Рубрика Повишаване на изискванията за безопасност на водните системи и екипировка



Дата06.03.2017
Размер148.51 Kb.

Рубрика

Повишаване на изискванията за безопасност на водните системи и екипировка

АВТОР – инж. Огнян Георгиев, конструктор в катедра “Водопровод, Канализация и Пречистване на Водите” на Хидротехническият факултет на УАСГ

Increased demands on water security and instrumentation

author - Ognyan Georgiev, eng. constructor in “Water Supply, Water Treatment and Sewage” chair of

UACG Hydrotechnical Dept.

Abstract: An overview of the complete listing of measurements in water security and the new trends against the global terrorism acts. A reminder for the weakest points of water utilities and better monitoring methods.

Системи за контрол и аналитични наблюдения

при водоснабдяването и канализацията.

От всички методи, с които снабдяването с национална питейна вода може да бъде компрометирано, никой не предизвиква повече безпокойство от умишленото замърсяване със смъртоносни химикали или патогени.

В по-спокойни времена, рисковете свързани с такива действия са били доста малки и предимно от вандали или недоволни служители, с достъп до най-сериозните и ограничавани замърсители. Днес безпокойството е широко фокусирано върху това, какво определена група от терористи може да осъществи. Безпокойството ни е повишено и от факта, че те могат да имат специална подготовка, екипировка и достъп до твърде смъртоносни замърсители.

Първостепенните рискове от замърсяването са за общественото здраве. Но не трябва да игнорираме и останалите загуби – в икономиката, здравеопазването и затрудненията в условията на живот причинени от качеството на водата, дори за относително кратък период.

Водоснабдителните системи заемат широки области и имат много места за достъп където могат да се внесат замърсители. Физическата защита на най-важните места е особено препоръчителна, въпреки че цялостно е извън възможностите и средствата на комуналните услуги. Необходима стъпка за защита на водата от замърсяване е въвеждането на наблюдателни (monitoring) системи за известяване, идентифициране най-малко на вида замърсители, локализиране на мястото и тяхното евентуално движение в системата. Дори незначителни на пръв поглед, краткосрочни замърсявания притежават възможността за масови заболявания, заразявания и дори смърт. Досегашните произволни замервания не предоставят нито цялостното, нито постоянното покритие, необходимо за контролирането на тези явления. Това доказва необходимостта от една онлайн мониторинг система в реално време. Когато една комунална система въвежда такъв постоянен надзор трябва да си отговори на няколко въпроса: Първо, какви замърсители трябва да контролира? Второ, какви инструменти ще използва и къде ще бъдат инсталирани? Трето, как ще се анализират данните и как ще се използват придобитите модели? След това, ще бъде необходимо създаването на съобщителна система, която да пренася данните от инструментите до обекта за анализ и доставянето на анализираната информация до вземащите решение, които ще носят отговорност.

Подробен списък от препоръчителни мерки за обезопасяване с кратки обяснения и методи за тяхното прилагане е приложен по долу:



  1. Компютърни системи

Антивирусните програми са проектирани да засичат, забавят и реагират на програми или кодове, създадени за увреждане на компютрите. Те включват вируси, червеи и Троянски коне, които външно предлагат удобства, но имат скрити поразяващи ефекти.

Средствата за унищожаване на вредители също се създават за предпазване от хакерски набези и масовите “бисквитки” изпращани от уеб сайтовете за наблюдение поведението на вашият компютър.
Вируси и вредители могат да проникнат в компютърната система през интернет мрежата или чрез заразени флопи дискове или CD-та. Те могат да бъдат поставени и от вътрешни лица. Някои от тях могат да повредят приложни програми или да предизвикат излъчване на специфична информация от компютъра. Докато специфичните им механизми са безкрайни, то целта им е да инфектират файлове, програми, определени части от кодове и дори основната операционна програма.

Превантивни мрежови системи

Те са софтуерни и хардуерни програми, предназначени за засичане на неоторизирани атаки върху вътрешната компютърна мрежа. Тези програми се различават от познатите “Firewalls” и анти-вирусни софтуери с това, че предоставят по-дълбок слой на защита, който наблюдава формите на компютърната активност, а не само определени файлове.



Заслужава си да отбележим, че атаките могат да дойдат както отвън, така и от вътре на системата и тогава такава система за засичане на вмешателство ще бъде много по полезна, като например засичане и отбелязване на всеки достъп до важна информация. Някои от методите използвани при тези програми са:

Анализ на протокола – това е процесът на улавяне, декодиране и интерпретиране на електронния трафик. Този метод за засичане на мрежово нарушение се състои от анализ на данните уловени по време на транзакции между два уреда или системи и анализирането на тези данни за идентифициране на необичайна активност и потенциални проблеми. След като даден проблем се изолира и запише, проблеми и бъдещи заплахи могат да бъдат свързани към определени части от хардуера или софтуера. По-задълбочени протоколни анализи могат да предоставят статистика и насочваща информация от уловения трафик.

Засичането на аномалии в трафика идентифицира заплашваща активност чрез сравняване на входящият трафик с неговите “нормални” форми и определяне на изкривяванията. Това става чрез сравняване характеристиките на потребителя със прагове и ключове определени от мрежовия администратор. Този метод е проектиран за засичане на атаки обхващащи голям брой връзки, а не единична сесия.

Методът “тава с мед” (honeypot) за подмамване и идентифициране на потенциалните хакери въплъщава услуги, които не съществуват чрез изпращане на измислена информация към сканиращите мрежата. Той идентифицира всеки, който се опита да се свърже към такава услуга. Редовният, законен трафик няма причина да се свързва с тези услуги, защото те не съществуват, затова всеки опит за ползването им представлява атака.

Методи за идентифициране на хакери, които могат да се опитат да избегнат сканирането на системата за засичане на вмешателство. Тези методи използват техники наречени IP-дефрагментация, преасемблиране на TCP-потока и деобфускация.


  1. Защита от обратен поток

Съоръженията за защита от обратен поток са предназначени да предпазят водните системи от обратен поток, противен на нормалната и предназначена посока на течението на водата. Обратният поток е потенциален проблем във водната система, защото той може да разпространи заразена вода обратно в дистрибуционната мрежа. Пример за това е всяка една кръстосана водоснабдителна връзка в болници, индустриални зони и други частни водопроводни системи съдържащи потенциални опасни замърсители, които могат да проникнат в обществените водопроводи и хранилища и да предизвикат сериозни рискове за безопасността и общественото здраве. Те могат да съдържат биологични опасности, като бактерии или вируси, или токсични отпадъци, които могат да заразят масово населението. В историята, болшинството инциденти от обратен поток са били случайни, но нарастващото безпокойство от умишлено внасяне на замърсители в системата своевременно повишава необходимостта от внимание за жилищните райони, бизнес и индустриални зони, и най-уязвимите места за умишлени атаки. Затова защитата от обратен поток е едно от основните средства за предпазване на водните системи.

Обратен поток е възможно да възникне при две условия: обратно налягане и обратен сифонаж.



- Обратно налягане може да се получи когато количеството консумирана вода превишава количеството доставяна вода. Това са случаите на прочистване на канализацията, гасене на пожари или повреди във водопровода.

  • Обратен сифонаж се получава при отрицателно налягане в системата, т.е. вакуум. Обратен сифонаж може да се получи при висока скорост в тръбопровода, когато има ремонт или авария, която е по ниско от сервизната точка или когато има намалено главно налягане поради висока консумация.

Остаряли водозахранващи системи, пропускащи канализационни връзки, замърсена земна вода, кръстосани връзки и повишеният брой потребители са потенциални възможности за обратен поток, защото водят до нежелателни връзки между различни части от системата или течове, които могат да внесат опасни замърсители в системата. Затова предпазители от обратен поток се инсталират най-вече в критични точки от мрежата.

3. Заключващи се стълби
4. Заключващи капаци на шахти

- магнитни системи за незабавно установяване на отворена шахта.


- заключване на шахти тип “Тава”(сн.2). No Access™ на Henkels & McCoy и LockDown-LockDry™ произвеждана от “Barton Southern Company” и използвана от 1996 година.


Най-обикновеният метод за запазване на капаците в миналото е бил да се заваряват. Сивото желязо или “Свинска стомана” е било известно с лошата си проводимост на заварки. При обслужване, тези заварки се прерязвали, което разваляло капака и рамката. Този метод отнема също и много време. Новите методи улесняват значително поддръжката и намаляват годишният бюджет за откраднати шахтови капаци, намаляват застрахователните разходи и елиминират рисковете от инциденти.

В град Колката, Индия, според в-к “Хиндустан таймс” от 4-ти октомври 2004 г. наркомани и крадци са откраднали около 10,000 капаци на шахти. Един бетонов капак струва около 2,000 рупии, така че, за да затвори всички дупки по пътищата, на общината са били необходими 20 милиона рупии. Във в-к “Ивнинг стандарт” от 8-ми ноември 2004 г. Ед Харис пише: “Изведнъж започнаха да се появяват дупки по пътищата. Най-зле е градчето Нюхам, край Лондон където крадци са взели 227 дренажни врати и 35 капаци на шахти. Най-горещи точки по света са Индия и Китай, където отворените дупки са причинили осем смъртни случая. През последния месец са докладвани 50 липсващи капака в Кълъмбъс, Охайо; повече от 430 са били задигнати при единична акция в Хонг Конг през май.”

Има няколко уеб сайта предназначени за метални капаци и колекционери плащат стотици лири за исторически екземпляри. Според художествения уебсайт “Ruavista” шахтовите капаци са живо доказателство за “индустриалната артистичност” на 19-ти век.”

Ако някой постави достатъчно запалителни или експлозивни материали в канализационната система, резултатите ще бъдат фатални. Ами, ако терористи саботират канализационните съоръжения? Високо токсични замърсители ще проникнат обратно във водопроводите и ще повредят питейните съоръжения. По отношение на канализационните системи, близостта или достъпа до критично важни сгради е основен проблем. Канали, които преминават под или в близост до летища или правителствени сгради позволяват експлозиви или други енергийни източници да експлодират и причинят масови разрушения. Специфичните мерки, които трябва да се вземат по отношение на канализационните системи са:

1.Съоръжения, контролиращи инвентара и неговата близост до критични местоположения.

2. Инсталиране на защитени от намеса шахти и сензори в канализационните и дъждо-отвеждащи системи в рисковите райони.

3. Контрол на всички химикали съхранявани в района.

4. Установяване на алармени нива за включване на измервателни или аварийни ситуации за всички наблюдавани параметри.

5. Наблюдение на рН, корозийност, намалена оксидация, запалителност и кислород за експлозивност, както и общите хлорни отлагания на изхода.

Допълнителни мерки за намаляване на риска и осигуряване на безопасност са щателна проверка на миналото на служителите, недопускането достъпа на бивши служители в обекта без придружител, проверка на действията на контрактори и търговци, проверка на всички химически доставки.



Най-новата разработка за заключване на шахти се нарича “Стабилок” и неговата ключалка се поставя вертикално в специален отвор на капака. При завъртане на болта, рамо с насочваща пружина влиза в специален жлеб в рамката.



Четящо устройство за радио честотна идентификация

RFID- четецът е проектиран по поръчка дигитален преносим уред за четящо-записваща връзка с вграден в защитната капачка чип. Допълнителен биометричен интерфейс позволява на уреда да работи само с упълномощено, регистрирано лице. Освен това, радио връзката позволява наблюдение на действията на поддържащия персонал. Капачката е от здрава пластмаса, защитена от ултра-виолетови лъчи и предпазва болтът на ключалката от повреда и замърсяване. За да се извади трябва да се разруши. Вграденият чип може да записва дата, регистрационен номер на обслужващия работник, и специфична за обекта информация.




5. Химически сензори

Химическите сензори за идентифициране на потенциална заплаха включват неорганични монитори (напр. хлор-анализатори), органични монитори (въглероден анализатор) и уреди за измерване на токсичността. Радиометри могат да се използват за измерване концентрацията на различни радиоактивни вещества. Монитори, съдържащи биологични елементи могат да се използват като индикатори за присъствието на определени замърсители (токсини). Същите химически сензори могат да се използват и за контрол на пречиствателните процеси.

При болшинството водни системи се изисква наблюдение за радиоактивност и определени радионуклеиди. Световната практика изисква контрол за бета/фотон излъчватели (включително и гама-радиация), алфа-частици, комбиниран радий 226/228 и уран. Но тези изисквания се отнасят само за входа на системата и се проверяват на изключително редки периоди между 3 и 9 години в зависимост от сигналите за замърсявания и концентрация. Те не могат да установят краткосрочни пробиви в радиоактивността от лекарства, инциденти или умишлена намеса. Анализирането на водните проби в лаборатории води до допълнително забавяне на резултатите. За разлика от тях, постоянното охранително наблюдение е много по-ефективно, когато може да даде бързи резултати на мястото. За тази цел могат да се използват масовите джобни и преносими радиометри без необходимост от регистриране на специфична радиация, но с които могат да се измерват проби в момента и на място. Или “On-line” системи, монтирани по веригата и осигуряващи постоянно наблюдение.

Измерването на радиоактивност на място изисква минимум проби и тяхната подготовка. Въпреки това, физическите качества на отделни типове радиация свързани с физическите качества на водата на обекта създават известни трудности. Например, алфа-частиците преминават изключително къси разстояния и не могат да проникнат през физически обекти. Затова инструментите за измерване на алфа емисии трябва да работят на близко разстояние от източника и не трябва да спират проникването им в детектора. Гама радиацията няма същите физически качества и се измерва с различни детектори. Измерването на различни типове радиация се усложнява и от връзката между свойствата на радиацията и средата, в която се измерва. Например, пропорционалните газ-метри измерват общата алфа и бета радиация от равни, твърди повърхности, но поради факта, че водата не е равна повърхност, и защото алфа и бета излъчванията имат сравнително къс диапазон и могат да бъдат разтворени във водата, този тип уреди не са приложими за измерване на алфа и бета активността във вода. Един подходящ метод е използването на измерител на излъчването от течности, но този уред е голямо и чувствително съоръжение и затова не е подходящ за полева работа. Поради тези причини измервания на водни източници за алфа и бета радиация не се извършват на място. За разлика от тях, качествата на гама-радиацията позволяват тя да се измерва сравнително добре във водни проби на място. Стандартният метод за това е натриево-йоден (NaI) излъчвател.

Постоянните “on-line” наблюдателни системи използват фиксирани сензори за продължително наблюдение на водната среда и могат да бъдат прикачени към алармени системи, които да известяват операторите за превишаване на определен праг на радиация.

Canberra's OLM-100 наблюдателна система за гама радиация, която измерва количеството гама-изотопи във водния поток.


“SSS-33-5FT” е пропускателна система на “Technical Associates” за засичане на алфа, бета и гама радиация, а “MEDA-5T” е предназначена за продължително наблюдение на гама излъчвания. И двете притежават аларма, която се включва при превишаването на определен праг от радиация.
6. Ограничаване на достъпа чрез биометрични системи

Биометриката включва измерването на уникални физически свойства и белези на човешкото тяло. Всеки един аспект, който е измеримо различен, каквито са пръстовите отпечатъци или очната характеристика, може да служи като уникален биометричен идентификатор за всеки индивид. Биометричните системи разпознават пръстови отпечатъци, формата на дланта, лицето, очите, гласа и много други.


Система за контрол, наблюдение и събиране на данни

Тези системи обединяват уреди за получаване на данни, преносни системи и графичен софтуер, което позволява наблюдение и контрол на цялостната водна система от централно място и в реално време. В зависимост от сложността и структурата на индивидуалната система, контролът на всеки възел, операция или задача, може да бъде автоматичен или с команда от оператора. Например, система за контрол може да позволи на оператора продължително наблюдение на състоянието на разтворения кислород в един резервоар и вземане на незабавни мерки, ако количеството му спадне под определена алармираща граница (например при замърсяването с организми). От повишено-охранителна гледна точка системата може да включва данни от камери, сензори за движение, алармени светлини и други охранителни уреди, предоставящи цялата информация в централно наблюдателно място и позволявайки цялостна оценка на ситуацията. Операторът може да включи ръчно отдалечени камери при алармирането на даден сензор. Автоматизираната система може да бъде програмирана да изпълнява автоматично определени анализи и реакции при необходимост. Например, системата може да включи подсилваща помпа за добавяне на хлор, ако хлорен сензор индикира намаляване на концентрацията му. Уникалността на системата за контрол, наблюдение и данни е възможността и да наблюдава и контролира отдалечени процеси. Тя е използвана за контрол на водни и канализационни структури, така както и за електро-захранващи системи, електрически системи и обекти за обработка на опасни отпадъчни материали. Други контролни съоръжения като Разпределителните Контролни Системи, които имат редица индустриални приложения, са проектирани за контрол на процеси изискващи мощни процесори за обработка на аналоговите функции на дадено приложение. С нарастващата мощност на процесорите в Програмируемите Логични Контролери (PLC), екипирането на отдалечени обекти и оборудване с телеметрични уреди представлява жизнено и ефективно решение в автоматичният контрол на водните и канализационни структури.

PLC-базираните дистанционни телеметрични уреди позволяват връзка между разположената екипировка и централния процесор, осигурявайки цялостен контрол на вътрешните и външни процеси.

Системата се състои от хардуер и софтуер. Обикновено хардуера включва компютър (CPU), съоръжения за връзка (радио, телефонна линия или сателит) и един или повече дистанционни телеметрични уреди(RTU) или сензори. Компютърът съхранява и обработва информацията, а телеметричните уреди контролират локалните функции. Софтуерът е програмиран да казва на системата какво и кога да наблюдава, допустимите параметри, и какви реакции да предприеме ако параметрите излязат извън определените стойности.

Тъй като тези системи могат да наблюдават множество процеси, уреди и инфраструктури, те предоставят незабавна информация при нетипични или анормални условия и могат да бъдат програмирани за бърза реакция, като затваряне на вентил, контролиране на дебита, повишаване на хлорацията или добавяне на други химикали.

ORSANCO (Ohio River Valley Water Sanitation Committee) е програма за контролиране качеството на водите в река Охайо. Тя е проектирана за наблюдение на бързо-променящи се органични въглеродни замърсители. Използва четири наблюдателни станции с газови хроматографи за анализиране на 21 съединения всеки 2 часа. Информацията се пренася чрез телефонен кабел, оптичен кабел, радио вълни, сателит или микровълнови честоти. При избора на комуникация много важен фактор е безопасността на преносната мрежа. Методът на връзка трябва да потвърждава приемането на данните, както и липсата на намеса по време на приемането им. Може да се използват телефонни линии, радио, интернет, GSM-мрежата или сателитен интерфейс. Топографията на района може да се окаже също фактор за безжичната комуникация. Всяка безжична мрежа, използваща честоти равни или по-високи от 900 MHz се нуждае от директна видимост между антените. Хълмистите терени ще се нуждаят от високи антени или ретранслаторни станции за пренасяне на сигнала.

От голямо значение е и изборът на подходяща защитна софтуерна програма. Типичният системен софтуер предлага графичен потребителски интерфейс, върху който клиентът определя показването на необходимите му параметри. Той включва способността за изграждане на контролиращи програми чрез използването на екранен редактор за създаване на динамичен графичен дисплей, показващ в развитие параметрите на даден процес.


(голяма на цяла страница)

Производителите включват разнообразни възможности за сигурност като използване на пароли за достъп и възможност за проследяване на достъпа с данни на потребителя и времето. Използват се и технологии за защита на данните от блокиране и намеса. Например, радио предаванията използват специално определена честота и специфичен стандарт, наречен “Честотно-прескачащ, свободно разпределен спектър” (FHSS), където уредите общуват помежду си на произволно избрани прескачащи честоти и в произволно избрано време, програмирано само в приемника и предавателя. Много обекти използват услугите на телефонните компании, където сигурността е гарантирана. Допълнителна сигурност дават и възможностите за автоматично уведомяване, проследяване и алармено наблюдение.



SCADA 3000 на американската фирма “Sensaphone” притежава модем и всички възможни средства за комуникация с отдалечен компютър. Разполага с 16 входа и 8 релейни изхода, може да изпраща контактна информация от 4-20мА трансдуцери, 0-5V сензори, даже и от термистори. Има възможност за добавяне на допълнителни канали и модули до общо 144 изходно-входящи точки. За повече информация посетете http://www.sensaphone.com/wastewater.html



Многофункционален анализатор/предавател

770MAX на американската фирма Thornton измерва проводимост, резистивност, pH/ORP, дебит, кислород, органичен въглерод, ниво, налягане и температура. 770MAX е най-модерният инструмент за онлайн измервания и контрол за водопроводни и канализационни приложения. 770MAX приема информация от 8 вида сензори и калкулира стойности в 35 различни единици.



За повече информация посетете: http://www.thorntoninc.com/770max.htm
сн.2



БУЛАКВА 2/2004

Каталог: UACEG site -> acadstaff -> userfiles
userfiles -> Curriculumvita e трифон Славчов Германов Професор, д-р-инженер
userfiles -> Определението за карта1 Станислав Василев
userfiles -> Determination of ecological flow after the intake for the small-scale hydropower plant "manastirska"
userfiles -> Годишник на университета по архитектура, строителство и геодезия – софия 2002-2004 annuaire de l’universite d’architecture, de genie civil et de geodesie – sofia
userfiles -> Задача по пиис на Иван Петров Иванов студент от специалност ссс, I курс, 10 група, ф. №11222
userfiles -> University of architecture, civil engineering and geodesy


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница