Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние обеспечения реализации проектов магистральных газопроводов при возникновении чрезвычайных и аварийных ситуаций
1.1. Анализ существующего правового и нормативно-технического обеспечения предотвращения чрезвычайных ситуаций на объектах магистрального газопроводного транспорта 10
1.2. Исследование причин возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций при реализации проектов объектов магистрального газопроводного транспорта 20
1.3. Идентификация чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов на стадиях жизненного цикла проекта 32
1.4. Определение основных принципов формирования системы предупреждения чрезвычайных ситуаций в процессе реализации проектов магистральных газопроводов 41
ГЛАВА 2. Система предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций на стадии разработки предпроектной и проектной документации 49
2.1. Методологические подходы к оценке риска возникновения чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов 49
2.2. Формирование комплексной прогнозной оценки чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов 75
Идентификация основных характеристик параметров безопасности для оценки мероприятий по предупреждению чрез вычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов 89
Разработка методики предупреждения чрезвычайных ситуаций на основе анализа и оценки вариантов проектно-сметной документации 102
3. Система предупреждения чрезвычайных ситуаций на стадии производства строительно-монтажных работ 121
Идентификация факторов влияющих на возникновение риска чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства в проектах магистральных газопроводов 121
Принципы формирования мероприятий по предотвращению чрезвычайных ситуаций в процессе производства строительно-монтажных работ 138
Разработка комплексной методики антикризисного управления производством строительно-монтажных работ в проектах магистральных газопроводов 141
3.3.1. Методика управления материально-техническими ресурсами для предупреждения чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства магистральных газопроводов 141
3.3.2.Методика управления трудовыми ресурсами для предупреждения чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства магистральных газопроводов 145
3.3.3. Методика регулирования производительностью строительно-монтажного подразделения для предупреждения чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства магистральных газопроводов 150
3.4. Формализация модели адаптации системы предупреждения чрезвычайных ситуаций при изменении характеристик параметров проектных решений 154
3.4.1. Принципы адаптации системы предупреждения чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов 154
3.4.2. Разработка имитационных моделей системы предупреждения чрезвычайных ситуаций с учетом изменения параметров на различных стадиях жизненного цикла проекта магистрального газопровода 166
3.4.3. Идентификационные методы параметрической адаптации системы предупреждения чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов 171
ГЛАВА 4. Разработка системы управления безопасностью магистрального газопровода на эксплутационной стадии жизненного цикла проекта 181
4.1. Формирование прогнозной оценки возникновения чрезвычайных и аварийных ситуаций на эксплуатационной стадии реализации проектов магистральных газопроводов 181
4.2. Применение системы диагностирования технического состояния объектов магистрального газопроводного транспорта для предотвращения чрезвычайных и аварийных ситуаций 197
4.3. Разработка методики оценки вероятности возникновения чрезвычайных и аварийных ситуаций в процессе эксплуатации магистральных газопроводов 202
4.4. Разработка методики оценки эффективности мероприятий по предупреждению чрезвычайных и аварийных ситуаций в процессе эксплуатации магистральных газопроводов 214
ГЛАВА 5. Практические рекоменации по реализации методологии предупреждения чрезвычайных ситуаций в процессе реализации жизненного цикла проекта магистрального газопровода 226
5.1. Разработка системы управления действиями в чрезвычайных и аварийных ситуациях при эксплуатации объектов магист рального газопроводного транспорта 226
Общие выводы 242
Литература 243
Приложение
- Исследование причин возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций при реализации проектов объектов магистрального газопроводного транспорта
- Формирование комплексной прогнозной оценки чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов
- Методика управления материально-техническими ресурсами для предупреждения чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства магистральных газопроводов
- Применение системы диагностирования технического состояния объектов магистрального газопроводного транспорта для предотвращения чрезвычайных и аварийных ситуаций
Введение к работе
Единая система газоснабжения России - это широко разветвленная сеть магистральных газопроводов (МГ), обеспечивающих потребителей газом с месторождений Тюменской области, Республики Коми, Оренбургской и Астраханской областей, трассы которых проходят в различных природно-климатических и физико-географических условиях.
В рамках энергетической программы Росси разработка мероприятий по обеспечению безопасности, предотвращению возникновения чрезвычайных и аварийных ситуаций (Ч и АС) и ликвидации их последствий входит в ряд первоочередных задач, стоящих перед предприятиями нефтегазового комплекса.
Решениями и рекомендациями международных конференций «Безопасность трубопроводов» предусмотрено формирование новых критериев в системе обеспечения безопасности магистральных газопроводов, нефтепроводов, продуктопроводов и предотвращение тяжелых аварий и чрезвычайных ситуаций с использованием мобильных наземных, воздушных и космических комплексов.
В последнее десятилетие формируются новые принципы концепций обеспечения безопасности трубопроводов. В разработке новых концепций безопасности приоритетными, несомненно, являются мероприятия, предупреждающие тяжелые аварии и катастрофы, а также мероприятия, уменьшающие последствия подобных негативных событий. Основное требование концепции безопасности - снижение уровня риска возникновения чрезвычайных и аварийных ситуаций - является общепринятым.
Эти составляющие одновременно являются и направлениями в перспективных научных исследованиях, и каждая из них определяет свой круг задач, который необходимо решать всякий раз при разработке новых и совершенствовании уже существующих трубопроводных систем.
Если учесть все возрастающие потери от крупных аварий и чрезвычайных ситуаций, то можно увидеть, что фактически в отечественной и
7 международной практике отсутствуют как общепринятые методы анализа, расчетов и моделирования тяжелых аварий и чрезвычайных ситуаций, так и нормативная количественная база для обеспечения безопасности. Это обстоятельство можно объяснить тем, что в целом усложнение создаваемых технических систем и условий их работы шло существенно быстрее, чем исследование и нормирование их работоспособности. При этом проведенные государственные, межведомственные и ведомственные экспертизы крупнейших аварий и чрезвычайных ситуаций зачастую обнаруживали несоответствие их тяжести, причин, условий и характеристик реально существующей нормативной основе проектирования, изготовления, строительства и эксплуатации сложных и потенциально опасных технических систем, в том числе трубопроводов.
Формирование нормативной базы, определяющей работоспособность и безопасность технических систем, идет по линии уточнения и усложнения применяемых методов и критериев. При этом сами аварии и чрезвычайные ситуации служат исходной информационной базой для такого развития нормативных материалов.
До настоящего времени в нормативно-технических документах Критерии обеспечения безопасности в явном виде не содержатся, и поэтому при проектировании, сооружении и эксплуатации трубопроводных систем обычно не предусматриваются специальные мероприятия по их защите от чрезвычайных ситуаций, аварий и катастроф.
На основании проведенного анализа существующего в настоящее время нормативно-технического и научного обеспечения системы обеспечения безопасности магистральных газопроводов, определено, что в основном, внимание уделяется чрезвычайным ситуациям, происходящим в процессе эксплуатации объекта, которые рассматриваются в основном не в плане предупреждения, а в плане подготовки к действиям по ликвидации уже свершившегося события (ЧС) и его последствий.
При этом, рассматриваются в основном техногенные, природные и при-
8 родно-техногенные чрезвычайные ситуации, как наносящие наибольший ущерб окружающей среде, населению и эксплуатируемому объекту. Действительно на этой стадии объекты трубопроводного транспорта оказывают существенное негативное влияние на окружающую социальную, природную и экономическую среду.
В тоже время, чрезвычайные ситуации социально-экономического характера практически не идентифицируются и не учитываются, хотя к ликвидации проекта также ведут и чрезвычайные ситуации данного характера, обусловленные возникновением опасных ситуаций, таких как, внутрифирменные финансовые проблемы, незавершенное строительство, терроризм, диверсии, и.т.п.
Так, например, наблюдения последних лет (1986-2002гг.) показывают, что в отрасли произошел резкий, почти в 2 раза, рост уровня незавершенного строительства, который ведет в лучшем случае к недополученной прибыли, а в худшем, к ликвидации проекта.
В связи с тем, что реализация проектов строительства магистральных трубопроводов имеет, как минимум, федеральный уровень значения, следует подчеркнуть, что чрезвычайная ситуация - это состояние системы, при котором нарушаются не только нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения и окружающей среде, но также наносится ущерб народному хозяйству региона и страны в целом.
В то же время, анализ возникновения чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных трубопроводов, и их последствий, показывает, что сложившаяся система обеспечения безопасности, когда, при проектировании -осуществляется анализ рисков и разработка мероприятий по их снижению; на стадии строительства - реализация данных мероприятий; а на стадии эксплуатации - их оценка, в настоящее время не эффективна.
В связи с этим, необходимо предложить такую методологию предупреждения чрезвычайных ситуаций, которая бы предусматривала функциониро-
9 вание комплексной системы обеспечения устойчивости магистрального газопровода к ЧС на всех стадиях жизненного цикла проекта магистрального газопровода.
Данная система, на основе совокупности анализа и оценки рисков возникновения чрезвычайных ситуаций и их характеристик (параметров), должна обеспечивать разработку, реализацию и мониторинг мероприятий, направленных на создание и обеспечение условий предотвращения возникновения ЧС на всех стадиях жизненного цикла проекта магистрального газопровода.
Основной чертой комплексной системы предупреждения чрезвычайных ситуаций, является, помимо, постоянного оперативного контроля выполнения мероприятий, заложенных в проектной документации, их сравнительная оценка и корректировка с учетом изменившихся характеристик параметров и уже ранее реализованных мероприятий (т.е. параметрическая адаптация управления проектом) на всех стадиях реализации проекта магистрального газопровода.
В состав данной системы должны быть включены мероприятия, снижающие возможные негативные воздействия и изменения не только на сам объект (магистральный газопровод), природную и социальную среду вдоль трассы трубопровода, но и на реализацию всего проекта в целом, т.е. предотвращения его досрочной ликвидации на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации.
Исследование причин возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций при реализации проектов объектов магистрального газопроводного транспорта
Во втором нормируются условия, которым должны удовлетворять объекты трубопроводного транспорта при их проектировании, строительстве и эксплуатации.
Данный подход состоит в том, что нормативным путём устанавливаются не расчётные процедуры, а требования и мероприятия по обеспечению безопасности. Важное значение имеют нормативы или параметры, определяющие: расстояния между нитками трубопроводных систем, порядок сооружения переходов через водные преграды, пересечения с энергетическими и транспортными коммуникациями; минимальное удаление жилых зданий и промышленных объектов от трубопроводов (в зависимости от диаметра трубы, давления и транспортируемого продукта) и др.
Наряду с этим, до настоящего времени, в нормативно-технических документах критерии обеспечения безопасности в явном виде не содержатся, и поэтому при проектировании, сооружении и эксплуатации трубопроводных систем обычно не предусматриваются специальные мероприятия по их защите от чрезвычайных ситуаций, аварий и катастроф.
В рамках сложившихся в настоящее время норм и правил проектирования большинства сложных технических объектов, в том числе магистральных трубопроводов, задачи обеспечения безопасности решаются по наиболее распространенному принципу - принимается условие, что, если в проектах удовлетворены уже действующие нормативы, то специальный количественный анализ безопасности не выполняется.
При этом, в отличие от общепринятой практики, должна быть введена новая стадийность работ по обеспечению безопасности в соответствии с жизненным циклом проекта магистрального трубопровода.
При разработке предпроектной документации необходимо включать вопросы формирования и регламентации методов и критериев обеспечения безопасности проекта.
В техническое задание на проект должны включаться соответствующие требования к безопасности проектируемых объектов трубопроводной системы. Эти требования по мере решения проблем безопасности необходимо развивать, все больше переходя к их прямой количественной формулировке. На первом же этапе работ при составлении технико-экономического обоснования проводится предварительный анализ безопасности.
Исключительную важность приобретает этап, относящийся к принятию решения о приемлемости проекта или функционирующего потенциально опасного участка трубопровода с точки зрения обеспечения безопасности. При отсутствии регламентированного принятия решения о приемлемости проекта по критериям и нормам безопасности, как показал отечественный и зарубежный опыт, представлялась возможной реализация проектов, удовлетворяющих всем другим действующим нормам, но зачастую не обеспеченных регламентированной системой безопасности.
На стадии рабочего проектирования сложных трубопроводных объектов, наряду с разработкой рабочих чертежей и технической документации, должно проводиться обоснование безопасности (при необходимости с включением математического и физического моделирования тяжелых аварий и катастроф).
На стадии производства строительно-монтажных и специальных работ необходимо проводить адаптацию принятых проектных решений к реальным, изменившимся параметрам объекта.
Применительно к стадии эксплуатации в рамках традиционного обслуживания трубопроводов предусматривается эксплуатационный контроль их состояния соответствующими методами диагностики. Эксплуатация новых и действующих трубопроводных систем осуществляется по соответствующим инструкциям с проведением в необходимых случаях технических освидетельствований, диагностики и контроля.
В соответствии с разрабатываемой концепцией безопасности трубопроводов должны быть заложены возможности оперативной диагностики возникновения и развития аварийных ситуаций. При этом поддержание заданного уровня безопасности должно основываться как на детерминированных, так и на вероятностных подходах.
Таким образом, на всех стадиях жизненного цикла проекта магистрального трубопровода должно обязательно быть законодательно закрепленное присутствие вопросов обеспечения безопасности. При этом государственные надзорные органы должны иметь право участия в принятии решений о приемлемости проекта с точки зрения безопасности.
Проекты объектов магистрального газопроводного транспорта представляют собой комплекс многостадийных научно-исследовательских, про-ектно-конструкторских, строительно-монтажных и эксплуатационных работ осуществляемых по единой программе для реализации общей цели - эксплуатации участка магистрального газопровода. Реализация данных проектов изменяет социально-экономические и экологические условия жизнедеятельности населения регионов, как в положительную сторону (увеличение занятости, улучшение социально-бытовых условий и т.п.), так и отрицательную (загрязнение окружающей среды при производстве строительно-монтажных работ, аварии при эксплуатации и т.п.).
Несмотря на большое количество научно-технических разработок, практических рекомендаций и средств, привлекаемых для обеспечения безопасности и предотвращения чрезвычайных и аварийных ситуаций на объектах газопроводного транспорта, данная проблема остается одной из самых актуальных в отрасли.
Формирование комплексной прогнозной оценки чрезвычайных ситуаций в проектах магистральных газопроводов
В соответствии с терминологией, принятой ООН и получившей распространение среди специалистов многих стран, под термином риск чрезвычайных ситуаций, понимаются ожидаемые потери (от гибели и потери здоровья людей, потери собственности, нарушения хозяйственной деятельности), обусловленные проявлением конкретной опасностью возникновения чрезвычайных ситуаций в данном районе за определенный период времени.
Оценка риска рассматривается как часть системного подхода к принятию решений, процедур и практических мер в решении задач, которые обеспечивают реализацию проекта магистрального газопровода без возникновения чрезвычайных и аварийных ситуаций, предупреждения или уменьшения опасности для жизни человека, предотвращения социально-экономического ущерба. Можно выделить общие составляющие этого процесса: информацию о ходе реализации проекта магистрального газопровода; анализ рисков, связанных со строительством и эксплуатацией магистральных газопроводов с выявленными или скрытыми некритическими дефектами; мониторинг надежности и экологической безопасности проектов магистральных газопроводов.
Анализ риска базируется на собранной информации и определяет меры по мониторингу безопасности реализации проекта магистрального газопровода, поэтому основная задача анализа риска заключается в том, чтобы обеспечить рациональное основание для принятия решений в отношении риска. При этом анализ риска является полезным средством, когда определены подходы к выявлению рисков, принимаются меры по выработке объективных решений о приемлемом уровне риска, устанавливаются требования его регулирования.
При разработке нормативных документов по выбору и реализации методологии анализа риска необходимо, прежде всего, тщательно следить за терминологией. Анализ риска или риск-анализ - это систематическое использование имеющейся информации для выявления опасностей и оценки риска для отдельных лиц или групп населения, имущества или окружающей среды. В США вместо термина "анализ риска" обычно используют термин "анализ опасностей" (process hazard analisis), имеющий практически то же значение. Здесь риск (risk) - сочетание частоты или вероятности и последствий определенного опасного события. Понятие риска всегда включает два элемента: частоту, с которой осуществляется опасное событие, и последствия опасного события.
А анализ риска, в свою очередь, заключается в выявлении (идентификации) опасностей и оценке риска, когда под опасностью понимается источник потенциального ущерба или вреда или ситуация с возможностью нанесения ущерба, а под идентификацией опасности - процесс выявления и признания, что опасность существует, и определение ее характеристик. Применение понятия риск, таким образом, позволяет переводить опасность в разряд измеряемых категорий. Риск фактически есть мера опасности. Часто используют понятие степень риска, по сути, не отличающееся от понятия риск, но лишь подчеркивающее, что речь идет об измеряемой величине. Наибольшие сложности в плане определений, а значит и пределов использования, представляет термин "оценка риска". Трудности усугубляются еще и тем, что в англоязычной литературе употребляют термины risk estimation, risk evalution, risk assessment, зачастую имеющие разные значения, но переводимые как "оценка риска". В нашем случае под оценкой риска будем понимать процесс, используемый для определения степени риска анализируемой опасности для здоровья человека, окружающей среды, труботранспортных компаний, потребителей транспортируемых продуктов. Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализ последствий и их сочетание. Анализ риска проводится по следующей общей схеме: планирование и организация работ; идентификация опасностей; выявление опасностей; предварительная оценка характеристик опасностей; оценка риска; анализ частоты; анализ последствий; анализ неопределенностей; разработка рекомендаций по управлению риском. Анализ риска проводится в соответствии с требованиями нормативно-правовых актов для того, чтобы обеспечить вход в процесс управления риском в проектах магистральных газопроводов. Стадии жизненного цикла проекта магистрального газопровода (разработка предпроектной документации, разработка проектно-сметной документации, выполнение строительно-монтажных работ, эксплуатация, реконструкция и ликвидация объекта) характеризуются различными величинами и характером риска возникновения чрезвычайных ситуаций. Анализ опасности должен соответствовать сложности рассматриваемых процессов, наличию необходимых данных и квалификации специалистов, проводящих анализ. Необходимыми элементами этого этапа должны быть: идентификация причин и проблем, вызвавших необходимость проведения риск-анализа; обеспечение адекватного описания рассматриваемого проекта; формирование команды экспертов для проведения анализа; определить источники получения информации о реализации проекта магистрального газопровода; четко определить цели риск-анализа и критерии приемлемого риска; указать исходные данные, набор задач, средств и методов анализа риска и ограничения, обусловливающие пределы риск-анализа; формализовать процедуру документального оформления результатов анализа риска. Основная задача идентификации опасностей - выявление (на основе информации о данном проекте, результатов экспертизы и опыта работы подобных систем) и четкое описание всех присущих проекту опасностей. Результатом предварительной оценки опасностей должны быть рекомендации по выбору дальнейшего направления деятельности: прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей; провести более детальный анализ риска; выработать рекомендации по уменьшению опасностей. Исходные данные и результаты предварительной оценки опасностей должны быть задокументированы.
Методика управления материально-техническими ресурсами для предупреждения чрезвычайных ситуаций незавершенного строительства магистральных газопроводов
Медицинские затраты и социальные выплаты при потере трудоспособности наиболее вероятно должны быть нижней границей оценки по готовности платить. Т.е. в результате подобных исследований может быть получена оценка компоненты а0 цены риска, которая при нежелании общества (населения) идти на дополнительные траты, (точнее — на обмен других благ взамен увеличения количества нерыночных благ - повышения уровня безопасности, А Сс = 0), и будет определять нижнюю границу С:
Приближенное значение минимума цены риска — С0 рассчитывается, как правило, на основе использования второго из двух обозначенных выше подходов, когда последствиями для здоровья населения является потеря трудоспособности. Для оценки стоимости единицы риска гибели наиболее часто употребляются следующие подходы.
Первый подход основывается на теории полезности. Т.е. задается определенным способом функция полезности человека для общества. Преждевременная смерть в этом случае означает потерю общественной полезности, связанной с человеком. Часто используется (явно или неявно) предположение о том, что общественную полезность человека можно измерить с помощью среднегодовых доходов населения. При этом вводится гипотеза, в соответствии с которой экономическая полезность индивида для общества полагается равной доходу, который он извлекает для себя. При таком подходе среднегодовой доход на человека есть количественная характеристика общественной полезности среднестатистического человека.
Во втором подходе используется значение показателя валового национального продукта на душу населения. Предполагается, что преждевременная смерть привносит экономический ущерб, равный значению валового национального продукта на душу населения.
Третий подход основывается на использовании компенсационных выплат, которые государство выплачивает наследникам в случае наступления смерти в результате возникновения различных чрезвычайных ситуаций. В настоящее время в России размер таких выплат составляет 200 минимальных окладов, что составляет менее 1 тыс. американских долларов. Последняя величина может служить основой определения нижней границы цены риска. Верхняя оценка может быть получена на основе анализа компенсационных выплат и других форм компенсации семьям погибших.
Каждый из трех названных подходов несовершенен и используется в силу недостаточной разработанности методов социально-экономического исследования готовности платить.
Социальная составляющая цены риска ЛСС есть предмет социально-экономических исследований. Однако оценка С0 часто производится приближенными методами — на основе исследования рынка труда, в частности по тому, какую дополнительную зарплату или иные материальные блага человек считает компенсацией определенного дополнительного риска.
Вышеперечисленные факторы при переложении данных, полученных на исследовании ограниченного контингента работающих, на все население приводит к следующей корректированной оценке социальной составляющей единицы риска гибели: ЛСС 0,2 млн. $ (на одну дополнительную смерть). Если проанализировать результаты оценок ЛСС, базирующиеся на подобном и других методах, можно сделать вывод о хорошем согласии полученной оценки с литературными данными.
В соответствии с оценками, проделанными с использованием различных описанных выше подходов, можно сделать вывод о достаточно большой неопределенности значения С, колеблющегося в пределах примерно от $0,6 тыс. до более $200 тыс. (для нижней границы ЛСС) на одну дополнительную смерть.
Для проведения экономического оптимизационного анализа необходимо установить конкретные значения стоимости единицы риска. Учитывая существенно более низкие среднедушевые доходы населения России, по сравнению с населением экономически благополучных стран, необходимо для проведения оценок социально-экономического ущерба использовать минимальное значение ЛСС из приведенного выше диапазона для риска, субъективно воспринимаемого высоким, и в десять раз меньшую величину для остальных.
На основании вышеизложенного для оценки риска ЧС в проектах магистральных трубопроводах разработаны классификации социального и экономического ущерба (табл.2,3) по степени их приемлемости.
Подчеркнем, что рекомендуемые к использованию нижние границы значений цен риска (т.е. приемлемые), следует рассматривать лишь в разрезе сложившихся экономических условий России настоящего времени. По мере стабилизации социально-экономического положения в стране, для того, чтобы социально-экономические методы управления риском чрезвычайных ситуаций реально работали, следует пересмотреть данные цены риска.
На основании вышеизложенного для оценки риска ЧС в проектах магистральных газопроводах разработаны классификации социального и экономического ущерба (табл.2.2,2.3) по степени их приемлемости.
Подчеркнем, что рекомендуемые к использованию нижние границы значений цен риска (т.е. приемлемые), следует рассматривать лишь в разрезе сложившихся экономических условий России настоящего времени. По мере стабилизации социально-экономического положения в стране, для того, чтобы социально-экономические методы управления риском чрезвычайных ситуаций реально работали, следует пересмотреть данные цены риска.
Применение системы диагностирования технического состояния объектов магистрального газопроводного транспорта для предотвращения чрезвычайных и аварийных ситуаций
Процесс реализации проектов магистральных газопроводов характеризуется влиянием множества внешних факторов, порождающих неопределенности различной природы, которые приводят к ситуациям, когда предусмотренные проектно-сметной документацией мероприятия по обеспечению безопасности (т.е. запроектированная система предупреждения ЧС), будут не соответствовать фактическим условиям производства строительно-монтажных работ и эксплуатации.
В связи с этим, увеличиваются требования к точности формирования плана реализации проекта, в части мероприятий по предупреждения ЧС, и регулирующим (управляющим) воздействиям в условиях неопределенности, что приводит к необходимости использования концепции адаптивного планирования и управления системы предупреждения ЧС в проекте магистрального газопровода. Суть данной концепции заключается в создании в рамках одной задачи не одной, а множества моделей планирования и управления системы предупреждения ЧС, и затем адаптации параметров безопасности объекта и указанных моделей к конкретным условиям. Поскольку объект (магистральный газопровод) функционирует в нестационарной среде, в которой в течение времени меняются характеристики, то это соответственно также приводит к использованию другой или модификации той же модели для решения задачи предупреждения ЧС.
Исходя из основных положений концепции адаптации, отметим, что функциональная структура адаптивной системы предупреждения ЧС состоит из следующих взаимосвязанных частей: модели планирования (соответственно управления) мероприятий по предупреждения ЧС; имитационной модели функционирования системы предупреждения ЧС; внутреннего (имитационного) адаптера; внешнего (объектного адаптера).
Механизм работы адаптивной системы предупреждения ЧС в процессе производства строительно-монтажных работ и эксплуатации магистрального газопровода заключается в следующем.
Внешний адаптер, на основе анализа характеристик объекта и внешней среды выбирает модель планирования, в соответствии с разработанной в проектной документации системы предупреждения ЧС, а также имитационную модель, осуществляя тем самым структурную адаптацию системы предупреждения ЧС. Затем, по результатам выполнения планов прошлых периодов и прошлых возмущающих воздействий (т.е. по статистической информации о реализации проектов магистральных газопроводов) он подстраивает параметры безопасности в модели планирования и управления и имитационной модели, которая включает модели объекта, среду и системы управления. В адаптивной системе предупреждения ЧС, основываясь на полученных параметрах, по модели планирования определяют план мероприятий по предупреждению ЧС, как траекторию, заданную последовательностью плановых состояний, распределенных во времени и потенциальный эффект. По имитационной модели осуществляется имитация реализации разработанного в проектной документации плана мероприятий по предупреждения ЧС, и оцениваются факторы, не позволяющие достичь потенциального (расчетного) эффекта по обеспечению безопасности магистрального трубопровода.
Применительно к задаче предупреждения ЧС в проектах магистральных газопроводов представляется целесообразным проводить на стадии производства строительно-монтажных работ и эксплуатации объекта имитационное моделирование оценки вероятности возникновения не запланированных ситуаций, и связанных с этим корректировки плана мероприятий по предупреждению ЧС (т.е. системы предупреждения ЧС проекта магистрального газопровода). По результатам расчета плана и имитации его выполнения проводятся оценка и анализ применяемости плана. Если план мероприятий по предупреждению ЧС с учетом его возможной реализации приемлем, то он принимается к исполнению. В противном случае, внутренний адаптер, основываясь на результатах имитации, подстраивает параметры безопасности в модели планирования и управления, и работа схемы повторяется, начиная с пересчета плана при новых параметрах безопасности.
Критерий приемлемости в адаптивной системе предупреждения ЧС можно представить, как разность двух основных показателей: расчетный (потенциальный) эффект от реализации заложенных в проектной документации мероприятий по предупреждению ЧС в проектах магистрального газопровода; ущерб, связанный с не запланированным возникновением чрезвычайных и аварийных ситуаций, обусловленными влияниями помех и необходимостью выбора управляющих воздействий для их устранения. В общем виде критерий приемлемости можно записать следующим образом: где Q и Y соответственно расчетный эффект и ущерб, связанный с потерями. Если между показателями, входящими в Q и Y, нет однозначного соответствия, а так же не удается привести их к одному показателю, то критерий приемлемости будет рассматриваться в виде векторного критерия где - частный критерий оптимальности.
Похожие диссертации на Методология предупреждения чрезвычайных ситуаций при реализации проектов магистральных газопроводов
