Современные системы пожарной сигнализации достаточно сложны и в экстремальных ситуациях управляют всем инженерным оборудованием здания, обеспечивая сохранение жизни людей. В связи с этим вопрос повышения надежности систем сигнализации постепенно превращается в вопрос непрерывного поддержания работоспособности системы. Но возможно ли создать систему с «непрерывной работоспособностью»? Сколько будет стоить такая система? И что такое «непрерывная работоспособность»?
Зачем нужно дублировать извещатели?
В качестве меры надежности пожарного извещателя чаще всего используют время наработки на отказ или вероятность отказа за установленное время.
При первом же взгляде на вопрос бросается в глаза то, что даже при сверхнизкой вероятности отказов мы опираемся на среднестатистические показатели, а надежность каждого конкретного извещателя остается непредсказуемой – может быть, он проработает 25 лет, а может быть – несколько месяцев.
Вследствие этой непредсказуемости в свое время и было принято решение о необходимости дублирования пожарных извещателей – если вдруг выйдет из строя один, то сработает другой.
Исходили из того, что вероятность выхода из строя одновременно двух извещателей намного ниже. Необходимо, однако, понимать, что дублирование не решает проблему надежности принципиально, а только улучшает количественные показатели надежности: отказы все равно будут, но немного реже.
Для обеспечения надежности при управлении пожарной автоматикой формирование сигнала пуска необходимо производить при срабатывании двух пожарных извещателей. В этом случае вопрос с дублированием извещателей ставится более жестко: согласно изменениям №1 к НПБ 88-2001 при управлении автоматикой необходимо устанавливать три или даже четыре извещателя в помещении или в защищаемой зоне.
Как видим, требование надежности пожарной сигнализации больно бьет нас по карману, а надежность все равно остается величиной вероятностной – может сработает, а может и нет.
Что такое «непрерывная работоспособность»?
Попробуем посмотреть на проблему с другой стороны. Надежность подразумевает способность устройства выполнять заданные функции при сохранении своих основных характеристик в течение некоторого времени, и важным параметром здесь является именно временной фактор.
Попытаемся представить себе идеально надежную систему. Это будет такая система, которая сохраняет свою работоспособность в каждый момент времени в течение срока службы.
Возможно ли создать реальную систему с такими характеристиками? Если рассматривать систему как группу пожарных извещателей, и тем более, если рассматривать извещатель отдельно от системы сигнализации, задача не может быть решена: в действительности извещатели периодически выходят из строя. Вероятность отказа никогда не равна нулю, поэтому надежность хотя и может быть высокой, но не будет гарантированной, так как отказы все равно неизбежны.
Рассмотрим, чем реальная система отличается от представленной нами идеальной? Реальная система в процессе эксплуатации часть времени находится в работоспособном состоянии, а часть времени – в неработоспособном, причем переход в неработоспособное состояние происходит в результате отказа, а переход в состояние работоспособности – в результате восстановления системы человеком.
Это простое наблюдение позволяет сделать два вывода. Во-первых, если сокращать время пребывания системы в неработоспособном состоянии, она будет приближаться к нашей идеальной модели сколь угодно близко. Если мы добьемся того, чтобы это время стало пренебрежимо мало, то получим систему с «непрерывной работоспособностью».
Итак, система с «непрерывной работоспособностью», для краткости «НР-система» – это система, для которой время пребывания в неработоспособном состоянии пренебрежимо мало и не превышает времени, установленного для безопасной эксплуатации объекта.
Второй вывод заключается в том, что достижение малого времени пребывания системы в неработоспособном состоянии невозможно без учета процесса восстановления работоспособности системы.
Чем определяется этот процесс?
Безусловно, на него большое влияние оказывает человеческий фактор, и именно человек является тем самым гарантом надежной и непрерывной работы системы. Однако огромное значение имеют и конструктивные особенности аппаратуры, облегчающие человеку выполнение его функций по восстановлению системы. Быстрому восстановлению, конечно, способствуют конструктивные решения, облегчающие ремонт аппаратуры, такие как блочная или модульная конструкция и т.п., но вопрос не сводится только к ним. Для того чтобы определить, какие именно должны быть эти конструктивные особенности, необходимо рассмотреть систему не механистически – как группу извещателей, для которой надежность определяется простой суммой вероятностей отказов, а учесть влияние на надежность взаимодействия частей системы.
Критерии «непрерывной работоспособности»
Как было показано выше, малое время пребывания системы в неработоспособном состоянии достигается за счет ее быстрого восстановления путем совместных действий человека и системы.
При описанном подходе, учитывающем взаимодействие человека и техники, на первый план выходят критерии надежности системы, определяющие восстановление ее работоспособности, а именно: время восстановления системы. Это время складывается из времени обнаружения неисправности и времени ее устранения.
Основная задача аппаратуры для обеспечения условий «непрерывной работоспособности» – обеспечить требуемое время обнаружения неисправности, т.е. время получения дежурным оператором информации о возникшей неисправности. Время устранения неисправности в большей степени зависит от человека, хотя конструктивные особенности аппаратуры тоже оказывают на него влияние. Так, например, необходимость перепрограммирования системы при замене адресно-аналогового извещателя может значительно увеличить время устранения неисправности, в том числе за счет времени ожидания визита специалиста.
Сокращение времени обнаружения неисправности достигается путем взаимодействия частей системы – извещателя и приемно-контрольного прибора. Если каждый элемент системы не имеет специальных функций, связанных с диагностикой, время обнаружения неисправности не определено, и «непрерывная работоспособность» обеспечена быть не может. Требованию обнаружения неисправности за установленное время будут соответствовать системы, которые имеют следующие специальные функции:
1.Извещатели должны быть снабжены системой автоматического контроля работоспособности (системой самотестирования);
2.Извещатели должны быть способны передать на ПКП сигнал, подтверждающий их исправность, т.е. выполнение ими своих функций.
Сигнал, подтверждающий исправность (не путать с сигналом о неисправности!), извещатель может передавать в ответ на запрос прибора либо формировать самостоятельно (периодически или непрерывно) – в зависимости от конструктивного решения, выбранного разработчиком.
Таким образом, запрос прибора не является обязательным требованием для обеспечения «непрерывной работоспособности», и продвигаемое в последнее время понятие «опросных» систем отражает всего лишь одно из возможных конструктивных решений, впрямую не влияющих на достижение конечного результата – обеспечение надежности.
Основным результатом применения указанных специальных функций является то, что время обнаружения неисправности становится определенным. Сама его величина, как правило, не имеет решающего значения, так как она обычно не превышает нескольких десятков минут, и это приемлемо для подавляющего большинства объектов. Конечно, это заключение не распространяется на объекты, где время восстановления системы жестко задано.
Необходимо, однако, иметь в виду, что важно обеспечить именно малое время восстановления в целом, а не только отдельных составляющих этого времени. Так, если быстро обнаружить неисправность, но не быть достаточно подготовленным к ее устранению, обеспечить условия «непрерывной работоспособности» невозможно. С другой стороны, при возникновении неисправности время ее регистрации и формирования сигнала о неисправности в самом извещателе достигает 20-30 минут (например, время определения извещателем своей запыленности), и бессмысленно требовать более быстрой идентификации неисправного извещателя, так как на общий результат это не повлияет.
Приведенный выше перечень специальных функций является исчерпывающим. Никакие другие условия для обеспечения установленного времени обнаружения неисправности не требуются, как, например, требование к извещателю быть аналоговым по принципу работы и т.д.
