авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка метода оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков с использованием теории нечетких множеств

-- [ Страница 3 ] --

На основе разработанных правил (таблица 4) произведено вычисление значений соответствующей “четкой” переменной. Были проведены вычислительные эксперименты в системе MatLab по построению поверхностей индивидуального пожарного риска (рисуноки 5 и 6).

  Алгоритм Мамдани Аналогичным-9

Рисунок 5 – Алгоритм Мамдани

Аналогичным образом построена поверхность (Рисунок 6).

  Алгоритм Сугено Так как,-10

Рисунок 6 – Алгоритм Сугено

Так как, переменные инцидент и индивидуальный риск имеют широкий диапазон значений, для них были применены логарифмические шкалы, это позволило произвести более точное построение поверхностей.

“Изломы” поверхностей определяют точки наибольших неопределенностей при оценке индивидуального пожарного риска.

Построение поверхностей производилось по двум алгоритмам Мамдани (рисунок 5) и Сугено (рисунок 6).

Сравнительный анализ показал, что применение алгоритма Сугено позволило увеличить точность вычислений, учитывая более широкий диапазон значений.

Четкая оценка индивидуального пожарного риска для работника m объекта, при его нахождении на территории объекта, определяется выражением:

,

где Р(i) - величина потенциального риска в i-ой области территории объекта, год-1; qim - вероятность присутствия работника m в i-ой области территории объекта.

Величина потенциального пожарного риска в определенной точке (а) на территории объекта и в селитебной зоне вблизи объекта (год-1) определяется по формуле:

,

где J - число сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров, ветвей логического дерева событий); Qdj(a) - условная вероятность поражения человека в определенной точке территории (а) в результате реализации j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, отвечающего определенному инициирующему аварию событию; Qj - частота реализации в течение года j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, год-1.

Для определения количественной эффективности метода оценки риска с использованием нечетких множеств и подтверждения достоверности результатов были проведены вычислительные эксперименты по оценке индивидуального пожарного риска на территории моделируемого ОПО по различным сценариям аварий, связанным с разгерметизацией резервуарного оборудования.

В диссертационной работе показано, что эти эксперименты повторялись многократно с использованием традиционного и предлагаемого методов, после чего оценивались статистические данные. На этапе оценки потенциального пожарного риска была выявлена высокая сходимость результатов, что позволило сделать вывод о соблюдении в разработанных нечетких системах всех закономерностей, присущих традиционному подходу, правильности их построения и достоверности получаемых результатов. А также позволило обосновать возможность и правильность применения математического аппарата нечеткой логики к исследуемой области. Результаты одного из экспериментов представлены в таблице 5. Использование математического аппарата нечеткой логики позволило осуществить развитие закономерностей традиционного подхода путем учета неопределенности и получить более точные результаты оценки потенциального пожарного риска.

Таблица 5 – Прогнозируемый потенциальный пожарный риск

Зоны риска (динамическое воздействие) Традиционный метод, 1/год Система нечеткого вывода (Mamdani), 1/год Система нечеткого вывода (Sugeno), 1/год
риск смертельного поражения, R1 3,21·10-6 3,80·10-6 3,89·10-6
риск тяжелого поражения, R2 1,86·10-6 2,18·10-6 2,05·10-6
риск сильного поражения, R3 8,39·10-7 8,91·10-7 9,33·10-7
риск легкого поражения, R4 1,09·10-7 1,32·10-7 1,15·10-7

При помощи разработанной методики экспертной оценки была получена уточненная частота разгерметизации, отражающая индивидуальную совокупность конкретных значений факторов рассматриваемого резервуара и моделируемого объекта в целом. Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Результаты оценки частоты разгерметизации

Среднестатистическая частота разгерметизации, 1/год (приказ №404) Баллы Частота разгерметизации, 1/год
1,2·10-5 6,085 7,302·10-5

Результаты оценки индивидуального пожарного риска представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Индивидуальный пожарный риск

Традиционный метод, 1/год Традиционный метод с учетом бальной оценки, 1/год Система нечеткого вывода (Mamdani), 1/год Система нечеткого вывода (Sugeno), 1/год
1,21·10-7 7,37·10-7 1,74·10-6 1,93·10-6

Как следует из представленных в таблице данных, результаты оценки индивидуального пожарного риска, полученные с использованием традиционного метода, на порядок ниже, чем результаты оценки с использованием разработанных нечетких систем. В свою очередь, результаты оценки по обеим нечетким системам имеют хорошую сходимость, это позволяет говорить о верном учете соответствий (правил) между факторами при построении нечетких систем. Следует также отметить, что семантика правил нечетких систем полностью отвечает логическим и математическим закономерностям, присущим сфере пожарного риска нефтегазовой отрасли.

Проведенные вычислительные эксперименты по традиционному методу (приказ МЧС России №404) показали, что результаты оценки индивидуального пожарного риска, в абсолютном большинстве случаев, лежат в области приемлемых и пренебрежимо малых значений. Так как, данный метод, в отличие от предложенного, не учитывает индивидуальных особенностей анализируемого объекта и неопределенность, вызванную сложностью связей между факторами риска, тем большую, чем большее количество факторов учитывается. Это обосновывает числовой порядок получаемых значений индивидуального пожарного риска.

Разработанный метод ориентирован на выявление недопустимого уровня индивидуального пожарного риска, как важнейшего показателя опасности объекта. Его потенциал позволяет повышать достоверность результатов оценки риска, увеличивая количество входящих переменных (факторов риска), повышая их термальность и доопределяя правила.

Таким образом, применение теории нечетких множеств и методики экспертной оценки позволило увеличить эффективность процедуры оценки пожарного риска и повысить достоверность получаемых результатов. Анализ результатов расчетных значений риска, полученных традиционным теоретико-вероятностым и предлагаемым методами, позволяет сделать вывод о преимуществе алгоритмов с нечеткими множествами.

Степень достоверности результатов оценки риска, полученных с использованием моделей «нечетких систем», позволяет использовать их на практике для определения показателей потенциального и индивидуального пожарных рисков и управления ими методами снижения, передачи и компенсации. Разработанный метод может быть успешно использован в ходе процесса независимой оценки пожарного риска на объектах нефтегазовой отрасли (аудита безопасности).

В главе 4 представлена технико-экономическая оценка результатов исследования. Определен общий экономический ущерб, прогнозируемый при реализации моделируемой аварии, равный 54 136 986,13 рублей. Определен ожидаемый ущерб в год (таблица 8).

Таблица 8 – Ожидаемый экономический ущерб в год

Традиционный логико-вероятностный метод Метод с использованием теории нечетких множеств
39,21 руб. год-1 238,57 руб. год-1

Из таблицы 8 следует, что ожидаемый экономический ущерб в год, определенный с применением разработанного метода, на порядок выше ущерба, определенного с использованием традиционного метода, что соответствует выявленному недопустимому уровню пожарного риска моделируемого объекта.

В соответствии с возрастанием опасности предприятия, растут и затраты предприятия по минимизации риска и передаче его страховым компаниям. Определены перечень и стоимость инженерно-технических мероприятий, позволяющих снизить риск на рассматриваемой модели потенциально опасного объекта. Сметная стоимость мероприятий составит 5 387,31 тыс. рублей.

Оценка экономического эквивалента решений по снижению пожарного риска показывает, что они минимум на порядок меньше, чем прогнозируемый экономический ущерб моделируемой аварии.

Принятие своевременных адресных решений управления пожарным риском, с учетом их экономической целесообразности, позволит минимизировать человеческие жертвы и избежать значительных экономических потерь, связанных ущербом окружающей природной среде и самому объекту, в том числе от неполученной выгоды.

Основные выводы

  1. Проведенный анализ показывает, что существующие методики оценки индивидуального пожарного риска основаны на формальной логике, оперирующей точными и четкими понятиями, ставящей знак равенства между неопределенностью и случайностью и не учитывающей связей между человеком и техникой. Поэтому, в условиях многофакторности и неопределенности развития аварийных ситуаций, данные методики не обеспечивают требуемую достоверность результатов оценки пожарного риска.
  2. Адаптированным и перспективным математическим аппаратом для оценки пожарного риска, объектов нефтегазовой отрасли является аппарат теории нечетких множеств, позволяющий внести в данную область методологию системного анализа, основанного на учете неопределенности нежелательных событий.
  3. Разработана комплексная модель установки подготовки нефти, позволившая выявить многофакторность и неопределенность развития аварийных ситуаций, а также наглядно показать факторы пожарного риска.
  4. Разработана методика экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, позволяющая учитывать широкий спектр факторов влияния и индивидуальных особенностей анализируемого объекта.
  5. Разработан новый метод оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков, объектов нефтегазовой отрасли, применение которого позволило повысить достоверность получаемых результатов в условиях многофакторности и неопределенности развития аварийных ситуаций за счет адаптации метода к индивидуальным особенностям объекта и наиболее полного использования ресурсов экспертных оценок и знаний.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

  1. Оськин А.А. Вызовы, угрозы, риски: неотъемлемая часть процесса развития общества и государства /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Вестник МАНЭБ. – 2004. – Т. 9. №5 – С. 121-124.
  2. Оськин А.А.. FN-кривые как инструмент анализа степени опасности предприятия /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Экология и здоровье человека: труды X Всероссийского конгресса.

    – Самара: 2005. – С. 209-211.

  3. Оськин А.А. Целеориентированный подход к управлению рисками нежелательных событий в экологии /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Экология и здоровье человека: труды X Всероссийского конгресса. – Самара: 2005. – С. 211-215.
  4. Оськин А.А. Система оценки и управления техногенными и природно-техногенными рисками /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С.70-75.
  5. Оськин А.А. Повышение защищенности населения и территорий от техногенных и природных чрезвычайных ситуаций /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С 65-70.
  6. Оськин А.А. Возможные подходы к обоснованию критериев приемлемого риска /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 132-135.
  7. Оськин А.А. Управление безопасностью территорий и проблема выбора критериев приемлемого риска. Анализ возможных подходов к управлению рисками техногенных аварий /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 151-153.
  8. Оськин А.А. АLARP - принцип формирования системы снижения потенциально негативного воздействия поражающих факторов аварии /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 148-150.
  9. Оськин А.А. Анализ методологических подходов к обеспечению безопасности и экономической эффективности транспортного процесса в условиях чрезвычайной ситуации /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Современные проблемы безопасности: анализ и решения: материалы IX международных научных чтений МАНЭБ». Санкт-Петербург – Самара: 2005. – С. 143-151.
  10. Оськин А.А. Повышение достоверности оценки риска чрезвычайных ситуаций на трубопроводном транспорте в условиях многофакторности аварий /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С.88-99.
  11. Оськин А.А. Использование элементов теории массового обслуживания в процессе оптимизации методического аппарата расчета индивидуального пожарного риска /А.А. Оськин //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 149-153.
  12. Оськин А.А. Дифференцированный подход при обосновании критериев приемлемого риска для различных категорий населения, проживающего в зонах возможного поражения /А.А. Оськин //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 146-149.
  13. Оськин А.А. Добровольный и вынужденный риски /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 145-146.
  14. Оськин А.А. Экологический риск методы его анализа и стоимостная оценка /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «XII Конгресс «Экология и здоровье человека». –2007. – Т. 1. – Специальный выпуск. – С. 176-178.
  15. Оськин А.А. Метод нечетких множеств в анализе рисков сферы железнодорожного и муниципального транспорта /А.А. Оськин //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «Перспективы и направления развития транспортной системы» – 2007. – Специальный выпуск. – С. 126-129.
  16. Оськин А.А. Нечеткие множества как механизм повышения достоверности оценки риска объектов техносферы /А.А. Оськин //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «Актуальные проблемы машиностроения». – 2009. – Специальный выпуск. – С. 210-214.
  17. Оськин А.А. Оценка частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов /А.А. Оськин, Ф.Ш. Хафизов //Наука и образование транспорту: материалы 3-й Всероссийской научно-практической конференции – Самара – Пенза: 2010. – С. 103-105.
  18. Оськин А.А. Нечеткие множества как механизм оценки пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли /А.А. Оськин, Ф.Ш. Хафизов //Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2010. - №2(80) – С.98-103.


Pages:     | 1 | 2 ||
 








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.