Автореферат (1173017), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Брусиловским в научной статье «О вероятности выживания системы, готовящейся кнаступлению катастроф» (П.М. Брусиловский. Модели организации, управления и методыих исследования. Уфа: Изд-во БГУ, 1975. С. 17-26).Магистральныйгазопроводрассматривалсяавторомдиссертационногоисследования, как некая система, цель которой состоит в функционировании напротяжении интервала времени 0, t. Дополнительные (компенсирующие) мероприятиярассматривались как резервы системы, необходимые для подготовки к авариям.ОсновнойцельюбезаварийнойэксплуатацииМГявляетсяобеспечениебезопасности соседних объектов в случае размещения газопровода вблизи иныхпроизводственных объектов или объектов инфраструктуры, а также бесперебойнаяпоставка природного газа потребителям.Ввиду того, что вероятность наступления аварии присутствует всегда, основойобеспечения безопасности является подготовленность системы к наступлению этой аварии.Таким образом, задача сводится к тому, чтобы определить такой набор мероприятий,обеспечивающих безопасность МГ в условиях наличия факторов влияния, который быобеспечивал подготовленность системы к наступлению аварии.Считая T1 и T2 независимыми переменными, получим, что вероятность выживаниясистемы, готовящейся к наступлению n аварий имеет вид:() ={( > ) + ( < ) ∙ ( < )}(1)где:– T1 — время до наступления аварии;– Т2 — время, которое придется затратить на подготовку к аварии.
По истечениивремени Т2 угрожающее системе событие уже не приведет к аварии ввиду своевременногопланирования и внедрение дополнительных мероприятийВ случае прохождения МГ вблизи населенных пунктов и объектов инфраструктурывозможно наличие источника зажигания, что может привести к взрыву. Величина ущерба в13этом случае будет определяться: человеческими жертвами, количеством вышедшегопродукта — потерями перекачиваемого природного газа, а также дальнейшим развитиемаварийной ситуации (не всегда вышедший объем газа приведет к взрыву).По этой причине вопросы предотвращения аварийных ситуаций рассматривались вконтексте своевременного обнаружения предпосылок аварии (наличия факторов влияния)для случая несоблюдения нормативных требований в части МДР. Для эффективногоснижения ущерба от аварии необходимо предусматривать мероприятия таким образом,чтобы, даже в случае возникновения аварии, предотвратить распространение аварийнойситуации, а также снизить её последствия.В дополнение к подходу, описанному П.М.
Брусиловским, автором предлагаетсяпланирование КМ, учитывающее необходимость сочетания «конструктив+мониторинг».Планирование КМ осуществляется с учетом наличия конкретных факторов влияниякак один из этапов, предусмотренных в разработанной автором методике поэтапногообеспечения безопасности МГ.РазработаннаяизапатентованнаяИнтеллектуальная системапланированиямероприятий, предусмотренная в методике поэтапного обеспечения безопасностимагистральных газопроводов, предлагает оператору выборку КМ, которая удовлетворяютследующим условиям:1) учет стадии осуществления проекта;2) учет фактических факторов влияния, характерных для конкретного Проекта.При определении значений эффективности КМ был применен метод, предложенныйдля случая принятия решений в расплывчатых условиях авторами Беллман Р.
и Заде Л.(Беллман Р., Заде Л. «Принятие решений в расплывчатых условиях: Вопросы анализа ипроцедуры принятия решений». М.: Мир, 1976, С.172-215)Применительно к поставленной в диссертационной работе задаче был использованподход, предложенный для случая наличия равновесных и неравновесных критериев(Жилейкин М. М., Калимулин М. Р., Мирошниченко А. В. Методика выбора оптимальногосхемного решения в нечетких условиях на основе многокритериального анализа вариантовпри равновесных и неравновесных критериях // Наука и образование.
2012. №12 с. 107–120).Задача сводится к выбору такого сочетания КМ из множества вариантов,предлагаемых в Классификаторе КМ, которое обеспечивает безопасность МГ в условияхналичия факторов влияния, а также учитывает стадию реализации проекта.14Пусть { } — число в диапазоне [0,1], которое характеризирует уровень оценкиварианта ∈ по критерию ∈ : чем больше число , тем выше оценка варианта по критерию , i=1,…,n, j=1,…,k. Тогда, критерий можно представить в виденечеткого множества на универсальном множестве вариантов : = ( ) ( ) ( ),,…,, ∈(2)где { } — степень принадлежности элемента нечеткому множеству .При неравновесных критериях, например, для случая невозможности, ввиду стадииреализации проекта, внедрения мероприятий, направленных на конструктив: =,()∙,(),…,,()(3)где — коэффициент относительной важности критерия , α1+α2+…+αn=1Показатель степени в формуле свидетельствует о концентрации нечеткогомножества в соответствии с мерой важности критерия , который, в свою очередь,корректируется в зависимости от стадии осуществления проекта.Руководствуясь разработанным автором Классификатором и критериями выбораКМ на основе Метода анализа иерархий Саати, с учетом критериев выборакомпенсирующих мероприятий, были выявлены наиболее приоритетные КМ, а такжеопределены показатели эффективности КМ (таблица 3).Таблица 3.
Показатели эффективности мероприятий по классификационнымпризнакамПриоритетные классификационные признакиПоказатели эффективности КМКМНаправленность КМ на предотвращение0,5EIAаварииОбласть внедрения КМ — металл трубы,конструкциятрубопровода,0,3ЕIVA,Bвспомогательные устройстваТехнический характер компенсирующего0,2EIIBмероприятияКачество расходования ресурсов (степень подготовленности системы к аварии)будет определяться наличием КМ, сочетающих в себе все три приоритетныхклассификационных признака.Дополнительно были определены все возможные результирующие значенияиндексов эффективности КМ, для случая наличия хотя бы одного приоритетного признака:15M2=F(EIA, EIVA,B)=0,8M3=F(EIA, EIIB)=0,7M4=F(EIIB, EIVA,B)=0,5В четвертой главе приведена структура и подробное описание разработаннойметодики поэтапного обеспечения безопасности МГ, а также анализ её применимости идостаточности на каждом из этапов осуществления инвестиционного проекта.Определяющие цели разработанной методики включают в себя:1) Совершенствование системы принятия решений в части безопасности МГ сучетом наличия конкретных факторов влияния и стадии осуществления проекта.2) Выбор возможных к применению КМ на каждой стадии осуществления проекта сучетом инвестиционной целесообразности их внедрения.3) Сбор, хранение и пополнение знаний в части обеспечения безопасности МГ,получаемых при осуществлении проектов строительства и реконструкции МГ.4) Использование получаемых знаний в аналогичных проектах.Разработке методики предшествовало создание базы знаний, этапы созданиякоторой, приведена в таблице 4.Таблица 4.
Этапы, предусмотренные в информационной базе знанийЭтапНаименование этапаСистематизация, хранение ипополнениеинформацииоспецификесовременныхпроектовстроительстваиреконструкции МГСистематизацияихранениеIIзнаний о КМПрименениезнанийприIIIосуществленииработпоаналогичным проектамВыбор мероприятий осуществляется поРезультат осуществления этапаIСведения, дающие представление офакторах влиянияКлассификатор КМЭкспертная Система, ориентирующаяв приоритетности дополнительныхмероприятийприоритетности с учетом стадииосуществления инвестиционного проекта и факторов влияния, характерных длярассматриваемого проекта. Степень приоритетности ограничена стадией осуществленияпроекта и предусматривает учет экономической целесообразности при планированиимероприятий.Процесс выбора дополнительных мероприятий, направленных на обеспечениебезопасности МГ с использованием методики включает в себя:– анализ сведений о факторах влияния, присущих конкретному объекту;– использование Классификатора КМ при выборе дополнительных мероприятий;16– применение адаптированной концепции расстановки «барьеров безопасности» привыборе КМ;– оценку экономической целесообразности внедрения дополнительных мероприятийс учетом стадии осуществления проекта.Цели и задачи разработанной методики поэтапного обеспечения безопасностимагистральных газопроводов реализуются посредством 5 этапов (рисунок 2)Рисунок 2 – Методика поэтапного обеспечения безопасности магистральныхгазопроводовДля оценки практической применимости разработанной методики был рассмотренучасток проектируемого магистрального газопровода, оказавшегося под влияниемнаиболее неблагоприятного сочетания факторов и имеющего следующие характеристики:– диаметр трубопровода — 325 мм;– рабочее давление — 5,4 МПа;– способ прокладки трубопровода — подземный;– протяженность участка МГ — 1 200 м.Рассматриваемый участок магистрального газопровода размещен в стесненныхусловиях, характеризующихся прохождением трассы вблизи населенных пунктов,автомобильной дороги III категории, а также железной дорогиПо результату инженерных изысканий выявлено, что участок МГ подверженвлиянию следующих факторов природного происхождения:– низкая несущая способность грунтов;– наличие коррозионной активности грунта;Дополнительно рассмотрены факторы, возможность наличия которых необходимопредусмотреть при планировании мероприятий для рассматриваемых условий.Разработанная методика предоставляет выборку КМ.
При этом каждое КМхарактеризует свой набор (количество и перечень контролируемых параметров). Далее,17точное количество КМ определяется с учетом стадии осуществления проекта. Еслирешение о внедрении тех или иных КМ принимается на этапе проектирования, то возможнопредусмотреть КМ, отвечающие всем критериям приоритетности и нейтрализующиенесколько факторов влияния.Результаты выборки для различных этапов осуществления проекта представлены нарисунке 3.Начало работыСтартовое окноРезультат для стадии №2 (проектирование) вусловиях наличияфакторов влияния f2, f3,f5, f7, f9, f13, f14, f21Результат для стадии№ 3 (строительство) вусловиях наличияфакторов влияния f2, f3,f5, f7, f9, f13, f14, f2118Результат для стадии№ 4 (ввод вэксплуатацию) вусловиях наличияфакторов влияния f2, f3,f5, f7, f9, f13, f14, f21Рисунок 3 – Результаты практического применения методики поэтапного обеспечениябезопасности магистральных газопроводовПеречень дополнительных мероприятий, сформированный в результате примененияразработанной методики, представлен в таблице 5.Таблица 5 – Результат осуществления Этапа V методики поэтапного обеспечениябезопасности магистральных газопроводов№п/п1.2.3.4.5.Номер, согласноКлассификаторуКМКлассНаименование КМЗначение/параметр1IAIIBIIIBIVAУвеличениетолщины стенкитрубопроводаНе менее 10 мм3678IAIIBIIIBIVBПовышениетребований кмеханическимсвойствам стали,применяемой вконструкции трубIAIIBIIIBIVBПовышениетребований к типу,составу и способунанесенияизоляционныхпокрытий линейнойчасти трубопроводаIAIIBIIIBIVBПовышениетребований кизоляции сварныхсоединенийIAIIBIIIBIVBУвеличениезначениязаглублениятрубопровода вгрунтКласс прочностиприменяемых труб –не ниже К56Значение углеродногоэквивалента сталитруб — не более 0,43по СП 36.13330.2012Заводскоетрехслойноеантикоррозионноезащитное покрытиевесьма усиленноготипа, толщиной неменее 3 ммПрименениемпокрытий, толщинойне менее 2 мм наосноветермоусаживающихсяматериаловНе менее 2,5 м19Продолжение Таблицы 5№п/п6.7.8.9.10.Номер, согласноКлассификаторуКМКлассНаименование КМЗначение/параметр10IAIIBIIIBIVBПрименениезащитного футляра—11202226IAIIBIIIBIVBПовышениетребований кзащитному футляруIАBIICIIIBIVCПовышениетребований кконтролюмежтрубногопространства(защитный кожухтруба)IАIIBIIIBIVCIAIIBIIIBEIVDОграничениевеличинымаксимальногорабочего давленияна отдельныхучасткахтрубопроводаОбозначение натрассе контрольногоучастка илиучастков длямониторингасостояния металлатруб и сварныхсоединений МТПрименение приизготовлении футлярастали, равнопрочной сосновной трубойТолщина стенки — неменее 14 ммГерметизация концовкожуха сприменениемусиленных манжетКруглосуточныйкруглогодичныйконтрользагазованностимежтрубногопространства спередачейоперативнойинформации вдиспетчерский пункт,с использованиемрезервированныхисточниковэлектропитанияНе более 5,4 МПаПериодичностьпроведениямониторинга — нереже 1 раза в 3 месяца20Продолжение Таблицы 5№п/п11.12.13.Номер, согласноКлассификаторуКМ293552КлассIAIIBIIIBCIVCIAIIBIIIBCIVCIAIIСIIIBIVC14.53IAIIBIIIBIVD15.62IBIIBIIIBIVB16.72ICIIBIIIBIVC17.77ICIIBIIIBCIVDНаименование КМЗначение/параметрПовышениетребования кконтролюпроведениясварочных работКонтроль сварныхмонтажныхсоединенийнеразрушающимиметодами, в объеме неменее 100 % каждый.ДополнительныйдублирующийрентгенографическийконтрольПредпусковаякомплексная ВТД, втом числе сприменениемпринциповакустическойэмиссииПовышенныетребования кразработкевнутреннегоРегламента охранытрубопроводаДополнительноерезервированиеканалатехнологическойсвязи и передачиданных АСУ ТППрименениедатчиковзагазованностиПовышенныетребования кгерметичностизапорной арматурыОбеспечениетерриториидополнительнымизеленныминасаждениями—Усиление требованийТР в части объема ипериодичностипроведениятехническогодиагностирования впроцессеэксплуатации——Класс герметичностине ниже «А»—21С целью оценки эффективности предлагаемой методики был проведен анализпожарной опасности (с учетом пожароопасных свойств природного газа) и оценка рискааварий до и после внедрения предлагаемых мероприятий.Результаты проведенного анализа представлены на рисунках 4–6.Рисунок 4 – Распределение индивидуального пожарного риска на МГ для железнойдорогиРисунок 5 – Распределение индивидуального пожарного риска на МГ для автомобильнойдороги III категорииРисунок 6 – Распределение индивидуального пожарного риска на МГ для населенныхпунктов22Проведенные расчеты и сопоставление значений риска до и после внедрениядополнительных мероприятий подтверждают, что в результате применения предлагаемойметодики достигнуто снижение значений уровня риска.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
