагруженности основных мощностей и предстоящей в 2115г. процедуре покупке новых машин и оборудования.

Резюмируя вышесказанное можно отметить что, несмотря на растущие показатели индекса производства пищевых продуктов данная динамика возможно только ввиду увеличения показателя ВВП государства. Такая зависимость имеет место и в других отраслях промышленности Российской Федерации и отражает зависимость экономики от деятельности сырьевого сектора. Касаемо структуры и состава пищевой промышленности выделяется преобладающие влияние крупных компаний при их крайне малой доли в общем объеме хозяйствующих субъектов присутствующих на рынке. При этом проблема обновления основных фондов их физи-

ческое и моральное устаревание, а так же недозагруженность негативно сказывается на конкурентоспособности предприятий. Всё это сказывается на итоговом положение дел в отрасли и появлении тенденции к покупке отечественных предприятий крупными иностранными игроками. Сопоставляя такие риски и данными о структуре рынка с преобладающей долей малого количества крупным компаний возникает вопрос возможности обеспечения продовольственной безопасности граждан своими силами.

Литература:

1. Большой экономический словарь / Под ред. А.Н. Азриля-на. - 5-е

изд. доп. и перераб. - М.: Институт новой экономики, 2002. -1280 с.

2. Официальный сайт «Википелия — свободнаяй энциклопедия» www.ru.wikipedia.org

3. Официальный сайт Министерства промышленности и торговли России www.minpromtorg.gov.ru

4. Официальный сайт по данным Федеральной службы государственной статистики www.gks.ru

5. Райзберг Б. А., Лозовский Л. Ш., Стародубцева Е. Б. Современный экономический словарь — 5-е изд., перераб. и доп.. — М.: Инфра-М, 2007. — 495 с.

6. Федеральный закон № 165-ФЗ от 8 декабря 2003 года «О специальных защитных, антидемпинговых и компенсационных мерах при импорте товаров»

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКИХ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Шацкова Ю.В., аспирант

Туркин В.А., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет им. адм. Ф.Ф. Ушакова»

To improve the safe operation of offshore transshipment complexes of proposed lidar system for remote monitoring of natural extreme events.

Ключевые слова: морские перегрузочные комплексы, безопасность эксплуатации, экстремальные явления, лидарная система мониторинга.

IMPROVING SAFETY OF MARINE TRANSSHIPMENT COMPLEX MONITORING SYSTEM USING EXTREME WEATHER EVENTS

Shatskova Y., the post-graduate student

Turkin V., Dr. Sc. Sciences, FGBOU VPO «State Maritime Universit under the name F. Ushakov»

С целью повышения безопасности эксплуатации морских перегрузочных комплексов предложена лидарная система для дистанционного мониторинга экстремальных природных явлений.

Keywords: offshore transshipment complexes, safety of operation, extreme events, lidar system for monitoring.

Одна из актуальнейших задач современности - сделать транспортные перевозки грузов безопасными и наносящими минимум вреда окружающей среде. Современный подход мирового сообщества к устойчивому развитию транспорта, включая транспортный флот и береговые инфраструктуры, основан на приоритете безопасности, в том числе экологической.

Опасные явления погоды, к которым можно отнести смерчи, наносят большой вред экономической деятельности и создают угрозу устойчивому развитию экономики страны. На территории России смерчи - это один из многих метеорологических источников природно-техногенных бедствий и катастроф.

В последние годы по данным ряда авторов повторяемость смерчей в целом по России возросла. При этом заметно увеличился ущерб от них. По данным руководителя Росгидромета А.И. Бедрицкого в России с каждым годом происходит на 6% больше опасных явлений, в их число входят и смерчи. Наибольшие потери наблюдаются при воздействии смерчей на особо опасные объекты, повреждения которых наносят огромный экологический вред территории и водным пространствам России. В частности на объекты транспортировки нефтепродуктов, на гидротехнические сооружения и др.

Постоянное увеличение концентрации береговых и морских объектов естественным образом приводит к рискам загрязнения территорий суши и акваторий Черного моря, связанным с возмож-

ными природными катастрофами. Особенно стоит подчеркнуть, что на территории порта Новороссийск располагаются такие важные объекты, как КТК и нефтеналивной терминал «Шесхарис». Этот факт выдвигает особые требования к экологической защите, предупреждению смерчей на территории исследуемого района.

Меры по снижению смерчевой опасности применяются ограниченно, как из-за недостаточно разработанной научной и технической базы, так и непонимания уполномоченными лицами серьезности проблемы и путей ее решения.

Практически каждый смерчи связанный с ним сель на обозначенной территории приводит к человеческим жертвам. Последним ярким примером стал смерч, прошедший 9 августа 2002 года в Широкой Балке. По сообщению Южного регионального центра МЧС России: «В результате интенсивных дождей и выхода на сушу смерча, образовавшегося над акваторией Чёрного моря в районе г. Новороссийска, разрушено 490 и повреждено 3588 домов, пострадало более 30 тысяч человек, погибло 59 человек».

Оценка смерчеопасности Черноморского побережья Краснодарского края нуждается в уточнении. Известны случаи, когда смерчи, образовывающиеся на море, выходили на сушу, подвергая угрозе сооружения нефтебазы Шесхарис в районе г. Новороссийск. С практической точки зрения представляется важным наличие оценки смерчеопасности порта Новороссийск и прилегающих к нему

территорий. Особенным преимуществом такой оценки может быть включенный в нее прогноз параметров, времени и траекторий прохождения смерчей, основанный на данных дистанционного лазерного мониторинга.

Статистику смерчей в районе порта Новороссийск невозможно выявить. Метеорологический локатор в районе Новороссийска не установлен, со спутников смерч тоже не увидеть: он возникает только в облачную погоду. Обычный радиолокатор смерч не видит, а методики наблюдений смерча с помощью судовых РЛС не существует. Так как среднее время предупреждения гидрометеослужбой до появления смерча всего 16 - 17минут, принять своевременные меры по уменьшению ущерба, не представляется возможным.

Таким образом, возникновение морских водяных смерчей практически невозможно предсказать. Но с помощью лидаров можно определить место их возникновения, характер и траекторию смещения, что является важным звеном в мониторинге опасных явлений природы, направленном на выявление и на защиту морских перегрузочных комплексов.

Для выработки эффективных и своевременных мероприятий по снижению вредного воздействия смерчей и других природных явлений на морские терминалы необходимо обладать объективной качественной и количественной информацией о текущем состоянии окружающей среды и динамике его изменения. Такую информацию могут дать дистанционные методы контроля и особенно метод лазерного зондирования [1, 2].

Высокая чувствительность лидаров при обнаружении малых аэрозольных и газовых примесей в атмосфере, дистанционность и большая оперативность получения данных дают реальную основу их использования для контроля распространения аэрозолей в атмосфере, а, следовательно, и приближения смерчей к морским терминалам [3].

Практическая потребность в лазерной системе - лидаре - обусловлена ее преимуществами по сравнению с традиционными химическими методами. Это возможность проведения непрерывного дистанционного анализа, большой радиус действия, оперативность получения результатов измерений с их выводом на монитор или принтер, меньшая трудоемкость измерений.

Лидар состоит из следующих частей: лазера, передающей оптики, приемного телескопа, спектроанализатора, фотоприемника и электронной измерительной системы. Импульс лазерного излучения, сформированный передающей оптикой, направляется в мишень. Излучение, рассеянное мишенью назад, собирается приемным телескопом и через спектроанализатор направляется на фотоприемник. Электрический сигнал с фотоприемника обрабатывается измерительной системой по заданному алгоритму.

Способность лидаров проводить в реальном масштабе времени дистанционный анализ дает возможность для мгновенного обнаружения любых концентраций аэрозолей и загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Вариант лидара дифференциального поглощения, схема которого приведена на рисунке 1, подразумевает использование двухволнового излучателя: одна длина волны лазерного излучения попадает в центр полосы поглощения молекулы загрязняющего вещества, а другая - вне этой полосы. Лидар построен по коаксиаль-

ной схеме, когда оба луча имеют параллельные направления и параллельны оси приемного телескопа.

Интенсивность прошедшего сквозь атмосферу излучения на длине волны зондирующего излучения ослаблялась за счет поглощения аэрозолем. Далее излучение через светофильтр 5 направлялось на фотоприемник 6. Одновременно полупрозрачным зеркалом 4 лазерное излучение на длине волны 1064 нм через интерференционный светофильтр 7 направлялось на фотоприемник 8 для измерения его интенсивности. Оно также прошло сквозь толщу атмосферы и служит в качестве опорного сигнала в дифференциальной схеме измерения. Импульсы напряжений с двух одинаковых фотоприемников 6 и 8 вводились в измерительную систему и записывались в ПК. Стеклянные пластины 2 и 3 отводили часть лазерного излучения на длинах волн 532 и 1064 нм через светофильтры 9 и 11 на фотодиоды 10 и 12 для контроля энергии лазерных импульсов и синхронизации работы лидара. Подбором коэффициентов усилителей на выходах фотоприемников были установлены коэффициенты передачи модулей, которые позволили перейти от напряжений к энергиям импульсов, а затем к ДП-коэффициенту, зависимость которого от расстояния позволяет рассчитать концентрацию аэрозоля по известному сечению поглощения на длине волны зондирования. Этот можно использовать при дистанционных измерениях концентрации аэрозоля в атмосфере на расстояниях зондирования до 10 км. Наблюдения можно проводить дистанционно с наземных платформ или судов, самолетов и спутников.

При построении системы мониторинга на первый план выдвигается задача установления связи характеристик атмосферы (концентрации аэрозоля, плотности частиц, спектральных размеров) или водного объекта с оптическими параметрами, измеряемыми с помощью лидара, в зависимости от метеопараметров.

Система должна удовлетворять следующим требованиям: 1) прием и обработка первичной информации от измерительных систем; 2) надежное хранение полученных данных; 3) возможность удаленного управления измерительными системами; 4) обеспечение выдачи данных в удобном для пользователя формате; 5) своевременное определение места образования смерча; 6) формирование краткосрочных и долгосрочных прогнозов развития состояния окружающей среды при помощи математических моделей; 7) обеспечение поддержки принятия решений на управленческом уровне.

Схема системы представлена на рисунке 2. Система состоит из трех блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Первый блок представлен наземной лидарной системой (НЛС), которая располагается таким образом, чтобы суммарный радиус действия охватывал весь наблюдаемый район. Местоположение и количество НЛС определяется исходя из особенностей наблюдаемого района. НЛС состоит из лидара и компьютера, объединенного с лидаром посредством специально разработанной интерфейсной платы, кроме того, компьютер соединен с Центром управления системой (ЦУС) выделенным интернет-каналом.

Из Центра управления системой приходит информация о заданных параметрах работы лидара. Специально разработанное программное обеспечение обрабатывает полученную информацию и приводит в действие лидар. Данные, полученные в результате работы лидара, упаковываются и транзитно отправляются в ЦУС.

1 2 3 4 5 6

Рис. 1. Оптическая схема лидара дифференциального поглощения и рассеяния: 1 - лазер; 2,3 - плоскопараллельные пластины; 4 -полупрозрачное зеркало; 5, 7, 9, 10 - интерференционные светофильтры; 6, 8 - фотоумножители и 10, 12 - фотодиоды

Рисунок 4.І2 - Структурная схема лидарной системы мониторинга смерчей

Второй блок представлен системой метеослужб, обеспечивающих своевременное получение метеопараметров района, как от служб Роскомгидромета, так и от метеослужб, расположенных в районе мониторинга.

Третий блок - Центр управления системой, состоящий из совокупности модулей, каждый из которых имеет определенный набор функций.

Модуль управления и администрирования осуществляет управление системой, авторизацию пользователей и является связующим звеном, регулирующим взаимодействие и совместную работу всех компонентов системы.

Модуль обработки первичной информации обеспечивает дистанционное управление и связь с первичными источниками информации (лидары, метеослужбы); организацию канала передачи данных от первичных источников данных, а также первичную обработку входящей информации.

Модуль моделирования и выдачи прогнозов. В модуле с использованием имитационного моделирования происходит оценка уровня текущего загрязнения атмосферы и формирование сообщений при достижении заданных концентраций аэрозолей.

Модуль хранения данных служит для хранения первичной информации, поступающей от подсистемы сбора информации и внешних информационных систем, хранения картографической информации для данной местности, организации хранения и доступа к имеющимся знаниям в области исследования атмосферных процессов, необходимых для оценки смерчеопасности ситуации в контролируемой области, хранения данных внешних систем. Построение такого модуля целесообразно выполнить с использованием одного из SQL-серверов, таких как Oracle, Postgres или Sybase.

Модуль связи с пользователями обеспечивает взаимодействие системы с пользователями: принимает команды управления, получает информацию, выдает результаты. Для связи с удаленными машинами пользователей используется стек протоколов TCP/IP. Модуль построен по принципу «тонкого клиента», то есть используется мощный Web-сервер, а на рабочих станциях пользователей — любой доступный Web-браузер.

Модуль управления лидарными системами принимает информацию от модуля моделирования и выдачи прогнозов и производит расчеты параметрических данных для каждой НЛС, обеспечивает связь с НЛС.

Таким образом, предложенная лидарная система дистанционного мониторинга экстремальных природных явлений может слу-

жить инструментом повышения безопасности эксплуатации морских перегрузочных комплексов.

Литература:

1. Туркин А.В., Шеманин В.Г., Туркин В.А. Лидары дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования атмосферы / / Сборник научных трудов. Вып. 13 / Отв. ред. В.В. Демьянов. -Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2009. - С. 84 - 85.

2. Туркин В.А., Туркин А.В.. Шеманин В.Г. Экологический Мониторинг припортовых акваторий с использованием лазерной системы. - Транспортное образование и наука. Опыт, проблемы, перспективы // Труды Научно-практической конференции. - М: МИИТ, 2009. - С. 6 - 8.

3. Воронина Э.И., Сапожников Д.Ю., Шеманин В.Г. Система управления лидарной станцией мониторинга загрязнений атмосферы промышленного района // Безопасность жизнедеятельности. - 2003. - № 9. - С. 34 - 37.