СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ПРОЛИТОГО ОПАСНОГО ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПРИ АВАРИИ ПЕРЕВОЗИМОГО РЕЗЕРВУАРА Российский патент 2019 года по МПК G01F9/00 

Изобретение относится к способу оперативной передачи данных о массе пролитого опасного химического вещества при авариях с резервуарами, перевозимыми автомобильным или железнодорожным транспортом, и может быть использовано в практике снабжения исходными данными для расчета зон химического заражения с помощью программного обеспечения центра кризисных ситуаций.

По статистике ежегодно транспортируют до 700 тысяч тонн опасных химических веществ по территории Российской Федерации. Транспорт, перевозящий опасные химические вещества принято относить к подвижным химически опасным объектам. Пути транспортировки опасных химических веществ в большинстве случаев вынуждено проходят по территории населенных пунктов, что увеличивает риск химической опасности для населения, расположенного вблизи маршрутов перемещения. В связи с ростом террористических актов ущерб от терактов на таких объектах может быть большим, чем при промышленных авариях на химически опасных объектах.

При перевозке опасных химических веществ подвижный резервуар может находиться в заранее неизвестном месте, в отличие от стационарных химически опасных объектов, поэтому существует проблема получения исходных данных для оперативного прогнозирования зон распространения химического облака при авариях на перемещающихся химически опасных объектах.

В настоящее время в связи с увеличением опасности террористических актов и других аварий на химически опасных объектах в целях оперативного прогнозирования последствий аварий возрастает необходимость достоверного определения зоны химического заражения с учетом массы пролитого опасного химического вещества при частичной разгерметизации резервуаров и на этой основе в выработке управленческих решений по обеспечению безопасности населения в чрезвычайной ситуации. В целях решения этой проблемы предлагается данное изобретение.

Известен способ экологического мониторинга химически опасных объектов (патент РФ. №2270992, опубл. 07.07.2003, МПК G01N 15/06), относится к области экологического мониторинга химически опасных объектов и окружающей среды, безопасности их функционирования, предупреждения аварийных чрезвычайных ситуаций, оперативных действий и расчетов зон заражения и поражающего действия при авариях, в котором непрерывно определяют концентрацию опасных веществ в рабочей зоне объекта, сравнивают ее с предельно допустимой концентраций и при превышении прогнозируют зону заражения и поражающего действия с учетом метеоусловий и объема выброса опасных веществ. Недостатком известного способа является его применение только для стационарных химически опасных объектов и невозможность применения для подвижных химически опасных объектов..

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение оперативности получения данных для определения зон химического заражения в случае аварий на подвижных химически опасных объектах для своевременного выполнения оперативных мероприятий при чрезвычайной ситуации.

Технический результат достигается тем, что оперативное определение массы пролитого опасного химического вещества при аварии перевозимого резервуара с опасным химическим веществом в режиме реального времени реализуется с возможностью определения местонахождения подвижного резервуара и массы пролитого опасного химического вещества комплексом, состоящим из блока определения местонахождения резервуара; блока измерителей уровня опасного химического вещества в резервуаре; вычислительного блока, выполненного с возможностью определения массы разлившегося опасного химического вещества на местности; блока шифрования и передачи информации, выполненного с возможностью преобразовывать и передавать данные, полученные из вычислительного блока, в центр кризисных ситуаций, в котором принимаются и обрабатываются сигналы и определяется зона химического заражения.

Блок измерений, вычислительный блок и блок шифровки и передачи данных устанавливаются на транспортном средстве, перевозящим резервуар с опасным химическим веществом, центр кризисных ситуаций расположен стационарно. Вся система может быть выполнена в виде аппаратно-программного комплекса.

На фигуре 1 изображена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Система работает следующим образом, перед отправкой резервуара с опасным химическим веществом в центр кризисных ситуаций 6 заносят исходные данные, в том числе параметры резервуара, тип и плотность опасного химического вещества, начальный уровень жидкости в резервуаре, тем самым проверяется сопряжение оборудования, установленного на транспортном средстве с центром кризисных ситуаций.

После отправки подвижного резервуара с опасным химическим веществом при помощи блока измерения местонахождения 2 производится непрерывное определение местоположения подвижного резервуара с опасным химическим веществом, например при помощи модуля ГЛОНАСС, при помощи блока 1 измерителей уровня осуществляется непрерывное измерение уровня жидкого опасного вещества, при помощи по известной системы измерения. При движении в резервуаре происходит волнение жидкости, поэтому целесообразно использование не менее четырех уровнемеров, в зависимости от количества демпферов, установленных внутри резервуара. Информация с уровнемеров передается в вычислительный блок 3, где по формуле (1) рассчитывается уровень опасного химического вещества, приведенный к статическому положению. Расчет уровня опасного химического вещества при движении подвижного резервуара осуществляется непрерывно путем фиксации максимального и минимального отклонения от начального уровня на интервале времени, равному 4 секунды.

где: Н - значение уровня опасного химического вещества в резервуаре, приведенного в статическое положение, в текущий момент времени;

h_{1 min} - минимальное значение уровня опасного химического вещества в резервуаре;

h_{1 max} - максимальное значение уровня опасного химического вещества в резервуаре;

n - количество уровнемеров, установленных на подвижном резервуаре с опасным химическим веществом.

Значение уровня опасного химического вещества в резервуаре, приведенного в статическое положение, в текущий момент времени Н сравнивается с начальным уровнем опасного химического вещества. В случае если Н<h_нач более чем на 5% от h_нач происходит информирование об аварии путем передачи электрического сигнала в блок шифровки и передачи данных 4, который в свою очередь оповещает об аварии центр кризисных ситуаций, параллельно вычислительный блок 3 производит вычисление массы пролитого опасного химического вещества по Н значению уровня опасного химического вещества в резервуаре, приведенного в статическое положение, в текущий момент времени, ρ - плотности жидкости, R - радиусу резервуара, h_нач - начальному уровню опасного химического вещества, L - длине резервуара, по формуле 2 - в случае если H>R, по формуле 3 - в случае если H<R и передает данные в блок шифровки и передачи информации, который в свою очередь передает данные через имеющийся канал передачи данных 5 в центр кризисных ситуаций 6, где в режиме реального времени производится расчет зон химического заражения для своевременного выполнения оперативных мероприятий при чрезвычайной ситуации.

где: m - масса пролитого опасного химического вещества;

R - радиус резервуара с опасным химическим веществом;

h_нач - начальный уровень опасного химического вещества в резервуаре;

L - длина резервуара с опасным химическим веществом;

Н - значение уровня опасного химического вещества в резервуаре, приведенного в статическое положение, в текущий момент времени;

π - число пи;

ρ - плотность опасного химического вещества.

Таким образом, данный способ позволяет оперативно получить данные для определения зон химического заражения в случае аварий на подвижных химически опасных объектах для своевременного выполнения оперативных мероприятий при чрезвычайной ситуации.

Изобретение может быть использовано для оперативного определения массы пролитого опасного химического вещества при аварии перевозимого резервуара. Сущность: на подвижном транспортном средстве устанавливают блок (2) определения местонахождения резервуара с опасным химическим веществом, блок (1) измерителей уровня опасного химического вещества в резервуаре, вычислительный блок (3), блок (4) шифрования и передачи информации. Непрерывно определяют местонахождение резервуара с опасным химическим веществом с помощью блока (2) определения местонахождения резервуара. Непрерывно измеряют уровень жидкого опасного вещества в резервуаре с помощью блока (1) измерителей уровня. Информация с блока (1) измерителей уровня опасного химического вещества в резервуаре поступает в вычислительный блок (3). В вычислительном блоке (3) рассчитывают уровень опасного химического вещества, приведенный к статическому положению, и сравнивают его с начальным уровнем опасного химического вещества. При уменьшении текущего уровня опасного химического вещества от первоначального более чем на 5% в блок (4) шифрования и передачи данных поступает сигнал об аварии. Информация с блока (4) шифрования и передачи данных поступает в центр (6) кризисных ситуаций. В центре (6) кризисных ситуаций в режиме реального времени рассчитывают зоны химического заражения для своевременного выполнения оперативных мероприятий при чрезвычайной ситуации. Технический результат: повышение оперативности определения массы пролитого опасного химического вещества при аварии перевозимого резервуара. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ оперативного определения массы пролитого опасного химического вещества при аварии перевозимого резервуара с опасным химическим веществом в режиме реального времени, реализующийся с возможностью определения местонахождения подвижного резервуара с опасным химическим веществом и массы пролитого опасного химического вещества, отличающийся тем, что на подвижном транспортном средстве устанавливают блок определения местонахождения резервуара с опасным химическим веществом, блок измерителей уровня опасного химического вещества в резервуаре, вычислительный блок, выполненный с возможностью определения массы разлившегося опасного химического вещества, блок шифрования и передачи информации, непрерывно определяют местонахождение резервуара с опасным химическим веществом с помощью блока определения местонахождения резервуара, непрерывно измеряют уровень жидкого опасного вещества с помощью блока измерителей уровня, информацию с указанного блока передают в вычислительный блок, где рассчитывается уровень опасного химического вещества, приведенный к статическому положению, сравнивается с начальным уровнем опасного химического вещества и, если текущий уровень уменьшится более чем на 5% от первоначального, происходит информирование об аварии путем передачи электрического сигнала в блок шифровки и передачи данных, который, в свою очередь, оповещает об аварии центр кризисных ситуаций, где в режиме реального времени производится расчет зон химического заражения для своевременного выполнения оперативных мероприятий при чрезвычайной ситуации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что массу пролитого опасного химического вещества определяют путем разности измерения уровня опасного химического вещества в резервуаре с момента разгерметизации по формуле

,

где m - масса пролитого опасного химического вещества;

R - радиус резервуара с опасным химическим веществом;

h_нач - начальный уровень опасного химического вещества в резервуаре;

L - длина резервуара с опасным химическим веществом;

Н - уровень опасного химического вещества в резервуаре в текущий момент времени;

π - число пи;

ρ - плотность опасного химического вещества.