Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ и обобщение данных по современным способам и средствам обеспечения безопасной эксплуатации газопроводов 13
1.1. Характеристика физико-географических условий и системы газоснабжения Республики
Пакистан 13
1.2. Анализ аварий на газопроводах 23
1.3. Современные требования по безопасной эксплуатации газопроводов 31
Выводы по главе 1 47
Глава 2. Геоинформационная модель управления безопасной эксплуатацией газопроводов 48
2.1. Обоснование эффективных направлений повышения качества управления безопасной эксплуатацией газопроводов в геоинформационной системе 48
2.2. Модель управления качеством газоснабжения на основе ГИС 62
2.3. Основные направления применения геоинформационной модели в решении задач управления безопасным газоснабжением 68
Выводы по главе 2 74
Глава 3. Логико-вероятностный метод оценки эксплуатационньгх рисков газоснабжения в геоинформационной модели 76
3.1. Оценка рисков по степени наносимого ущерба 76
3.2. Принципы определения риска в соответствии с российскими документами и справочными пособиями 87
3.3. Применение логико-вероятностного метода оценки эксплуатационных рисков газоснабжения 90
3.4. Демонстрационный пример применения информационной технологии ОЛВМ в специализированной системе управления газоснабжением 97
Выводы по главе 3 110
Глава 4. Обоснование эффективных направлений реализации полученных в работе результатов 112
4.1. Обоснование выбора технических решений, реализуемых в системах безопасной эксплуатации газопроводов 112
4.2. Методика обоснования оптимального масштаба урбанистического сообщества в геоинформационной системе управления газоснабжением ...! 16
4.3. Предложения по совершенствованию информационного обеспечения системы газоснабжения Пакистана на базе ГИС 124
Выводы по главе 4 127
Заключение 128
Список использованной литературы
- Современные требования по безопасной эксплуатации газопроводов
- Модель управления качеством газоснабжения на основе ГИС
- Принципы определения риска в соответствии с российскими документами и справочными пособиями
- Методика обоснования оптимального масштаба урбанистического сообщества в геоинформационной системе управления газоснабжением
Введение к работе
Концепция безопасного обеспечения населения углеводородными энергоносителями является одной из основных в формировании концепции Устойчивого развития, провозглашённого ООН на XXI век. Следствием этих решений явились программы и проекты, ориентированные на конкретные регионы мира, включая арктические. В большинстве населенных пунктов Пакистана энергоснабжение по некоторым важным качественным показателям не соответствует установленным стандартам и нормам. Это связано не только с устаревшими технологиями, применяющимися на централизованных газораспределительных станциях, но, главным образом, со слабым внедрением современных информационных технологий в системы управления газоснабжением на всех этапах от месторождения до потребителя.
Состояние исследования проблемы. Применительно к рассматриваемому направлению можно указать на работы учёных секции Геополитики и безопасности РАЕН по социально-политическому проекту «Актуальные проблемы безопасности социума» под руководством председателя научного совета Совета безопасности РФ Пирумова В.С., в области объектно- ориентированных геоинформационных систем работы лаборатории объектно- ориентированных ГИС СПИИРАН (Попович ВВ., Ивакин Я.А.), УНЦ «ГИС технологии» ЛЭТИ (Алексеев В.В., Куракина Н.И.), в области методологии оценки рисков работы СПбГПУ (Дубаренко К.А., Гуменюк В.И., Яковлев В.В.), в области логико-вероятностных методов работы ВМА им. Н.Г. Кузнецова (Рябинин И.А., Можаев А.С., Поленин В.И.), НИИ Гостехнадзора (Мартынюк
-
Ф., Суворова В.В., Смирнова В.В.) в области ГИС работы ГМА им.
-
О.Макарова (Биденко С.И.), РГГМУ (Бескид П.П., Истомин Е.П.), в области экологических аспектов оценки характеристик водных объектов работы СПбГУ (Дмитриев ВВ.), НИИ РЭС ПЧС СПбЭТУ (Веремьёв В.И.). Из зарубежных исследователей следует указать на работы представителей Пакистана и других газодобывающих стран.
Однако существуют резервы повышения безопасного газоснабжения, которые определяются всё более точными моделями систем управления
качеством газооснабжения с использованием объектно-ориентированных ГИС, развитием информационные технологий оптимизации распределения усилий на основе оценки рисков газоснабжения с учётом обстановки в источниках, системе транспортировки и реализации. Таким образом объектом настоящего
исследования являются современные системы газоснабжения, а предметом исследования - комплексная система управления безопасностью систем газоснабжения урбанистических сообществ различного масштаба.
Актуальность диссертационного исследования обусловлена необходимостью совершенствования + технологий газоснабжения и природных источников газодобычи, подверженных природным и антропогенным воздействиям, градостроительных особенностей, разработки способов повышения качества газоснабжения урбанистических сообществ различного масштаба.
Исследования по теме ранее выполнялись в рамках НИР «ЯкутХАБИТАТ», «МурманХАБИТАТ», а также будут продолжены в рамках плановых НИР «КрасноярскХАБИТАТ».
Основной целью работы является разработка информационные: технологий для повышения качества газоснабжения в соответствии с критериями, принятыми в мировом сообществе.
F62 ДOCTИGенИЯ укананн0й цели решены CЛедуЮJИе НадакИ -осуществлён анализ факторов, определяющих безопасность газоснабжения в различных регионах, при различных способах газоснабжения и применения средств управления газоснабжением;
-разработана геоинформационная модель системы газоснабжения, учитывающая факторы, существенно влияющие на эффективность функционирования системы, с оценкой ее адекватности содержанию решаемых задач;
-обоснованы предложения по оптимизации системы газоснабжения, основанные на удовлетворении мировым критериям безопасности;
-выработаны рекомендации по рациональному оборудованию урбанистических сообществ элементами газоснабжения, основанными на инновационных технологиях;
-обоснована целесообразность внедрения разработанных предложений. Основными методами исследований являлись анализ и обобщение данных, формирование базы данныгх в геоинформационной системе, аналитический расчёт, алгоритмизация и программирование, имитационное моделирование и статистический анализ. Основным инструментом реализации указанныгх методов явилось применение общей теории статистических решений, применение логико-вероятностныгх и логико-статистических методов, объектно - ориентированное моделирование, машинный эксперимент и сопоставление его результатов с данными, полученными в ходе исследования. Разработанные модели, алгоритмы и методики программно реализованы на персональном компьютере
На защиту выносятся:
-
-
Концепция информационной поддержки управления безопасным газоснабжением городов и поселений Республики Пакистан на базе ГИС- технологий.
-
Геоинформационная модель управления безопасным газоснабжением с учётом характеристик источника, индикаторов безопасности и факторов влияния.
-
Логико-вероятностный метод оценки рисков некачественного газоснабжения и построения георельефа рисков в геоинформационной системе.
-
Методика обоснования масштаба урбанистического сообщества в системе газопотребления при централизованном газоснабжении.
Кроме того, в качестве дополнительных научных результатов выдвигаются следующие:
Рекомендации по рациональному оборудованию городов и населённых пунктов системами газоснабжения для хозяйственных целей.
Предложения по структуре базы данных источников газоснабжения в Республике
Пакистан в геоинформационной системе.
Научная новизна результатов исследований заключается в разработке
концепции информационной поддержки управления безопасным газоснабжением
урбанистических сообществ на базе объектно-ориентированной
геоинформационной модели, логико-вероятностного метода и обоснования
предложений по повышению безопасности газоснабжения урбанистических сообществ различного масштаба.
Теоретическая и практическая значимость исследований состоит в дальнейшем развитии логико-вероятностныгх и логико-статистических методов объектно-ориентированного моделирования структурно-сложных
информационных систем. К основным практическим результатам можно отнести анализ, обобщение и оценку данных по характеристикам источников и трасс газоснабжения в геоинформационной системе Пакистана, влияющих на безопасность газоснабжениясегментов населённых пунктов страны, рекомендации по выбору параметров и структуры системы газоснабжения с учётом мировых индикаторов.
Достоверность научных положений и выводов подтверждена непротиворечивостью полученных результатов данным в литературных источниках, корректным применением современных методов математико- статистической обработки исходных данных, согласием с экспертными оценками.
Личный вклад автора заключается в формулировке задач, реализации методов их решения и анализе полученных результатов.
Использование результатов исследований. Автор участвовал в ряде НИР и ОКР РосНИПИУрбанистики РФ, Агентства по наукоёмким и инновационным технологим «Прогноз-Норд», относящихся к оптимизации схем территориального планирования и оценки безопасности газоснабжения в соответствии с мировыми стандартами. Основные результаты работы использованы в НИР «ЯкутУрбан», «МурманУрбан», учебном процессе РГГМУ.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на международных конференциях: «День Балтийского моря 2O1O, 2011», «Цели развития тысячелетия и инновационные принципы устойчивого развития арктических регионов 2011» и научных семинарах в РГГМУ.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 работах автора, включающих научные статьи, тезисы докладов и труды конференций, из которых 3 включают публикации в изданиях перечня ВАК.
Объем и структура работы. Работа объёмом 148 страниц состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, включающего 127 наименований, содержит 28 рисунков, 6 таблиц.
Современные требования по безопасной эксплуатации газопроводов
В качестве инструмента политики в области нефти и газа корпорация следовала инструкциям правительства в вопросах разведки и разработки. Повседневного управления однако принадлежало пяти членам Совета директоров, назначенных правительством. В начальных стадиях финансовые ресурсы были организованы правительством, поскольку OGDC не располагал возможностями и средствами развития рискового капитала. Первые от 10 до 15 лет были посвящены развитию трудовых ресурсов и строительству инфраструктуры намного больше, чем для выполнения программ разведки и, самое главное, его передачи конечному потребителю. Сразу после обнаружения месторождения газа в Суй 1952 один трубопровод был заложен из Суй в Карачи. Трубопровод был введен в эксплуатацию в 1955. Диаметр трубопровода был 40,64 см и длиной 558км. Карачи был единственным крупным центром потребителей в то время и продаж порядка 280 тысяч кубических метров в сутки. В настоящее время продажи газа в Пакистане составляют около 48 миллионов кубометров в сутки, а доля природного газа в общем объеме поставок первичной энергии для страны составляет более чем 48 процентов.
По Закону OGDC контролирует и регулирует развитие нефтяной и газовой промышленности в Пакистане. Оно выдает лицензии для исследователей, устанавливает тарифы, а также осуществляет надзор за деятельностью газораспределительных компаний. В настоящее время существуют около 54 различных газовых месторождений в Пакистане, которые находятся в ведении 15 различных местных и международных компаний бурения. Суй Северных газопроводов ООО (SNGPL) и Суй Южная газовая компания 000 (SSGC) являются двумя основными компаниями страны, которые участвуют в очистке, передаче и распределении природного газа на всей территории страны.
Обе компании занимаются бизнесом передачи и распределения природного газа, кроме строительства с высоким уровнем передачи давления и низкого давления системы распределения. SSGCL несет ответственность за южных провинциях Синд и Белуджистан, тогда как SNGPL предоставляет услуги в северные провинции Пенджаб и Хайберский пуштунских Хва.
Деятельность распределительной системы SSGCL простирается от Суй в Белуджистане в Карачи в провинции Синд включающий более 3220 км от газопровода высокого давления, начиная от 30,48 до 60,96 см в диаметре.
Распределительная сеть охватывает более 1200 городов в Синд и Белуджистан через организованные здесь свои региональные отделения. В среднем около 388 млн кубических футов (MMcfd) газа было продано в 2009-2010 годах на 2,2 миллиона промышленных, коммерческих и домашных потребителей в этих регионах через дистрибьюторскую сеть более 37000 км. Компания также владеет и управляет производством газовых счётчиков, являясь главным поставщиком газовых счетчиков в стране, с годовой производственной мощностью более 750000 счетчиков газа.
Суй Северных газопроводов ООО (SNGPL) является крупнейшей интегрированной газовой компанией и обслуживает более чем 3,4 млн. потребителей в Северном Центральном Пакистане через обширную сеть в Пенджабе и Хайберский пуштунских Хва. Компания имеет более, чем 46 летний опыт эксплуатации и обслуживания газотранспортных и газораспределительных систем высокого давления. Она также расширила свою деятельность для проведения планирования, проектирования и строительства трубопроводов, как для себя, так и других организаций. SNGPL работает в области газоснабжения массового потребителя, который обеспечивает быстро растущий спрос на природный газ и электроэнергию из-за значительного промышленного развития.
SNGPL была зарегистрирована как общество с ограниченной ответственностьюв 1963 году и преобразована в общество ограниченной ответственности в январе 1964 года в соответствии с Законом о компаниях 1913 года, затем в указе о компаниях 1984 года и зарегистрирована на всех трех фондовых биржах страны.
SNGPL система газоснабжения простирается от Суй в Белуджистане в Пешавар в Хайберский Пахтунский Хва (ХПХ), содержащий более 7347 км системы передачи (Основные направления и кольцевая линии). Распределение мероприятий, охватывающих 1624 основных городов вместе с прилегающими деревнями в Пенджабе и Хайберских пуштунских Хва организованы по 8 региональных отделений. Распределённая система состоит из 67449 км трубопроводов.
SNGPL имеет 3451142 потребителей, включая коммерческие, бытовые, обще промышленные, производства удобрений и секторов энергии и цемента. Годовой объем продаж газа в эти потребители 584 млн. кубометров за 168933 млн. рупий, от июля 2009 до июня 2010.
Физические характеристики газопроводов. Пакистан обладает хорошо развитой и интегрированной системой передачи и распределительной сети трубопроводов для поставок природного газа конечным потребителям.
Газотранспортная сеть трубопроводов представляют трубы сравнительно высокого или среднего давления газа и труб большого диаметра. Они располагаются по трассам, аналогичным основным транспортным магистралям городов. Сети газоснабжения состоят из низкого давления взаимосвязанных трубопроводных сетей, которые осуществляют передачу природного газа с сетевого питания на точках, прилегающих к площадке пользователя. Природный газ проходит от распределения основных на газовый счетчик потребителя через службы трубопровода. Газораспределительная система состоит из различных труб размером от 1,9 см до 106,6 см в диаметре из стали и полиэтиленового материала.
Сеть магистральных газопроводов, которые проходят через страну контролируется и управляется компрессорными станциями и распределительными пунктами, которые равномерно распределены по всей стране. 13 из компрессорных станций обеспечивают отправку газа в центральную и северную части страны, а 8 станций транспортируют газ в южном Пакистане. Схематично это показано на рис. 1.2 для SNGPL.
Модель управления качеством газоснабжения на основе ГИС
Для проектирования и строительства новых газопроводов из полиэтиленовых труб, а также реконструкции стальных газопроводов в России применяются полиэтиленовые (в том числе профилированные) трубы или синтетические тканевые шланги и специальный двухкомпонентный клей, отвечающие требованиям отраслевым, а также государственных стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке. Толщина стенки полиэтиленовой (в том числе профилированной) трубы характеризуется стандартным размерным отношением номинального наружного диаметра к номинальной толщине стенки (SDR), которое следует определять в зависимости от давления в газопроводе, марки полиэтилена и коэффициента запаса прочности по формуле: SDR=(2MRS/MOP C)+l, (1) где MRS- показатель минимальной длительной прочности полиэтилена, использованного для изготовления труб и соединительных деталей, МПа (для ПЭ 80 и ПЭ 100 этот показатель равен 8,0 и 10,0 МПа соответственно); МОР- рабочее давление газа, МПа, соответствующее максимальному значению давления для данной категории газопровода, МПа; С -коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от условий работы газопровода по СНиП 42-01. Полиэтиленовые трубы применяются только для подземной прокладки, а ввод в дом осуществляется только трубами из стали, так же как и разводка газопровода внутри дома.
У газопроводов из полиэтиленовых труб есть не только достоинства, но и ограничения на их применение для устройства газопроводов, которые оговорены СНиП 2.04.08-87. Ниже приведены некоторые из ограничений по устройству газопровода с применением полиэтиленовых труб: - устройство газопровода из полиэтиленовых труб запрещено в районах, где температурный режим наружного воздуха достигает отметки ниже минус 45 градусов; - запрещено устройство газопроводов с применением полиэтиленовых труб в районах, где сейсмичность превышает 6 баллов; - устройство газопроводов с применением полиэтиленовых труб запрещено как надземно, так и наземно, а также внутри зданий, в тоннелях, коллекторах и каналах на земельных участках, на которых планируется устройство переходов через искусственные и естественные преграды, прокладка газопровода из полиэтиленовых труб так же запрещена; - запрещена прокладка полиэтиленовыми трубами в городской зоне для газа высокого давления I и II категории.
В таких случаях применяется подземная прокладка стальными трубами. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.08-87 для строительства систем газоснабжения следует применять трубы, изготовленные из углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380 71 или качественной стали по ГОСТ 1050-74, хорошо сваривающейся и содержащей не более 0,25% углерода, 0,056% серы и 0,046% фосфора. Стальные трубы выпускаются 2 видов: сварные (прямо- и спиральношовные) и бесшовные (тепло-, горяче- или холоднодеформированные). Для строительства газопроводов применяются трубы, удовлетворяющие требованиям СНиП 2.04.08-87. Стальные трубы для наружных и внутренних газопроводов - групп В и Г, изготовленные из спокойной малоуглеродистой стали группы В не ниже 2-й категории (для газопроводов диаметром более 530 мм при толщине стенки труб более 5 мм - не ниже 3-й категории) марок Ст2, СтЗ, а также Ст4 при содержании в ней углерода не более 0,25%; стали марок 08, 10, 15, 20 по ГОСТ 1050-74 ; низколегированной стали марок 09Г2С, 17ГС, 17ПС по ГОСТ 19281-73 не ниже 6-й категории; стали 10Г2 по ГОСТ 4543-71 . В ряде случаев допускается применение труб из полуспокойной и кипящей стали: - для подземных газопроводов в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -30С включительно; - для надземных газопроводов в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -10С (из полуспокойной и кипящей стали) и -20С включительно (из полуспокойной стали); - для внутренних газопроводов давлением не более 0,3 МПа (3 кгс/см2) с наружным диаметром не более 159 мм и толщиной стенки трубы до 5 мм включительно, если температура стенок труб в процессе эксплуатации не будет ниже 0С; - для наружных газопроводов трубы диаметром не более 820 мм (из полуспокойной стали) и 530 мм (из кипящей стали) и толщиной стенок не более 8 мм.
В районах с температурой наружного воздуха до -40С для наружных подземных газопроводов допускается использовать трубы из полуспокойной стали диаметром не более 325 мм и толщиной стенки до 5 мм включительно, а для наружных подземных и надземных газопроводов - из полуспокойной и кипящей стали диаметром не более 114 мм и толщиной стенки до 4,5 мм.
Для изготовления отводов, соединительных частей и компенсирующих устройств газопроводов среднего давления не рекомендуется применять трубы из полуспокойной и кипящей стали. Для наружных и внутренних газопроводов низкого давления, в том числе для их гнутых отводов и соединительных частей, допустимо использовать трубы групп А-В из спокойной, полуспокойной и кипящей стали марок Ст1, по СтЗ Ст4 1-3-й категорий групп А-В по ГОСТ 380-71 и 08, 10, 15,20 по ГОСТ 1050-74.
Принципы определения риска в соответствии с российскими документами и справочными пособиями
Вся информация, содержащаяся в указанных базах, с помощью разработанной СУБД и соответствующего интерфейса обрабатывается пользователем по интересующей его теме. В частности, он позволяет корректировать содержащиеся в них данные, пополнять их новыми, делать необходимые выборки информации о деятельности предприятий. Открытость всех баз в сочетании с простотой соответствующего интерфейса АРМа позволяет делать это достаточно просто и быстро. Причем, АРМ дает возможность работы как с любой отдельно взятой базой, так и в тесной связи ее с другими БД АРМа. Например, АРМ позволяет отфильтровать и представить в простом и наглядном виде (графики, гистограммы, таблицы, геоинформационные слои на электронной карте города или сегмента и т.д.) количественную и качественную информацию по вопросам, касающимся газопотребления административных единиц города (районов, муниципальных образований, города в целом).
Отдельно необходимо выделить возможность расчета ущерба, наносимого окружающей среде в результате возможных аварий в системе газоснабжения. «АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЛОК» АРМа предоставляет возможность подобного расчета, основанного на соответствующей методике МПР РФ. Наличие в БД большого количества разнообразной информации о городском газопотреблении, как современном, так и за большой предшествующий период времени (в том числе ретроспективных данных о деятельности предприятий начиная с 1992 года), в сочетании с реализованной методикой определения ущерба дает широкое возможности для его анализа. На основании подобного анализа можно делать выводы об использовании энергоресурсов в городе. Исследование динамики ущерба для отдельного предприятия (групп предприятий), вещества, отрасли, района, муниципального образования и т. д. может способствовать принятию правильных управленческих решений.
Визуализация и наглядное представление разнообразной информации в простой и доступной форме играет большую роль при принятии управленческих решений в различных сферах деятельности. Современные ГИС дают возможность представлять данные «визуально» таким образом, что выявляются новые закономерности, свойства, тенденции и т. д., которые трудно (иногда невозможно) заметить и оценить посредством другого представления информации (текстового табличного, графического) даже при использовании существующих разнообразных средств их обработки и представления, в том числе и электронного.
В перечисленных ГИС одним из основных элементов системы управления являются экспертные группы и базы знаний, что соответствует принципам функционирования интеллектуальных систем. Интеллектуальные системы управления - это системы, алгоритмы управления которых основаны на методах искусственного интеллекта.
Естественный интеллект - это способность приобретать и целенаправленно использовать знания. Это значит, что интеллект предполагает прежде всего наличие хорошо организованной памяти. Человеческие знания, как и сам окружающий мир, нечетки и противоречивы, хотя, конечно, содержат и вполне однозначные фрагменты. Представляются эти знания образно и вербально (на внутреннем языке), а их обработка осуществляется параллельно и объемно.
Методы искусственного интеллекта также основаны на знаниях (базе знаний), благодаря чему возникают принципиально новые возможности для решения задач подобных принятию решений в условиях неопределенности, планированию действий, самообучению. Основная область применения интеллектуального управления - это прежде всего сложные и большие объекты и системы, для которых доступно описание только на семиотическом уровне. Вместе с тем, интеллектуальное управление может требоваться и для достаточно простых объектов, если с их помощью решаются интеллектуальные задачи или если сама задача управления ими требует интеллектуального подхода в силу, например, сложности внешних условий.
Между системами интеллектуального и адаптивного управления нет резкой границы. Интеллектуальные системы явились результатом развития адаптивных систем в направлении расширения возможностей выполнения все более сложных задач во все более неопределенной среде и при все большей неполноте информации, требующейся для выполнения этих задач. К настоящему времени созданы пока только адаптивные системы с элементами искусственного интеллекта в виде указанных выше способностей воспринимать и анализировать достаточно сложную и изменяющуюся внешнюю среду и принимать соответствующие адекватные решения по поведению.
Повышение уровня искусственного интеллекта связано прежде всего с развитием иерархической структуры моделей среды путем формирования все более обобщенных, более абстрактных уровней ее представления. Соответственно развивается и иерархия решений перечисленных выше задачи путем перехода от непосредственно воспринимаемых образов внешней среды ко все более абстрактным образам и понятиям. Следствие этого- расширение функциональных возможностей систем управления, в частности, решение все более сложных интеллектуальных задач, включая самоусовершенствование.
База знаний о внешней среде содержит как априорную информацию, вводимую до начала работы, так и оперативную сенсорную, которая приобретается в процессе восприятия окружающей среды в ходе функционирования системы. Эта информация включает описание геометрических и других физических характеристик объектов среды и их взаимосвязь. Это описание имеет иерархическую структуру.
Введение в него времени как параметра дает картину внешней среды в динамике с учетом взаимодействия ее объектов друг с другом и с роботом. База знаний о внешней среде содержит также правила, позволяющие моделировать возможные изменения этой среды. Сами знания представляются в виде логических и сетевых моделей среды. Логические модели основаны на аппарате математической логики и прежде всего на исчисление предикатов. Модели строятся из системы базовых элементов и системы правил и аксиом. В сетевых моделях вершины сети соответствуют объектам среды, а дуги -отношениям между ними. Применяются сети фреймов, описывающих объекты среды, и семантические сети.
Методы искусственного интеллекта развиваются по двум направлениям. Первое направление основано на методах математической логики, включая исчисление предикатов, нечеткую и интервальную логики. Позднее к ним добавились эвристические приемы "здравого смысла", так называемой "практической логики". Это направление соответствует логическому мышлению человека.
Методика обоснования оптимального масштаба урбанистического сообщества в геоинформационной системе управления газоснабжением
В среднем около 337.638 миллионов кубометров газа было продано в 2004-2005 до 1.78 миллионов промышленным, коммерческим и индивидуальным потребителям через торгово-распределительную сеть над 25.764 километров (ежегодного отчета SSGC, 2005). Компания также имеет и приводится в действие единственное промышленное предприятие измерителей газопотребления в стране, под согласованием с Schlumberger Индустрии (Франция), имеющей емкость годового производства измерителей более 300.000.
Имея стратегическое видение деятельности компании и желая модернизировать процесс эффективного управления информационной системой, SSGC принимало различные инициативные технологии ежегодно. Введение системы SCADA предусматривает в реальном масштабе времени дистанционно контролировать сети передачи газа одним из главных поставщиков. В области информационной технологии, которая формирует сегодня костяк дела, SSGC использует как инструмент внутри предприятия информационную систему для многоканальной связи, использующей DSL и проводные линии связи, сервер для планирования промышленных ресурсов (ERP), SPL s международную информационную систему потребителей (CIS) для интегрирования продаж, финансовых расчётов потребителей, и ESRI s предприятия географических информационных систем (GIS). Для создания комплексированной эффективной информационной системы SSGC планирует раскрыть ГИС через некоммерческое использование продуктов ESRI для анализа, визуализации и поддержки технических решений. Данные, полученные в процессе применения ГИС, будут находится в офисе, и через Интернет передаваться в информационное пространство.
Общественное значение в развитии городских и коммерческих центров во всем мире в значительной степени основаны на развитии нефтегазовых комплексов. В перспективном обозримом будущем развития энергоносителей природный газ будет самым экономичным и надежным источником энергии для постоянного (регулярного) потребления. Природный газ используется не только на индивидуальном уровне потребления, но он имеет главную долю в промышленности и производстве гражданской продукции, особенно в странах третьего мира, где нефти и других ресурсов недостаточно для энергообеспечения.
В сегодняшнем мире поставка газа (основной общественной потребности) от газодобывающей компании до удовлетворительного уровня к пользователям требует самую лучшую систему организации функционирования и хранения информации. Протяжённость сети трубопровода, большое количество локальных элементов (как клапаны, PRS, TBS, SMS) - требуют постоянного наблюдения за их состоянием, взаимодействия емкостей и функций в режиме реального времени с повторным обслуживанием и постоянным управлением. Вся система в целом должна работать эффективно и экономично.
Связующим звеном в цепочке принятия управленческих решений в множестве реальностей и соединений является информация информационные технологии, позволяющие отслеживать рабочий процесс и принимать решения. Участки магистралей в населенных пунктах, коммерческие и промышленные потребители Пакистана увеличивают потребление газа непрерывно, в результате чего сеть трубопровода газа также расширяется такими же темпами. В этой ситуации, управление, деятельность, обслуживание, обеспечение безопасности, и деятельности при осмотрах требуют применения высокоэффективных информационных технологий.
Технические решения, применяемые в системах газоснабжения, в российской практике являются наиболее инновационными в связи с высокой материальной обеспеченностью технологических разработок в этой промышленной области, а также большим вниманием общественности к процессам, происходящим в Газпроме, являющимся одним из наиболее рекламируемых инвесторов и спонсоров современных мероприятий от футбольных команд и спортивных сооружений до строительства комплексов типа Охтацентра в Санкт-Петербурге. Специфика Пакистана не исключает подобных факторов инновационности технологических решений, хотя за время развития системы уровень разработок имеет огромный диапазон от представленной на рис. 4.1. газораспределительной станции до примитивных трубопроводных систем, пример которой приведён на рис. 1.4.
Оптимизация масштаба сообщества потребителей газа является обоснованной, поскольку очевидным является разноречивое влияние на градиент изменения вероятности некачественного газоснабжения при различных факторах. Так, увеличение производительности газопровода ведёт к увеличению количества обеспечиваемых людей при иных неизменных технологических параметрах системы в целом. Однако рост стоимости приводит к увеличению произведения стоимости предотвращенного ущерба от возможных аварий на газопроводе в выражении (3.1) на вероятность предотвращения ущерба и удельная стоимость (отношение затрат к индивидууму возрастает). Противоречивый характер влияния указывает на существование некоторого оптимума, когда заданный риск достигается минимальной ценой или при заданных затратах достигается минимальный риск. Такие задачи, часто встречающиеся в технических системах (например, оптимальная частота гидролокации), в ССС системах являются чрезвычайно сложными и, следовательно, основным способом их нахождения является моделирование. В исследуемом случае эффективным инструментом является именно логико-вероятностное моделирование, формируя решение отдельной задачи. Может быть также использован детерминистский подход, основанный на анализе целевой функции и вся трудность состоит в её составлении.
Метод целевой функции предполагает более корректное определение существа риска по сравнению с выражением (3.6). Кроме параметров, участвующих в решении задачи определения значений риска по мультипликативному критерию, необходима дополнительная информация о затратах и о потенциальной экономической (платежной) способности предприятия, региона или лица, ответственного за принятие решения. В статической постановке целевая функция риска рекомендована в работе. Для обоснования оптимального масштаба потребителей газа в работе адаптируется подход, основанный на методе целевой функции школы СПбГПУ, который предполагает более корректное определение существа риска по сравнению с ранее приведёнными выражениями. Кроме параметров, участвующих в решении задачи определения значений риска по мультипликативному критерию, необходима дополнительная информация о затратах и о потенциальной экономической (платежной) способности предприятия, региона или лица, ответственного за принятие решения. Целевая функция риска Ц(в) рекомендована в работе [107] в следующем виде: Ят-У(1 Ж(5 » І [(k-Mv+g-Nv)-m(Sl)]-W(Sk) (4l) S k-M +g-N где s0 - затраты на создание технической системы (объекта); W(Sk) - вероятность возникновения аварийной ситуации, значение которой определяется средствами Sk,, затрачиваемыми на предотвращение возникновения аварийной ситуации; Mv - прогнозируемый ущерб материальным ценностям и окружающей природной среде; Nv - прогнозируемые людские потери в размерности выбранных финансовых средств; Si - затраты на обеспечение безопасности системы (снижение ожидаемого ущерба); Sk - средства, выделяемые на предотвращение аварий; к, g - коэффициенты приведения стоимостных показателей ущерба и потери населения к единой мере; m(sj) -функция предотвращенного ущерба, значение которой определяется выделяемыми средствами si: m(sk) = k-mv(su) + g-nv(sN) (4.2) my(sM)- предотвращенный материальный ущерб; nv(sN)- предотвращенный ущерб вследствие людских потерь; st = sM + sN; S - потенциальная платежная способность заказчика или лица, ответственного за принятие решения.
Похожие диссертации на Технологии информационной поддержки управления безопасной эксплуатацией газопроводов в условиях Республики Пакистан на базе ГИС
-
