Подписка
МЕНЮ
Подписка

Ближайшие онлайн-мероприятия компании "Гротек" 31 июля. Чат-боты и голосовые ассистенты для бизнеса 1 августа. Эффективность промышленного производства 6 августа. Подходы и системы управления корпоративными данными 8 августа. Технологии защиты периметра для объектов промышленности   Регистрируйтесь и участвуйте!

Новый подход к управлению изменениями качества безопасности на объектах транспортной инфраструктуры

Николай Махутов, Владимир Балановский, Таисия Шепитько, Ольга Денисова, Юрий Писарев, Александр Чирков, Андрей Рипецкий, Нина Николаева, 03/01/23

В настоящее время, на этапе воссоздания российской инженерной школы и активной реализации национальной программы "Цифровая экономика", особенно актуальны задачи эффективного и безопасного функционирования сегментов транспортной инфраструктуры на всех этапах их жизненного цикла. В статье рассматриваются новые методы и подходы к их решению.

ОБЗОРЫ ПО БЕЗОПАСНОСТИ >>

В условиях высокого уровня рисков и угроз крайне важным является обеспечение качества и культуры безопасности [1] критически и стратегически важных объектов промышленности, транспорта и других отраслей экономики РФ [2]. В свете положений указов Президента РФ от 2 июля 2021 г. № 400 "О Стратегии национальной безопасности РФ" в целях "устойчивого развития российской экономики на новой технологической основе", а также "повышения эффективности использования имеющихся достижений и конкурентных преимуществ РФ с учетом долгосрочных тенденций мирового развития" и от 25 апреля 2022 г. № 231 "Об объявлении в РФ Десятилетия науки и технологий" одним из путей решения этой задачи становится информационное моделирование.

Переход на серийные ОТИ влечет за собой возрастание рисков

По мере перехода от уникальных и единичных объектов транспортной инфраструктуры (ОТИ) к серийным увеличивается их число и интегральные ущербы от несоответствующего качества, необеспеченности надежности и безопасности, резко возрастают системные риски, переходя в категорию стратегических. Величина коэффициента безопасности по стратегическим рискам достигает 0,01–0,1, при том что она должна быть больше или равна 1. В этой связи система государственного надзора за безопасностью и качеством на ОТИ должна охватывать широкий спектр технологий, сценариев катастроф, методов диагностики. Одновременно при переходе от уникальных и единичных ОТИ к серийным резко возрастает риск актов незаконного вмешательства1 (АНВ), так как нарушители, изучив один ОТИ, могут разработать типовой сценарий и провести серию АНВ одновременно или по схеме "домино". В то же время величины затрат на снижение рисков значительно ниже системных ущербов, наносимых экономике страны незащищенностью ОТИ. При разработке основ государственной политики, нормативно-правовой базы по обеспечению защищенности ОТИ от угроз техногенного, природного и террористического характера приоритетное значение приобретает разработка учебно-методических основ подготовки и переподготовки специалистов и руководителей всех уровней в области обеспечения защищенности ОТИ, анализа и управления рисками.

ТИМ-модели объектов железнодорожного и автомобильного транспортаТИМ-модели объектов железнодорожного и автомобильного транспорта

Технологии BIM – важный инструмент для решения проблем безопасности ОТИ

Комплексное системное решение проблем в области безопасности ОТИ на всех этапах их жизненного цикла на основе сочетания инноваций и анализа будущего, подкрепленное оперативным совершенствованием нормативно-правового обеспечения, позволит в кратчайшие сроки обеспечить их адаптивность к существующим и перспективным угрозам.

Для этой цели используются технологии информационного моделирования зданий (от англ. Building Information Modeling, BIM). Сделать BIM-технологии общепринятой практикой на всех российских стройках распорядился президент России Владимир Путин по итогам майского (2020 г.) "строительного" Госсовета.

Цифровая трансформация предусматривает формирование нового взгляда на создание и управление ОТИ на всех этапах жизненного цикла, учитывающего современные технологии. Ей предшествуют автоматизация (переход в автоматический режим с ручного труда) и цифровизация (включает реинжиниринг – переосмысление процесса создания и управления ОТИ на всех этапах жизненного цикла). Препятствия, с которыми придется столкнуться в процессе цифровой трансформации, зависят от доли цифрового (искусственного) и доли человеческого. Эффективность внедрения цифровой трансформации зависит от желания исключить человека из всех процессов создания и управления ОТИ и от субъективизма разработчиков искусственного интеллекта.

В условиях санкций переход на новый технологический уровень цифровой трансформации транспортной и строительной отраслей связан с внедрением цифровых платформ и систем управления, анализом опыта работы ИТ-специалистов в условиях оттока кадров, анализом проектов, реализованных в сфере импортозамещения. большая часть преимуществ в этой сфере объясняется молодостью этой ниши в России, так как она не имеет большой истории, затрудняющей развитие и адаптацию к новым условиям.

На смену BIM приходят ТИМ-технологии

Технологии информационного моделирования (ТИМ), пришедшие на смену BIM после введения санкций и цифровой трансформации, – это процесс коллективной разработки информации, включающий ее создание, накопление, распределение и использование на основе трехмерной информационной модели с учетом жизненного цикла объекта капитального строительства.

После подготовки скоординированной, проверенной на коллизии, утвержденной ТИМ-модели на основе данных проекта к каждому элементу ОТИ (оборудование, колонны, окна...) задается дата начала и окончания монтажа, тем самым формируя динамичную ТИМ-модель 4D (3D + время). Моделирование в формате 4D особенно актуально в случае наличия каких-либо ограничений во время строительства. Ограничения могут быть пространственными (например, стесненные условия строительства в плотной исторической застройке и т.д.), либо временными – время работ сильно сжато. Визуально 4D-модель – это подробная анимация процесса строительства ОТИ. В ней учитывается используемая строительная техника, различные механизмы, места хранения материалов, пути движения техники и рабочих по стройплощадке и т.п. Основой такой 4D-анимации является 3D-модель, которая возникает по заранее созданному календарному графику проведения работ из последовательно появляющихся элементов. В процессе такой анимации возможны визуальные 4D-коллизии: расположение различных механизмов в одно и то же время в одной точке (наложение) или появление некоторых элементов модели на своих местах раньше, чем это возможно технологически (например, монтаж перекрытия второго этажа до завершения монтажа несущих конструкций первого). Далее к 4D-модели привязывают стоимость (элементов, работ, узлов, оборудования...) и получают 5D-модель (4D + деньги), наглядно визуализируя денежный поток во времени. После возведения объекта проектировщики ОТИ актуализируют модель, внося корректировки, возникшие в процессе строительства и монтажа (фактическое состояние), и вот модель пригодна для эксплуатации и моделирования обслуживания – это ТИМ 6D.

В модифицированных риск-ориентированных ТИМ (РО ТИМ) используется информация, не только получаемая в ходе проведения обследования, но и позволяющая контролировать текущее состояние элементов и систем ОТИ (конструкций, систем, степени реализации мер антитеррористической защиты). Это делается с применением имитационного моделирования ОТИ на основе анализа взаимосвязей между его элементами с учетом рисков и угроз воздействия природных, техногенных факторов и анализа его поведения при АНВ, с оценкой уязвимости, построением модели нарушителя и сценария АНВ [3]. Информационное моделирование ОТИ – это подход к управлению жизненным циклом ОТИ, позволяющему обеспечивать качество его безопасности [4].

ТИМ-модели мостов и тоннелейТИМ-модели мостов и тоннелей

Изменения в процессе строительства в транспортной сфере

В третьем десятилетии XXI века в РФ процесс строительства в транспортном комплексе претерпевает существенную трансформацию. Применительно к строительству и модернизации ОТИ в настоящее время (особенно на новых территориях) возрастает значимость проведения предпроектной подготовки, включающей проведение обследования и восстановление утраченных документов.

Эта работа может быть качественно выполнена на цифровой основе только с использованием информационного моделирования на основании комплексирования результатов наземного сканирования ОТИ (с созданием цифровых двойников) с космическим (с использованием геосервисов – поиск пространственной информации на территории, а с помощью геоаналитической платформы – ее объединение и анализ). С помощью космической съемки происходит расширение сфер применения РО ТИМ, и на предпроектном этапе можно анализировать особенности инфраструктуры, рельефа, грунта, растительности и водных объектов, выявлять опасные экзогенные процессы, а также получать информацию о карьерах, горных разработках, выемках и отвалах. Появляется возможность проведения анализа ситуации на территории ОТИ в прошлом (до наземного сканирования), а также проведения актуализации положения дорог для оптимизации логистики внутри и вне ОТИ.

При строительстве и реконструкции ОТИ космические данные позволяют определить стадии строительства, облегчают подготовительные работы, помогают мониторингу активности и контролю хода строительства, в том числе наблюдению за строительной техникой, вычислению объемов земляных работ (выемки и насыпи), выявлению возможных неблагоприятных явлений. После введения ОТИ в эксплуатацию появляется возможность контролировать развитие возможных неблагоприятных явлений – просадок и подвижек.

Форум "Технологии и безопасность" завершен. МАТЕРИАЛЫ НА САЙТЕ >>

Создание "живой" карты ОТИ

По результатам натурного обследования и 3Dсканирования строится информационная модель (ИМ), позволяющая присвоить элементам ОТИ характеристики, учесть повреждения.

В итоге получается "живая" карта ОТИ (с учетом космической информации о динамике строительства) в объемном формате, включая набор данных и спецификаций. Сбор и комплексная обработка при проектировании архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации об ОТИ со всеми ее взаимосвязями и зависимостями, когда ОТИ и все, что имеет к нему отношение, позволяют рассматривать его как единое целое, с учетом рисков и угроз различной природы [5].

Риск-ориентированная информационная модель ОТИ

Наиболее важным является формирование риск-ориентированной информационной модели ОТИ с учетом его конструктивных и технологических характеристик, рисков и угроз, возникающих при воздействии природных, техногенных факторов и АНВ. Только такая модель может быть использована для ОТИ как критически или стратегически важных объектов (КВО или СВО), а построена с использованием государственных информационных систем (ГИС).

Высокий уровень рисков и угроз на территории ОТИ обусловлен:

  • экономической и/или политической ролью ОТИ (например, Крымский мост);
  • повышенной опасностью объекта;
  • большой неопределенностью, слабой предсказуемостью масштаба урона от происшествия на объекте;
  • повышенными требованиями к оперативности принятия решений;
  • межведомственным охватом принятия решений;
  • междисциплинарностью вопросов;
  • отсутствием точных прецедентов и опыта;
  • необходимостью учета множества явных и неявных факторов;
  • потребностью обеспечить устойчивость, стойкость в упреждающем порядке.

С использованием риск-ориентированной ТИМ создаются также системы комплексной безопасности [6] ОТИ, которые для решения задачи по парированию АНВ предусматривают:

  • зональное построение системы комплексной безопасности (создание последовательных рубежей защиты);
  • равнопрочность границ рубежей защиты;
  • обеспечение надежности и живучести (резервирование, дистанционный контроль, организация локальных пультов управления);
  • адаптивность к изменению угроз, конфигурации ОТИ (границ, зон).

Задача синтеза систем комплексной безопасности ОТИ

Задача синтеза систем комплексной безопасности ОТИ – это процесс формирования их облика и входящих в их состав функциональных подсистем и технических средств, она решается с использованием риск-ориентированной информационной модели ОТИ. Задача синтеза состоит в направленном выборе из числа возможных вариантов системы комплексной безопасности той структуры системы, которая обеспечивает выполнение базовых функций на уровне, удовлетворяющем избранному критерию предпочтения. Управление изменениями рискориентированной информационной модели ОТИ с применением ГИС позволяет добиться высокого уровня качества и культуры безопасности при реализации мероприятий и проектных решений, нацеленных на обеспечение защиты от угроз террористического характера и несанкционированного вторжения, на соблюдение постановления Правительства РФ "Об утверждении требований к антитеррористической защищенности объектов (территорий)", любой подведомственности (без их выполнения невозможно пройти экспертизу).

Лучшие практики: выбор и цели использования

При создании ОТИ необходимо учитывать, что где-то уже существует оптимальный способ достижения цели, и этот способ, оказавшийся эффективным в одном месте, может оказаться столь же эффективным и в другом. Таким описанием уникального успешного практического опыта, набором принципов и действий, которые приводят к наиболее эффективному результату, являются лучшие практики2 (передовой опыт). Цель системы лучших практик – обеспечение возможности использования того, что уже существует. наилучшая практика – это метод или техника, которые признаны более лучшими, чем другие альтернативы, потому что дают результаты, превосходящие достигнутые иными способами. Понятие "лучшая практика" предполагает некий "знак качества", практическую апробацию наряду с теоретическим обоснованием. Лучшие практики используются для поддержания качества как альтернатива обязательным стандартам и могут основываться на самооценке или сравнительном анализе. Лучшая практика является особенностью стандартов менеджмента ISO 9000 и ISO 14001. Требование к ключевой стратегии при выборе наилучшей практики – сбалансировать уникальные качества ОТИ с качествами, являющимися общими с объектами других отраслей.

Выбор лучшей практики – это процесс рассмотрения альтернативных стратегий, которые эффективны при решении аналогичных проблем и могут быть применены к текущей проблеме. Определение наилучших методов решения конкретной проблемы широко используется, но, поскольку концепция расплывчата, является малоизученным инструментом анализа. неопределенность вызвана самим субъективным термином "наилучшая", поэтому для определения "наилучшей практики" должен использоваться комплекс исследований и доказательств того, что практика сработала хорошо и почему. Это связано с тем, что практика может быть просто разумной, хорошей или многообещающей, но не "лучшей". Важно учитывать, что, если текущая практика неэффективна, внедрение многообещающей альтернативы после взвешивания вариантов может вызвать дополнительный риск. Поэтому установление факта, что практика является наилучшей, требует всесторонней оценки, однако в настоящее время анализируются только примеры.

Лучшая практика должна быть получена в результате также и сравнительного анализа методологий. Она считается лучшей, если учитывает все подходы, в то время как выборочное сравнение зависит от выборки, хотя может и выявить хорошую практику.

Перспективная практика имеет доказательства эффективности в маломасштабных исследованиях, это практика с потенциалом получения результатов, полезных для принятия решений при масштабировании и при обобщении результатов для различных условий.

Цифровые двойники зданий и сооруженийЦифровые двойники зданий и сооружений

Тиражирование лучших практик

Для тиражирования лучших практик применяются три механизма:

  1. Кейс – практическая ситуация, описанная в формате, позволяющем понять основное содержание деятельности на основе ситуационного анализа.
  2. Кейс-стади – метод обучения, основанный на анализе конкретной ситуации (кейса) через определение проблем, скрытых в подобных ситуациях, поиске критериев эффективного решения и выработке плана действий по решению проблемы.
  3. Информационная карта – инструмент тиражирования лучшей практики, который задает формат презентации и подходы к ее воспроизводству.

При тиражировании лучшей практики необходимо учитывать, что она будет варьироваться в зависимости от отношения между ОТИ и внешней средой. Это согласуется с теорией непредвиденных обстоятельств, являющейся дополнением к теории систем, утверждающей, что не существует никаких лучших практик, которые подходят для всех ситуаций. Именно ситуация определяет лучшую практику. Поэтому теория непредвиденных обстоятельств называется также и ситуационной теорией, использующейся для выделения многовариантного решения для различных условий. Для выбора лучших практик применяется комплексный подход. Он позволяет сделать выбор объективным, исключить коррупционную составляющую при выборе конкретных технологических и технических решений, приводящих в конечном счете к преференциям в чью-то пользу. Происходит усиление РО ТИМ, являющегося эффективным инструментом по противодействию коррупции [7].

К наилучшим практикам относятся наилучшие доступные технологии (НДТ) [8] – это такие технологии, которые определяют, основываясь на последних достижениях науки и сочетании критериев охраны окружающей среды, с возможностью их технического применения. Целью внедрения наилучших доступных технологий является установление соответствующих нормативов качества. Перечень основного технологического оборудования при использовании НДТ утвержден Правительством РФ.

Лучшие практики и органы госэкспертизы

Практика показывает, что органы государственной экспертизы не находятся в плену у антимонопольных требований рынка и, будучи поставленными на стражу государственных интересов, формируют свои списки оборудования для реализации лучших технологий применительно к различным классам ОТИ. Задача научно-исследовательских организаций и вузов, осуществляющих экспертизу, состоит в том, чтобы обеспечить доказательную базу для принятия объективных решений при формировании таких списков оборудования.

Лучшая практика – это доступная технология, одобренная регулирующими (экспертными) органами для соответствия стандартам конкретного процесса. Она является движущей целью практики, поскольку развитие методов может изменить то, что в настоящее время считается "разумно достижимым", "наилучшим практически осуществимым" и "наилучшим доступным".

При формировании списков лучших практик (технологий и оборудования для их реализации) необходимо отойти от традиционного анализа только затрат и выгод. Для разработки новой технической политики и нормативных актов необходимо учитывать их совместно с другими показателями на основе принципа предосторожности и управления рисками.

Как составить списки лучших практик

Для составления списков лучших практик и выработки рекомендаций, которые могут включать элементы многих передовых практик, необходим комбинированный подход, предполагающий: определение проблемы (с учетом соответствия стандартам конкретного процесса); сбор данных; создание альтернатив; выбор критериев; подготовку вариантов; разрешение компромиссов; выбор решения.

Организационной формой для реализации этих задач является вертикально интегрированный образовательно-производственный кластер, работающий под методическим руководством РАН, включающий колледж и вуз, отраслевые учебные центры, производственные организации. Основной задачей вуза является: определение совместно с РАН и потенциальными заказчиками приоритетных проблем; выбор лучших практик для их решения; предоставление производственным организациям условий для совместного доведения лучших практик до уровня комплексных производственных модулей и систем (с возможностью обеспечения их автономной работы); внедрение этих пионерных базисных инноваций; подготовка и переподготовка специалистов по восстановлению, ремонту, эксплуатации, демонтажу, строительству, проектированию, созданию цифровых двойников ОТИ и их компонентов, а также консультантов для начального этапа внедрения – "ТИМ-менеджеров". Курсы повышения квалификации в области РО ТИМ состоят из четырех уровней: базовый, специалист, менеджер и эксперт. Первый уровень – получение базовых навыков по разработке и внедрению организационных изменений с помощью РО ТИМ и управлению рисками. Второй уровень – получение знаний в конкретной прикладной области РО ТИМ. Третий и четвертый уровни для кандидатов с опытом применения знаний на практике (эксперт после сдачи экзамена получает сертификат, подтвержденный экспертизой). Колледж обеспечивает подготовку специалистов среднего звена для монтажа и эксплуатации инновационных разработок, а также осуществляет их сервисное обслуживание и модернизацию.

Новый подход: вертикально интегрированный образовательно-производственный кластер

Методический подход, предлагаемый специалистами ИПСС РУТ (МИИТ) и НИУ МАИ для управления качеством проектирования ОТИ с использованием РО ТИМ с применением ГИС, позволяет задействовать искусственный интеллект для выработки оптимальных решений (в том числе действий сил безопасности). Вертикально интегрированный образовательно-производственный кластер с участием ИПСС РУТ (МИИТ), НИУ МАИ, Московского технологического колледжа (МТК) и государственно-частное партнерство позволяют подключить разработчиков ОТИ, а также разработчиков и изготовителей систем безопасности к эффективной реализации инфраструктурных проектов в транспортном комплексе на всех этапах их жизненного цикла.

При этом нормативный уровень безопасности ОТИ, как КВО и СВО, в условиях деструктивных воздействий различной природы [5] обеспечивается применением метода управления изменениями качества безопасности3 и формированием высокого уровня ее культуры.

Частью инновационной деятельности вертикально интегрированного образовательно-производственного кластера является научно-технический прогресс, в форме совершенствования производительных сил транспортного и строительного комплексов, непрерывного обновления технологии, методов управления и организации производства на всех этапах жизненного цикла ОТИ.

Предлагаемый новый подход позволяет организовать работу на всех этапах жизненного цикла ОТИ с использованием принципов управления изменениями качества (то есть не в форме кампанейщины, а на постоянной основе4, планово, систематично, регулярно), что особенно актуально на этапе восстановления и ремонта также и на фоне военных действий.

Список литературы

  1. Бойцов Б.В., Шепитько Т.В., Грунин И.Ю., Балановский Л.В., Балановский В.Л., Денисов В.В., Николаева Н.В., Подъяконов В.М., Яманов К.Д. Научно-технологическое развитие и управление изменениями культуры безопасности // Качество и жизнь. 2021. № 4 (32).
  2. Кузьмин В.В. Проектирование СФЗ критически важных объектов // Сборник научных трудов (выпуск № 4). М.: ФГУП "СНПО "Элерон", 2012.
  3. Василец В.И. Техническая эффективность комплексной системы безопасности производственного объекта // Сборник трудов XXIII Всероссийской научной конференции "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов". М.: Академия управления МВД России, 2014.
  4. Бойцов Б.В., Балановский В.Л., Шепитько Т.В., Денисов В.В., Лысов Д.А. Инструменты внедрения инноваций в сфере безопасности транспортных комплексов // Качество и жизнь. 2018. № 4 (20).
  5. Махутов Н.А., Шепитько Т.В., Пискунов А.А., Ерофеев М.Н., Балановский В.Л. Система мониторинга инженерных сооружений в контексте обеспечения транспортной безопасности // Системы безопасности. 2021. № 6.
  6. Измайлов А.В. Методы системного анализа в задачах обеспечения физической защиты критически важных объектов // Сборник научных трудов (выпуск № 3) М.: ФГУП "СНПО "Элерон", 2012.
  7. Балановский В.Л., Николаева Н.В. Информационное моделирование против коррупции // ГЛОБАЛ.МСК [Электронный ресурс] URL: https://globalmsk.ru/news/id/60079?ysclid=l3lz bpf5nd
  8. Федеральный закон от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ (ред. от 26.03.2022 г.) "Об охране окружающей среды" (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2022 г.). Ст. 28.1. наилучшие доступные технологии.

1 Акт незаконного вмешательства – противоправное действие или бездействие, в том числе террористический акт, угрожающее безопасной деятельности, повлекшее за собой причинение вреда жизни и здоровью людей, материальный ущерб либо создавшее угрозу наступления таких последствий.

2 Впервые идею лучших практик сформулировал в 1914 г. Фредерик Тейлор: "Среди всего многообразия методов и инструментов, используемых в каждый момент каждого процесса, всегда есть один метод и инструмент, который работает быстрее и лучше остальных".

3 Управление изменениями качества безопасности ОТИ – процесс управления изменениями в ОТИ, систематически осуществляемый таким образом, чтобы изменения, которые могут оказать влияние на выявленные опасные факторы и стратегии уменьшения рисков, учитывались до того, как они будут реализованы на практике.

4 Согласно ISO 14000, "постоянное совершенствование" должно быть предметом постоянного улучшения и понимается как непрерывная серия небольших или крупномасштабных улучшений, каждое из которых выполняется дискретно, то есть поэтапно. Эти усилия могут быть направлены на "постепенное" улучшение (повышение эффективности и/или результативности, гибкости) с течением времени или на "прорывное" улучшение сразу.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 6/2022

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Рынок физической безопасности. Экспертиза. Исследования. Обзоры

Фото: ru.freepik.com

Темы:Транспортная безопасностьБезопасность объектовЖурнал "Системы безопасности" №6/2022
Статьи по той же темеСтатьи по той же теме

Хотите участвовать?

Выберите вариант!

 

КАЛЕНДАРЬ МЕРОПРИЯТИЙ
ПОСЕТИТЬ МЕРОПРИЯТИЯ
ВЫСТУПИТЬ НА КОНФЕРЕНЦИЯХ
СТАТЬ РЕКЛАМОДАТЕЛЕМ
Комментарии

More...