Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

Диссертационная работа:

Подобная Юлия Юрьевна. Оценка риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования : Дис. ... канд. техн. наук : 05.26.03 : Москва, 2004 185 c. РГБ ОД, 61:04-5/2537

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИЙ И КАТАСТРОФ
НА ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ. СОВРЕМЕННОЕ
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 16

  1. Критерии оценки риска. Развитие основных концепций. 16

  2. Анализ существующих методов оценки риска возникновения

аварий на объектах электроэнергетики 28

Выводы 38

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ

СИТУАЦИЙ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБЪЕКТЕ. 41

2.1. Исследование энергетического объекта. Общий анализ аварийности

и технологических нарушений 41

  1. Разработка и исследование структурных схем развития вероятных аварийных ситуаций на энергетическом объекте 48

  2. Многофакторный анализ для оценки риска возникновение аварийной ситуации на примере котельного агрегата 53

2.4. Иерархические уровни развития аварийных ситуаций. Определение
влияющих факторов в виде лингвистических переменных 56

з 2.5. Построение дерева возникновения риска событий для возможной

аварийной ситуации на примере котельного агрегата. 60

Выводы 65

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНОГО РИСКА И
СЦЕНАРИЯ РАЗВИТИЯ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ
НА ПРИМЕРЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 71

  1. Разработка логических правил на основе лингвистического моделирования для объекта исследования 67

  2. Разработка матрицы знаний путем лингвистического моделирования

на примере котельного агрегата 73

  1. Определение максимального риска и сценария развития возможной аварийной ситуации на основе логико-лингвистической модели 79

  2. Алгоритм проведения настройки моделирования 84

3.5. Обучение нейро-нечеткой сети для прогнозирования аварийной ситуации..87
Выводы 94

ГЛАВА 4. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И

РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДИК ДЛЯ ОЦЕНКИ

РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ 95

4.1. Проверка адекватности предложенной модели 95

4.2. Интегральная оценка локальных рисков на энергетическом объекте 97

щ 4.3. Экспертная система оценки риска при лингвистических

входных переменных 104

4.4. Лингвистическая модель для оценки квалификации диспетчера при
действиях в аварийной ситуации на энергетическом объекте 109

4.5. Оценка зон загрязнения при лингвистических входных переменных 117

Выводы 128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 134

Приложение А 144

Приложение Б 149

Приложение В 159

Приложение Г 160

Приложение Д 164

Приложение Е 179

Введение к работе:

Актуальность темы. В связи с возможными катастрофами, авариями и технологическими нарушениями, уровень безопасности, который уже сложился, и будет складываться в стране в будущем, определяется величиной риска. Контроль безопасных условий неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет оценку и управление риском на объектах с учетом факторов, которые влияют на развитие аварийной ситуации, поскольку, неопределенность, присущая риску, сказывается на тех преобразованиях, которые происходят в СНГ.

Анализ и управление риском уже практически оформился в самостоятельную научную дисциплину и широко используется на практике, например, при формировании планов действий в области обеспечения промышленной безопасности. Проблемы анализа промышленной безопасности подробно изложены в работах ведущих ученых Быкова А.А., Мастрюкова Б.С., Порфирьева Б.Н. и других.

Обеспечение и контроль безопасности энергетических предприятий неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет анализ оценки и управление риском на протяжении всего цикла существование объекта с учетом факторов, которые влияют на развитие аварийной ситуации.

Актуально стоит вопрос анализа безопасности для энергетического объекта, который должен опираться на целостную и корректную методологию определения риска возникновение опасного события (аварийной ситуации).

6 Аварии и отказы на электроэнергетических объектах приводят к

значительным потерям. Точные числовые данные надежности для параметров элементов системы отсутствуют или имеют большую неопределенность. В этом случае использования классических моделей риска (например, метод Монте-Карло) дает результат с неопределенностью, которая превышает величшгу этого результата Необходимо разработать метод оценки риска объектов с значительной неопределенностью параметров (например, вследствие продолжительной эксплуатации).

Предложенная работа посвящается решеїшю этих проблем и позволяет оценить максимальный риск и определить сценарий возникновения возможных аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики, которые могут привести к максимальным потерям при значительной неопределенности параметров элементов системы.

Связь работы с научными программами, планами, темами. На протяжении 2000-2002 лет научно-исследовательская работа проводилась в пределах международных программ "Методы оценки риска" (Этап2) и "Оценка технологий для обработки загрязненных земель и грунтовых вод" (ЭтапЗ) под руководством Комитета изменений современного общества (CCMS/NATO — Committee of the Challenges of Modern Society).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы есть разработка метода для оценки риска возникновения возможных аварішшлх

ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования.

Для достижения данной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Анализ существующих методов оценки риска на энергетических объектах, выявление недостатков этих методов.

  2. Разработка структурной схемы развития возможной аварийной ситуации на объекте исследований. Проведение многофакторного анализа для оценки влияния параметров объекта на вероятность возникновения аварийной ситуации.

  3. Разработка лингвистической модели для оценки риска аварии котельного агрегата. Разработка логических правил и матрицы знаний на основе лингвистического моделирования для оценки риска аварийной ситуации (отказа котельного агрегата). Определение максимального риска и сценария возникновения аварийной ситуации на примере котельного агрегата.

  4. Разработка модели для интегральной оценки локальных рисков на энергетическом объекте при возникновении независимых опасных событий.

  5. Разработка инженерных методик для оценки риска аварийной ситуации. Проведение настройки функций принадлежности для экспертной лингвистической оценки и повышения точности моделирования.

  6. Разработка методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте.

7. Проверка адекватности результатов моделирования при использовании предложенной лингвистической модели для оценки риска возникновешш аварии статистическим данным о возникновении аварийных ситуаций на энергетическом объекте.

Объектом исследования в диссертационной работе является процесс возникновеїтя возможных аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики.

Предметом исследования является оценка риска возникновения возможных аварийных ситуаций на примере котельного агрегата тепловой электрической станции с учетом сценария, который приводит к событию, что имеет максимальный риск на каждом этапе развития возможной аварии. Научная новизна работы:

  1. Впервые разработан метод для оценки риска возникновения возможной аварийной сілуации на объектах электроэнергетики на основе теории нечетких множеств, который учитывает неопределенность входных параметров и максимально-возможные потери.

  2. Впервые разработана методика многофакторного анализа, учитывающая технические, технолопгческие, аппаратурные, параметрические факторы, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации на электроэнергетических объектах, на основе лингвистических переменных и функций принадлежности.

  3. Впервые предложена модель для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации, что базируется на определенші сценария максимального

риска и определяет наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте.

4. Впервые предложена модель для интегральной оценки локальных рисков на объектах электроэнергетики, что учитывает риск возникновения независимых событий, которые могут привести к аварийной ситуации или отказу.

5.Разработаны методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ.

Степень достоверности обеспечивается широким- применением методов оценки риска возіпікновешія аварийных ситуаций, апробированных методов математической логики и миогофакторного анализа, а также апробацией полученных результатов путем интеллектуальных технологий идентификации параметров лингвистической модели.

Практическая ценность работы:

1. Использование полученных в роботе результатов позволило разработать
инженерные методики для оценки риска возникновения аварийных ситуаций-с
определением сценария максимального риска и для оценки зон загрязнения,
вследствие аваріпшого выброса токсичных веществ. Данные результаты работы
внедрены на предприятии ОАО "Западэнерго" Ладижипская тепловая
электрическая станция.

2. Инженерные методики для интегральной оценки локальных рисков
возникновения независимых опасных событий и для оценки квалнфикаціпі

диспетчера при действиях в аварийной сіггуацни на электроэнергетических объектах внедрены на Государственном предприятии "Национальная энергетическая компания "Укрэнерго" - Юго-западная электроэнергетическая система".

Подтверждением внедрения результатов диссертационной работы есть наличие соответствующих актов, представленных в приложении.

Личный взнос автора работы. Основные теоретические, расчетные и экспериментальные результаты в диссертационной работе получены автором самостоятельно. Отдельные результаты получены в соавторстве, в этих случаях личный взнос автора в статьях и тезисах приведен в сопровождающих докумеїггах: [6,11,14,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51]. В данных работах автором предложены, в частности:

  1. Метод для оценки риска возникновения аварішньїх ситуаций на электроэнергетических объектах, что базируется на использовшгаи теории нечетких множеств. На базе метода разработаны инженерные -методики для внедрения на электроэнергетических предприятиях.

  2. Лингвистическая модель для оценки риска возішкновения-аварий на объектах с большой неопределенностью входных параметров. Проведена оценка адекватности модели и настройка параметров -функций принадлежности для повышения точности лингвистического моделирования.

  3. Экспертная система для оценки квалификации диспетчера, который разрешает прогнозировать эффективность действия диспетчера в аварийной ситуацію на

электроэнергетическом объекте. Предложена методика базируется на использовании лингвистических переменных.

  1. Интегральная зависимость для оценки локальных рисков возникновения независимых нежелательных событий при разных законах распределения. Приведен пример расчета и проведена оценка адекватности предложенной модели.

  2. Модель для оценки риска, которая определяет сценарий максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварии.

  3. Оценка адекватности предложешгой модели путем операции эквивалентности нечеткого множества, полученной в результате расчета и нечеткого множества, полученной в результате экспертной лингвистической оценки.

  4. Использование исследованных характеристик для гамерения и контроля параметров внешней среды. Приведен пример расчета инженерных методик для экологического мониторинга.

  5. Методика, позволяющая эффективно провести первоначальный прогноз в случае отсутствия первых входных данных. Приведен пример прогнозирования последствий аварии при выбросе отравляющих веществ и определено преимущество данной методики, которое позволяет сэкономить значительные средства за счет более реального прогнозирования.

  6. Метод расчета зколопіческого убытка, вследствие загрязнения водных ресурсов и выброса химических отравляющих жидкостей, при нєчєткіїх

входных данных. Суть метода предложен на описании влияющих факторов в виде лингвистических переменных.

10.Экономические механизмы охраны окружающей среды методом оценки риска, обоснованы методы управления экономическим риском и виды потерь, связанные с проблемами окружающей среды, средства компенсации причиненных убытков и механизмы предотвращения убытков от загрязнения окружающей среды.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты

исследований в диссертации докладывались и обсуждались на международных и

региональных конференциях:

  1. Optical Negasensors for Underwater Imaging II 2th International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters". St.-Petersburg, Russia - September 8-12, 2003.

  2. Neuro-Fuzzy Network Modeling for Forecasting of Failure Consequences at the Chemical Dangerous Objects II 26th CCMS International Technical Conference "Air Pollution Modeling and Its Application". Turkey. Istanbul - May 26-30, 2003.

  3. The Ecological Safety Analysis of Industrial Objects with Fuzzy Initial Data - XXIX научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов Винницкого государственного технического университета (Винница, 14-15, 21-22 марта 2000 года).

  4. Прогнозирование эколого-экономических потерь химических предприятий на базе теории нечетких множеств - Международная научно-практическая

конференция "Украина на пороге XXI столетия: экономика, государственность" (Винница-Киев, 30-31 марта 2000 года).

  1. Ecological Monitoring on the Fuzzy Sets Basis - International Technical Meeting/ IEEE (Paris, France, October 1, 2000).

  2. Интегральная оценка безопасности промышленных предприятий - XXX научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов ВДТУ (Винница, 20-21 марта 2000 года).

  3. Экономические аспекты концепции риска в экологической безопасности Украины -вторая международная научно-практическая конференция "Право и общество: актуальные проблемы взаимодействия" (Винница, 23-25 мая 2001 года).

  4. Prospect of Microwave Negasensors Application for Ecological Monitoring - 31st European Microwave Conference (London, UK, 24-25 September 2001).

  5. Fuzzy Sets Application for Estimation of Air Polluted Zone - 25th CCMS International Technical Meeting Air Pollution Modelling and Its Application (Louvain-la-Neuve, Belgium, 15-19 October 2000).

10. Risk Assessment with Large Uncertainty of Initial Data II Advanced Study Institute
(ASI) Risk Assessment Activities for Environmental Legacies, held in Bourgas,
Bulgaria,May,2000.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из вступления, 4

( разделов, основных выводов по работе, списка использованных источников (80

библиографических ссылок) и 6 приложений. Общий объем диссертации, в

котором изложено основное содержание составляет 133 страницы и содержит 22 рисунка, 15 таблиц. Полный объем диссертации - 185 страниц.

Во вступлении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, поставлены основные задачи исследований, показана научная новизна полученных результатов, определена практическая ценность результатов, оценен личный вклад автора в диссертационную работу.

В первой главе диссертации рассматривается современное состояние проблемы оценки риска аварий и проанализированы существующие методы оценки риска. Определяется, что существующие классические модели не могут быть использованы при значительной неопределенности входных параметров объекта и не определяют максимальный риск на каждом иерархическом уровне развития аварии. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе диссертации проводится исследование энергетического объекта, общий анализ аварийности и технологических нарушений. Разрабатываются структурные схемы развития возможных аварийных ситуаций котельного агрегата тепловой электрической станции. Предлагается методика многофакторного анализа, которая учитывает технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые влияют на возникновение аварии. Разрабатываются иерархические уровни развития возможных аварийных ситуаций и строится дерево возникновения риска событий на примере котельного агрегата. Определяются влияющие факторы в виде лингвистических переменных.

В третьей главе диссертации разрабатываются логические правила и матрица знаний для исследования отказов в котельном агрегате. На основе лингвистического моделирования разрабатывается метод для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации на электроэнергетических объектах. Разрабатывается лингвистическая модель для определения сценария максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации на примере котельного агрегата. Проводится программный расчет и графическое вычисление максимального риска на каждом этапе развития аварии и определяется сценарий максимального риска аварии на примере котельного агрегата.

В четвертой главе диссертации проводится проверка адекватности моделирования. Разрабатывается модель для интегральной оценки локальных рисков при возникновении независимых опасных событий на электроэнергетических объектах. Предлагается инженерные методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах и оценка зон загрязнения вследствие аварий при выбросе отравляющих токсичных веществ при неопределенности входных данных. Проводится настройка функций принадлежности для повышения точности моделирования.

Подобные работы
Козлов Михаил Александрович
Развитие методов анализа риска аварий на магистральных нефтепроводах на основе моделирования аварийных разливов нефти
Гумеров Ильдар Кабирович
Методология экспертизы безопасности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов на основе математического моделирования
Решетников Антон Викторович
Оценка поражающих факторов пожара разлития методом математического моделирования
Козлитин Анатолий Мефодьевич
Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса
Бикмухаметов Марат Габдульфатович
Усовершенствование методики оценки риска возникновения аварийных ситуаций предприятий черной металлургии (На примере ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат")
Солодовников Александр Владимирович
Моделирование развития аварийных ситуаций на объектах нефтеперерабатывающей промышленности, вызванных образованием облаков топливовоздушных смесей
Пивоварова Ксения Григорьевна
Повышение качества калиброванной стали на основе моделирования и оценки изменения шероховатости поверхности при волочении
Живоглядова Лилия Владимировна
Оценка безопасности движения на основе моделирования конфликтной загрузки перекрестков
Волков Михаил Анатольевич
Моделирование кинетики трещинообразования на основе оценки физико-механических свойств разрушаемых горных пород
Гривенная Наталья Владимировна
Математическое моделирование и инструментальная оценка тарифных показателей на основе многомерного статистического анализа

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net