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 ||

Технико-экологические модели оценки рисков в системе защиты городской среды при строительстве метрополитена

-- [ Страница 3 ] --

Оценку ущербов при строительстве метрополитена следует выполнять с учетом всех типов природно-технических рисков. При этом факторы риска при технико-экономической оценке ущербов целесообразно учесть геомеханической, технологической и организационной компонентами, причем ущербы, вызванные технологическими и организационными факторами, должны находиться на основании статистических данных, экспертных заключений и по показателям: «коэффициент использования рабочего времени», «коэффициент простоя», «коэффициент готовности». Геомеханический ущерб, характеризующийся наиболее тяжелыми последствиями, следует рассматривать как важнейшее звено в системе выбора защитных инженерных решений.

4. Методика оценки уровней риска

В качестве базового инструмента оценивания уровней риска использован метод Монте-Карло. Отличительные особенности применяемой методики оценки уровней рисков генерация случайных чисел в соответствии с установленными законами распределения для входных параметров моделей систем и подсистем выбора решений; единичная вероятностная оценка выходных массивов по заданному критерию и получение набора интервальных вероятностных оценок в границах интервалов, устанавливаемых по отношению разности между максимальным и минимальным случайными числами к числу интервалов. Проблема обеспечения высокой надежности решается организацией специального цикла в общей схеме реализации метода с максимальным числом генераций, равным 15000 (условие выхода из цикла: заданная точность расчета должна быть меньше или равна разности рисков по сумме генераций на шаге m и по сумме генераций на шаге m – 1, рис. 1).

Для упрощения процессов создания и отладки программного обеспечения разработан «имитационный конструктор» Основная идея конструктора заклю-

чается в формировании специальной таблицы-конструктора с комментариями, в которой размещена «базовая» программа, разделенная на стационарные (неизменяемые) фрагменты и фрагменты, подлежащие реконструкции. В результате трудоемкость конструирования любой новой программы сводится к минимуму, определяемому, главным образом, затратами на создание фрагмента, в котором выполняется детерминированное решение вновь поставленной задачи. Переход от детерминированного расчета к генерации массивов выходных случайных чисел осуществляется следующим образом: фрагмент детерминированного расчета с переменными M(K), здесь K 1, 2, 3, …, копируется в тело цикла FOR I=1 TO NN … NEXT I (NN число генераций), после чего переменные M(K) на заменяются на случайные входные числа B1(K,I).

5. Оценка качества

комплексного мониторинга

Качество комплексного мониторинга, PН, устанавливается по соотношению

t

PН=1Vq(1(P1P2P3)q, (8)

q=1

где Р1, P2 функции от точности и периодичности измерений; P3 функция от числа контрольных пунктов; Vq коэффициент значимости метода наблюдения, устанавливаемый экспертами; q индекс способа измерения, q 1, t.

Мерой своевременного обнаружения опасной ситуации может служить достоверность периода упреждения (времени), устанавливаемая в ходе прогноза состояния контролируемого объекта по методу статистической экстраполяции трендов. Таким образом, качество комплексного мониторинга будет определяться с учетом PН суммарными достоверностями по его компонентам:

(9)

где качество комплексного мониторинга; качество мониторинга по q-способу; P достоверность прогноза; PК вероятность, отражающая

нестабильность горизонта прогноза.

В качестве примера в табл. 3, 4 приведены исходные данные и результаты оценки качества комплексного мониторинга.

Таблица 3

Смещения реперов во времени

Время, сут. Смещения, мм
Номера реперов
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1,58 4,25 8,58 13,33 14,33 – – 3,5 10,0 12,0 – 2,0 19,0 28,5 32,0 – 10,0 29,0 11,0 47,0 19,0 23,0 33,5 47,5 53,0 18,0 24,0 27,0 45,5 58,0 12,5 17,0 18,5 46,5 56,0 – 8,5 26,0 50,0 61,0 – 4,0 13,0 55,0 71,0 – 6,0 16,0 62,5 85,0

Таблица 4

Период упреждения с учетом нестабильности горизонта прогноза

Горизонт прогноза, мм Достоверность горизонта прогноза Период упреждения в сут. для достоверности прогноза с учетом поправок на экстраполяцию
0,99 0,95 0,90 0,80 0,60
80 0,5000 3,719 5,181 5,598 6,988 8,398
60 0,8665 0,839 2,253 2,987 3,881 5,106
50 0,9515 Объект в крити-ческом состоянии 0,1279 0,882 1,756 2,901
30 0,9972 Объект в критическом состоянии
Совместная достоверность прогноза
80 0,5000 0,4950 0,4750 0,4500 0,4000 0,3000
60 0,8665 0,8578 0,8232 0,7798 0,6932 0,5199
50 0,9515 0,9039 0,8564 0,7612 0,5709
30 0,9972

Примечание. Допустимый интервал прогноза 8 сут.

Статистики горизонта прогноза: среднее выборочное 80 мм; стандарт 18 мм.

Достоверности горизонта прогноза найдены для аргумента x = (80 – yк)/18.

6. Реализация адаптированных систем защиты городской среды

и их компонентов

В краткой форме излагаются два примера реализации адаптированных систем.

В табл. 5, 6, 7 приведены исходные данные и результаты оценки договорной цены на строительство подземного комплекса, совмещенного со станцией метрополитена.

Таблица 5

Исходные данные

Показатели Варианты
1 2
Тип контракта (см. 2.2); Размер оферты, млн р.; Планируемый срок окончания строительства; Договорная цена выплачивается долями: Норма дисконта; Дисконтированная полная цена рисков, млн р.; Время наступления рисковой ситуации; Продолжительность локализации аварии; Налог на добавленную стоимость, %; Налог на прибыль, %. «С» 200 8-й квартал 50 % – с момента начала строительства; 25 % в 4-м квартале и 25 % в 8-м; 1,035558 38,5 5-й квартал Два квартала 18 24 «С» 250 6-й квартал 50 % – с момента начала строительства; 25 % в 3-м квартале и 25 % в 6-м; 1,035558 14,0 4-й квартал Один квартал 18 24

Примечание. Вариант 1 предусматривает использование традиционной технологии строительства, вариант 2 новой технологии.

Таблица 6

Определение договорной цены на строительство подземного комплекса. Вариант 1

Фактический срок окончания строительства, квартал 10
d = (0,5+0,25((1–E)–4+(1–E)–10))(1–с) 0,733
a = Q / (1 – с), млн р. 31,58
Доля наценки, 0,12
Ход дисконтирования квартальных стоимостей строительства и ущерба от аварии в млн р. b14, 710 = (Q/tкс)(1E)t; b5 = 38,5/2 (1–E)–5; b6= 38,5/2 (1–E)–6 24,14 23,31 22,51 21,74 16,16 15,61 19,58 18,90 18,25 17,93
Суммарный результат дисконтирования B, млн р. 197,8408
Договорная цена, млн р. D = (a + B)/d 313,0693
Чистый дисконтированный доход подрядчика, млн р. 24,0

Таблица 7

Определение договорной цены на строительство подземного комплекса. Вариант 2

Фактический срок окончания строительства, квартал 7
d = (0,5+0,25((1–E)–4+(1–E)–10)) (1–с) 0,755
a = Q / (1 – с), млн р.
39,47
Доля наценки, 0,12
Ход дисконтирования квартальных стоимостей строительства и ущерба от аварии в млн р. b13, 57 = (Q/tкс)(1E)t; b4 = 14 (1–E)–4 40,24 38,85 37,52 12,17 34,99 33,77 32,63
Суммарный результат дисконтирования B, млн р. 230,185
Договорная цена, млн р. D = (a + B)/d 357,1066
Чистый дисконтированный доход подрядчика, млн р. 30,0

Договорная цена строительства по новой технологии существенно увеличилась (357,1066 > 313,0693), вместе с тем снизилась цена рисков, сократился фактический срок сдачи объекта заказчику. Чистый дисконтированный доход заказчика, вычисленный в соответствии с Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов … возрастает с 172,063 до 191,403 млн р.

Обоснование целесообразности внедрения высокотехнологичных горнопроходческих комплексов (с целью сдачи пускового участка первой линии Челябинского метрополитена в 2012 г.) выполнено с учетом эколого-экономических составляющих неполученной «комплексной эффективности от строительства и эксплуатации метрополитена», Э, по критерию:

T+T tкс r tл

ЧДДа = Э (1 + E)–t + Kt (1 + E)–t + Знт + Sjt (1 + E) –t min, (10)

t=0 t=0 j=1 t=tj

где Знт затраты на приобретение новой техники, индекс суммирования (T + T) фактическое время ввода метрополитена (пускового участка линии) в эксплуатацию с учетом комплекса факторов риска, оказывающих влияние на продолжительность строительства.

Сопоставляемые варианты строительства на участке: станция «Комсомольская площадь» станция «Площадь Революции» сбойка с пройденными тоннелями в районе станции «Торговый центр»:

1 строительство тоннелей с использованием традиционного буровзрывного способа и существующего ТПК (тоннельного проходческого комплекса) фирмы «Ловат»;

2 строительство тоннелей с использованием буровзрывного способа и двух ТПК «Ловат» существующего и вновь приобретаемого.

Темпы строительства перегонных тоннелей, затраты на проходку (стоимость одного погонного метра) и приобретение ТПК указаны в табл. 8.

Таблица 8

Основные технико-экономические показатели способов «ТПК “Ловат”» и «БВР»

Способ проходки Темп строительства, м/месяц Затраты на приобретение ТПК, млн р. Стоимость 1 пог. м, тыс. р.
Буровзрывной 25 458,5
Существующий ТПК 84 299,3
Модернизированный ТПК До 200 300 550,0

Особенности формируемой модели:

• критический путь строительства определяется темпами проходки перегонных тоннелей. Станции и др. объекты метрополитена сооружаются параллельно. Путевые, монтажные и пуско-наладочные работы не рассматриваются в силу сопоставительного характера рассматриваемой задачи;

• проходка перегонных тоннелей пускового участка выполняется по многозабойной схеме;

• горизонт расчета модели определяется отношением протяженности перегонных тоннелей, 2790,5 м (на критическом пути) к темпу их проходки: буровзрывной способ (двумя встречными забоями) Т = 56 мес.; с использованием существующего ТПК Т = 33 мес.; приобретаемого ТПК Т = 28 мес.;

• дисконтирование помесячное, коэффициент дисконтирования 1,006434;

• комплексная эколого-экономическая эффективность от строительства и эксплуатации пускового участка Эобщ составляет 3,5 0,25 = 0,875 млрд р./год;

• период T разделяется на две составляющие: 1 увеличение сроков строительства вследствие технологического риска; 2 увеличение сроков строительства пускового участка, вызванно реализацией геотехнических факторов риска. В качестве последних по результатам групповой экспертизы отобрано пять факторов: резкая изменчивость геологического строения и физико-механических характеристик вмещающих грунтов; внезапное вскрытие ослабленных, обводненных зон, линз, пустот и полостей, заброшенных горных выработок и скважин, инженерных сетей; обводненность вмещающего массива; деформации обделки; деформации земной поверхности, зданий и сооружений;

• вмещающий массив пускового участка подразделяется на четыре литологические разности, характеризующие его изменчивость: граниты, кварцевые диориты, Pz3; гнейсы, Q2:3; порфириты, диабазы, D2:3; суглинки, eMz;

• оценка геотехнических рисков выполнена с учетом вероятностного характера исходной информации по программам УГГУ и программам, разработанным с помощью имитационного конструктора.

• затраты на мониторинг 0,3 млн р./мес.;

• размеры ущербов по факторам риска находятся по принципу финансового запаса;

Цифровые модели обоснования эффективных инженерных мероприятий по защите городской среды:

– вариант «ТПК»:

– вариант «БВР»:

Таким образом, способ ТПК по сравнению с буровзрывным способом проходки обладает несомненными преимуществами: сумма издержек при строительстве пускового участка первой линии Челябинского метрополитена сокращается на 1,293 млрд р., продолжительность строительства – на 1,67 года, совокупная цена рисков в 2,8 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена задача создания технико-экологических моделей оценки рисков в формализованной системе защиты городской среды для обоснования инженерных решений, имеющая существенное значение при строительстве метрополитенов.

Основные результаты диссертации состоят в следующем:

1. Разработаны и реализованы технико-экологические модели оценки рисков, а также принципы формирования адаптированных систем защиты городской среды от негативного влияния горных работ при строительстве метрополитенов в рамках обобщенной системы, основой которых являются взаимосвязи финансовых поступлений, затрат (на горно-строительные работы, получение исходной информации о состоянии техно-природной среды и ее мониторинг) и цены значимых рисков, рассматриваемые в динамике с учетом фактора времени.

2. Разработана методика определения значимых факторов риска, оказывающих при строительстве метрополитенов крупнейших городов Урала наиболее существенное влияние на городскую среду, дифференцирующая основные типы подземных сооружений (тоннель, станция, вестибюль) метрополитена с последующей сравнительной эколого-экономической оценкой цены факторов как произведения уровней рисков на потенциальный ущерб.

3. Показано, что качество комплексного мониторинга техно-природной среды определяется суммарной достоверностью определения «периодов упреждения» по компонентам комплексного мониторинга с учетом нестабильности уровней, на которые ведется прогнозирование.

4. Разработана методика обоснования эффективных инженерных решений в системе защиты городской среды от воздействия горных работ, предусматривающая для строительной организации реализацию по критериям минимизации суммарных дисконтированных затрат и цены рисков или максимизации чистого дисконтированного дохода, причем определяющие цену рисков уровни рисков устанавливаются методом Монте-Карло, а потенциальные ущербы – по принципу финансового запаса.

5. Разработаны алгоритмы и программы для обоснования защитных инженерных мероприятий, приведены конкретные примеры выбора решений, в частности, определения договорной цены на строительство подземного комплекса с использованием современной технологии и целесообразности внедрения современных горнопроходческих комплексов при строительстве пускового участка Челябинского метрополитена.

6. Результаты выполненных исследований предназначены для реализации в организациях, ведущих работы по освоению подземного пространства крупнейших и крупных городов.

7. Положения и рекомендации диссертации использованы при проектировании и строительстве перегонных тоннелей и станций Челябинского метрополитена (ООО «Институт Челябинскдортранспроект», МУП «Челябметротрансстрой»).

Результаты работы переданы ЕМУП «УЗПС МЕТРО» (Екатеринбургское муниципальное унитарное предприятие «Управление заказчика по строительству подземных сооружений и метрополитена»), ООО «Метрострой – ПТС» (г. Екатеринбург).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК:

1. Запрудин, А. Г. Обоснование инженерных решений в системе защиты городской среды от воздействия горных работ при строительстве метрополитена / А. Г. Запрудин // Известия вузов. Горный журнал. 2008. № 7. С. 11 18.

Статьи, опубликованные в монографии и материалах конференций:

1. Половов, Б. Д. Обоснование инженерных решений по эффективному освоению подземного пространства крупнейших и крупных городов / Б. Д. Половов, М. В. Корнилков, В. В. Поддубный, В. А. Борисов, А. Г. Запрудин. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008. 377 с.

2. Запрудин, А. Г. Анализ мероприятий по защите городской среды от негативного воздействия горно-строительных работ / А. Г. Запрудин // Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений: Труды II Международной конференции

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.