Диссертация (Модели и алгоритмы поддержки адаптивного управления пожарной безопасностью нефтегазовых объектов), страница 7

Структура таблицы, отвечающей за хранениевозможных решений представлена в (таблице 2.1).Таким образом, данный вид структуры хранения мероприятий поснижению пожарных рисков на нефтегазовых объектах, позволяет программеобрабатывать хранящиеся мероприятия по требуемым критериям и применятьинтеллектуальные методы анализа эффективности данных мероприятий.Для более понятного представления порядка оценки эффективностимероприятий по снижению пожарных рисков, была разработана блок-схемапроцесса оценки мероприятий по управлению пожарной безопасностьюнефтегазовых объектов и выбора подходящих из них (рисунок 2.1). Логическуюцепочку алгоритма можно представить следующим образом.1.

Выбор одного мероприятия из БД решений по управлению пожарнойбезопасностью.2. Анализ объектов, к которым может быть применено это решение.3. Оценка уровня пожарной безопасности с применённым решением длякаждого объекта.4. Сохранение набора мероприятий и полученной значения целевой функциив массив.5. Если проведен анализ всех мероприятий, то переход к пункту 6, иначепереход к пункту 1.6. Ранжирование и вывод всех возможных мероприятий в порядке убыванияэффективности.38– Структура таблицы по хранению возможных мероприятий для управления пожарной безопасностью на нефтегазовыхобъектахИдентификаторТегипринадлежности[Идентификатор] [Технологическаяустановка][Объектс пребываниемлюдей]Теги решения[Объект][Названиепараметра][Оператор][Значения][Вещество][Название параметра][Оператор][Значения][Сценарий][Название фактора][Оператор][Значения][Обвалование][присутствие/отсутствие][Территория][Названиепараметра][Оператор][Значения][Объект][Названиепараметра][Оператор][Значения][Названиеизменяемогопараметра][Диапазонзначения]ВыводимоесообщениеКол-во разприменениярешения[Сообщение] [Количество]Кол-во раз выхода в списоклучших решений[Количество]38[Территория]Теги фильтрации39Началоi=1;i=i+1нетj=j+1i<=kВывод RдаR(i,j)=f(M(i),O(j))нетn=1; j=1; V=OКонецдаj=1V(j)F(i, n)даn=n+1j=j+1нетнетдадаj<qV(j)=0n<gнет– Блок-схема поиска подходящих мероприятий по снижению пожарных рисков и анализа их эффективности39j<sM – массив с мероприятиями по снижениюпожарных рисков;i – счетчик мероприятий по снижениюпожарных рисков;k - количество мероприятий по снижениюпожарных рисков;O – массив объектов на территории;j – счетчик объектов;q – количество объектов;F – двумерный массив с тегами фильтров;n – счетчик фильтров;g – Количество фильтров;V – Объекты подходящие к рассматриваемомурешению;s – количество объектов подходящих крассматриваемому решению;R – массив со значениями целевой функции.402.3.

Классификация мероприятий по снижению расчетных величин пожарныхрисковВ рамках создания интеллектуальной системы поддержки принятиярешений, создана классификация мероприятий по снижению расчетных величинпожарных рисков на нефтегазовых объектах. Целью создания даннойклассификации является необходимость разделения мероприятий на различныегруппы, что алгоритмически позволяет разделять мероприятия по способуснижения расчётных величин пожарных рисков и применять конкретныеалгоритмы для каждого случая. Мероприятия разделены на следующие группы:1)вероятностные – мероприятия влияющие на вероятностнуюсоставляющую значений величин пожарных рисков;2)физические – мероприятия влияющие на снижение масштабачрезвычайной ситуации при возникновении опасных факторов пожара.В свою очередь каждая группа делится на подгруппы.

К вероятностныммероприятиям можно отнести следующие типы мероприятий:– превентивные – установка огнетушащего и сигнализирующегооборудования;– социальные – уменьшение вероятности пребывания работников наопределенной территории;– территориальные – изменение противопожарных расстояний.К физическим мероприятиям относится:– технологические – изменение параметров технологического процессаили технологических аппаратов;– территориальные – изменение параметров территории, на которойнаходится опасное технологическое оборудование, установка устройствограничения пролива.Для наглядного примера классификации мероприятий на представленныегруппы составлен список с некоторыми возможными мерами:1.Уменьшение степени заполнения технологического аппарата.412.Ограничение площади пролива, если данная мера не предусмотрена.3.Снижение вероятности пребывания опасного технологическогоаппарата, если он является мобильным.4.Смена типа грунта, окружающего технологический аппарат.5.Уменьшениерабочегодняперсонала,обслуживающегонефтегазовый объект.6.Установка автоматической установки пожарной сигнализации.7.Установка автоматической установки пожаротушения или водяногоорошения при наличии контроля за работоспособностью установки независимойорганизации (вне зависимости от типа установки пожаротушения).8.Установкаавтоматическойустановкиводяного(пенного)пожаротушения или водяного орошения при отсутствии контроля заработоспособностью установки независимой организацией.9.Установкаостальныхтиповавтоматическихустановокпожаротушения при отсутствии контроля за работоспособностью установкинезависимой организацией.10.Предусмотреть средства оповещения людей, находящихся в жилойзоне, общественно-деловой зоне или зоне рекреационного назначения, о пожарена нефтегазовом объекте (В случае, когда обеспечение величины R(н) ≤ 10-8, год-1и (или) величины S(н) ≤ 10-7, год-1 невозможно в связи со спецификойфункционирования технологических процессов, допускается увеличение R(н) до10-6, год-1 и (или) S(н) до 10-5, год-1).11.Изменениепротивопожарныхрасстояниймеждунаружнымитехнологическими установками.12.Изменениепротивопожарныхрасстоянийотнаружныхотнаружныхтехнологических установок до объектов селитебной зоны.13.Изменениепротивопожарныхрасстоянийтехнологических установок до объектов с пребыванием людей на территориинефтегазового объекта.4214.Изменение количества людей в селитебной зоне.15.Изменение количества работающего персонала на территориинефтегазового объекта.На рисунке 2.2 показана предложенная классификация мероприятий поснижению расчетных величин пожарных рисков на нефтегазовых объектах, суказанием номеров представленных мероприятий в каждой категории дляпримера.Классификация мероприятий направленныхна снижение расчетных величин пожарных рисковФизическиеВероятностныеТерриториальныеПревентивныеСоциальныеТехнологическиеТерриториальныеМероприятия№ 11, 12, 13Мероприятия№ 3, 6-13Мероприятия№ 5, 14, 15Мероприятие№1Мероприятия№ 2, 4– Классификация мероприятий по снижению расчетных величин пожарныхрисков на нефтегазовых объектах.2.4.

Математическая модель оптимизации поиска комбинации мероприятий поуправлению пожарной безопасностью нефтегазовых объектовДля эффективного составления математической модели, необходимосформировать список проблем, с которыми можно столкнуться при решениизадачи оптимизации расположения нового объекта на производственнойтерритории.В связи с большим количеством возможных мероприятий по управлениюпожарной безопасностью нефтегазовых объектов (изменение противопожарныхрасстояний, установка систем оповещения и эвакуации, снижение количестваобращающихся пожароопасных веществ и т.д.) и необходимости проведения43повторного расчета величин пожарных рисков для оценки каждой комбинациимероприятий можно сделать вывод, что процедура поиска оптимальнойкомбинации мероприятий, без использования оптимизационных методов,невыполнима.

В настоящее время при выборе мероприятий во многомполагаются на мнения экспертов.Задача определения пожарного риска является многокритериальной и всвязи с неравномерным распределением риска по территории нефтегазовыхобъектов и разным параметрам технологических процессов у нее можетприсутствовать большое количество локальных оптимумов. Таким образом,целевая функция многоэкстремальна, поэтому не все оптимизационные методымогут справиться с задачей поиска комбинации мероприятий, когда нам неизвестна какая-либо априорная информация о целевой функции [66].Для наглядности сложности процесса определения величины пожарногориска, была составлена схема определения значения потенциального риска взаданной точке (рисунок 2.3). Исходя из схемы, за счет учета большогоколичества параметров и проводимых операций, расчет большого количествапожарных рисков, при различных вариантах комбинаций мероприятийнаправленных на их снижение, будет требовать значительного количествавычислительных ресурсов и времени.Поэтомуцелесообразнымявляетсясозданиеинтеллектуальныхалгоритмов способных производить поиск оптимального или приближенного кнему варианта и выполняющего меньшее количество операций, чем прилинейном переборе.44Расчет потенциального риска в заданной точке на территории нефтегазового объектаВвод информации необходимой длярасчетаИнициализацияЗагрузкаинформации отехнологическомобъектеНачалоЗагрузка спискатехнологическихаппаратовдаЗагрузка сценариевразвитияпожароопасныхситуацийi<=kнетЗагрузкахарактеристикизоны размещенияпредприятияРасчет потенциального рискаИтоговое значение потенциального рискаПробит функцияФакельное горениеПотенциальныйрискВзрыв аппарата сперегретойжадкостьюПожар вспышкаПробит функцияПотенциальныйрискПробит функцияСгораниепаровоздушногооблака сизбыточнымдавлениемПотенциальныйрискПробит функцияПожар проливаОбразованиеогненногошараВычисление суммы всехполученных значенийпотенциального рискаПотенциальныйрискПробит функцияЭтапПотенциальныйриск– Процедура расчета потенциального риска в заданной точке пространстваВывод итоговогозначенияпотенциальногорискаКонец44k=Количествоаппаратов;i=1Загрузкаинформации осодержащийсяжидкостиРасчет параметров опасныхфакторов пожара в заданной точке45При использовании классических пошаговых методик глобальныйоптимум может быть найден только в том случае, когда проблема обладаетсвойством выпуклости.

В нашем случае локальных оптимумов может бытьмного, поэтому использование таких методик неэффективно. Итак, основнымтребованием к выбору оптимизационной методики является возможность поискаглобального оптимума среди множества локальных. Для решения этой задачиподходит концепция генетических алгоритмов [63, 67]. Этот метод быстрееклассических методик и требует меньшего количества ресурсов.