Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Нагаев Радик Завгалович

Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков
<
Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нагаев Радик Завгалович. Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков : диссертация ... кандидата технических наук : 05.26.03 / Нагаев Радик Завгалович; [Место защиты: Ин-т проблем трансп. энергоресурсов]. - Уфа, 2008. - 120 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/649

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы 9

1.1 Анализ причин аварий на резервуарных парках и их последствий 9

1.2 Анализ методик по определению технического состояния и оценке ресурса безопасной эксплуатации РВС 19

1.2.1 Деградация эксплуатационных свойств резервуарных конструкций с учетом коррозионных процессов 20

1.2.2 Влияние усталости на долговечность резервуарных конструкций 24

1.3 Анализ возможных последствий от аварийных разливов нефти на объектах магистральных нефтепроводов для населения и прилегающих территорий 33

Выводы по главе 1 40

ГЛАВА 2. Оценка технического состояния рвс в резервуарных парках систем транспорта и хранения нефти 41

2.1 Современный подход к организации и проведению оценки технического состояния 41

2.2 Оценка срока безопасной эксплуатации РВС 44

2.3 Методы прогнозирования технического состояния по результатам технического диагностирования

Выводы по главе 2 57

ГЛАВА 3. Влияние структурных параметров сталей на их эксплуатационные свойства 58

3.1 Влияние геометрии и размеров дефектов на напряженно-деформированное состояние стенки резервуара 59

3.2 Влияние структуры границ зерен и дислокационной структуры на коррозионные процессы 77

3.3 Влияние структуры границ зерен на развитие процессов усталостного разрушения 84

Выводы по главе 3 89

ГЛАВА 4. Разработка методов поддержки принятия решений при прогнозе и ликвидации аварийных разливов нефти на основе геоинформационных технологий 90

4.1 Разработка цифровых методов описания объектов резервуарного парка для геоинформационного моделирования аварийных разливов нефти 90

4.2 Модернизация алгоритма определения маршрута стекания нефти по суше. Построение цифровой модели местности 94

4.3 Разработка методов моделирования аварийных разливов нефти для поддержки принятия решений при прогнозе и ликвидации аварийных разливов нефти 102

Выводы по главе 4 109

Основные результаты и выводы 110

Список литературы

Введение к работе

Объекты трубопроводного транспорта предназначены для обеспечения надежной работы комплекса «нефтепромысел - нефтепровод -нефтеперерабатывающий завод». Опыт длительной эксплуатации оборудования систем транспорта и хранения нефти (в частности, магистральных трубопроводов и вертикальных стальных резервуаров -РВС) показывает, что вследствие различного рода воздействий они являются подверженными разрушениям с последующим возникновением аварийных чрезвычайных ситуаций, проливами нефти и пожарами.

Под воздействием эксплуатационных нагрузок и различных условий внешней среды объекты трубопроводного транспорта работают в сложном напряженном состоянии. В результате длительной эксплуатации в стенках трубопроводов и РВС постепенно накапливаются усталостные повреждения, происходит значительный коррозионный износ. Столь многочисленное влияние различных факторов весьма затрудняет прогнозирование процессов разрушения объектов трубопроводного транспорта. Однако в общем случае процессы разрушения связаны с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кристаллической решётки, зарождением и дальнейшим развитием микро- и макроскопических трещин. В этой связи задача обеспечения надежной работы РВС и магистральных трубопроводов сводится к решению двух основных задач:

  1. своевременному обнаружению дефектов;

  2. прогнозированию условий развития дефектов вплоть до момента разрушения с учетом имеющейся структуры стали.

Первая задача успешно решается современными средствами и методами технической диагностики, своевременными организационными мероприятиями, проводимыми Ростехнадзором, существующими Нормами и Правилами эксплуатации объектов и т.п. Всё это позволило в значительной мере сократить количество аварий на резервуарных парках и магистральных трубопроводах, хотя существующая в настоящее время система обеспечения безопасной эксплуатации оборудования требует

корректировки и переработки с учетом научно - технических достижений в области изготовления резервуаров, средств (методов) контроля, технического диагностирования и расчетно-аналитических процедур по оценке технического состояния РВС.

Однако полностью предотвратить аварии на столь опасных объектах не удаётся до сих пор. Основной причиной такого положения является сложность решения второй задачи.

Хорошо известно, что структура материала определяет не только механические свойства, но и развитие процессов разрушения. Однако до сих пор нет нормативных документов и методик, позволяющих прогнозировать развитие процессов разрушения как РВС, так и магистральных трубопроводов с учётом структурных факторов. Решение этой задачи особенно актуально для объектов трубопроводного транспорта и РВС, проработавших десятки лет.

Несмотря на проводимые мероприятия по повышению надежности резервуаров — снижению вероятности их разрушения, достичь абсолютной безопасности при эксплуатации резервуаров, то есть исключить разливы нефти невозможно. Даже при исключении разрушения резервуаров в результате старения, тем не менее, остается возможность разлива нефти при проведении ремонтно-профилактических работ, при наполнении и опорожнении резервуаров.

Поэтому сокращение риска чрезвычайных ситуаций может быть достигнуто как за счет снижения вероятности их возникновения, так и за счет снижения последствий от их возможного возникновения. В свою очередь одним из основных путей снижения последствий от аварий и чрезвычайных ситуаций на объектах трубопроводного транспорта (в том числе и на резервуарных парках) является планирование и выполнение мероприятий по предупреждению и тщательной подготовке к локализации и ликвидации возникших аварий и чрезвычайных ситуаций. Для этого необходимо прогнозировать и заблаговременно оценивать возможные воздействия аварий и их последствия на население и прилегающую территорию. Одним из наиболее перспективных методов прогнозирования

6 последствий от аварий является геоинформационное моделирование аварийных разливов нефти, с учетом характеристик местности, погодных условий и масштабов аварии.

Исходя из этого, целью работы является разработка комплексной системы безопасности эксплуатации резервуарных парков на основе анализа технического состояния вертикальных стальных резервуаров и снижения техногенных рисков путем использования ГИС-технологий.

Основные задачи исследований:

1) провести обзор аварийности вертикальных стальных резервуаров в
резервуарных парках с анализом существующих методических нормативных
документов, посвященных обеспечению безопасности длительно
эксплуатируемых резервуаров и оценке последствий возможных аварийных
разливов нефти на объектах систем транспорта и хранения нефти;

2) разработать методические основы повышения достоверности
индивидиуальной оценки состояния РВС на основе технической
диагностики с использованием цифровых структурных моделей;

3) исследовать экспериментальными методами влияние структурных
параметров сталей на эксплуатационные свойства и уровень
повреждаемости элементов резервуаров;

4) разработать методики расчетно-экспериментальной оценки
влияния трещиноподобных дефектов сварных швов на сроки и режимы
безопасной эксплуатации РВС;

5) разработать методику применения ГИС-технологий при
моделировании чрезвычайных ситуаций, возможных последствий,
связанных с аварийным разливом нефти, и мероприятий по их ликвидации.

Поставленные задачи решались с использованием различных
методов исследования - металлографического анализа;

экспериментального моделирования различных дислокационных структур, встречающихся в конструкциях длительно эксплуатируемых РВС; просвечивающей и растровой электронной микроскопии; определения химсостава по ГОСТу, механических испытаний и определения параметров коррозионной стойкости; а также компьютерных комплексов

по расчету напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов и средств ГИС-моделирования. Научная новизна

1) Впервые показана зависимость коррозионных свойств
малоуглеродистых сталей от их структурных параметров. Обнаружено
повышение коррозионной стойкости сталей феррито-перлитного класса
при образовании соединений углерода шарообразной формы.

  1. На примере модельного сплава Al-3%Mg проведено изучение влияния структуры границ зерен и дислокационной структуры на развитие процессов усталостного разрушения. Установлено аномальное изменение механических свойств с изменением размеров и состава зерен микрозернистых материалов, которые ухудшают параметры трещиностойкости.

  2. Создана и внедрена структурная цифровая модель резервуара, позволяющая оценить уровень поврежденности РВС и их элементов при анализе технического состояния по результатам диагностических работ.

  3. Разработаны методические основы применения ГИС-технологий при моделировании чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийным разливом нефти, и мероприятий по их ликвидации. ;

Практическая ценность и внедрение результатов исследований

1) Решена задача оценки степени опасности дефектов сварных швов-
трещин для безопасной эксплуатации РВС в условиях сверхнормативной
эксплуатации; предложена расчетная методика оценки срока безопасной
эксплуатации РВС с учетом геометрии и ориентации дефектов
трещиноподобного типа.

2) На основе компьютерного моделирования обосновано
существование ресурсных резервов при циклическом нагружении длительно
эксплуатируемых конструкций РВС. В промышленных условиях показана
возможность безаварийной эксплуатации резервуара с трещинами в
горизонтальных и вертикальных сварных швах.

3) Разработана методика, позволяющая проводить моделирование
процессов возможных последствий аварийных разливов нефти и

разработку мероприятий по их ликвидации- Результаты моделирования могут служить основой разработки отдельных разделов планов ликвидации аварийныхразливов нефти (ПЛАРН).

Положения, выносимые наїзащиту:

.расчетная методикапо оценке состояния резервуаров; . «программное обеспечение, реализующее алгоритм: расчета маршрута стекания нефти по. суше;

метод применения ГИЄ-технологии при планирований-мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти.

Достоверность результатов ' Полученные результаты, в. виде расчетной методики; по оценке состояния; резервуаров; программного обеспечения, реализующего алгоритм расчета маршрута стекания нефти по суше, и метода применения FHG-технологииі при планировании мероприятий по: ликвидации аварийных разливов нефти внедрены в ОАО «Уралсибнефтепровод», а также; используются в учебном процессе Уфимского государственного; нефтяного технического университета;

Личный вклад автора

: В рассматриваемых исследованиях автору принадлежат/постановка и решение задач, данного исследования, формулировка- и разработка: всех положений; определяющих научную? новизну и практическую значимость работы, участие В; проведении экспериментальных исследований; анализ полученных.результатови разработкарекомендаций по их внедрению.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на W Конгрессе нефтегазопромыщленников: России (Уфа, Россия; 2003 г.); ; на международных конференциях, посвященных применению компьютерных технологийЄ8ІТ,2004;(Будапешт, Венгрия, 2004 г.), GSIT'2005 (Будапешт, Венгрия, 2005 г.).

Анализ методик по определению технического состояния и оценке ресурса безопасной эксплуатации РВС

В настоящее время сложилась парадоксальная ситуация в области оценки ресурса безопасной эксплуатации резервуаров и трубопроводов. С одной стороны, современные технические средства неразрушающего контроля позволяют определять внутренние и наружные дефекты размером до 1-2 мм в стенках и сварных швах, а развитие расчетных и экспериментальных методов механики разрушения позволяют с определённой степенью надежности рассчитывать допустимые нагрузки и усталостную долговечность.

С другой,- практически отсутствуют утвержденные методики, которые позволяют проводить оценку долговечности при наличии дефектов в сварных швах таких опасных производственных объектов, как РВС или участки магистральных трубопроводов. Как правило, при обнаружении дефектов в стенке или сварных швах объекты выводят из эксплуатации и проводят их ремонт или осуществляют замену без всяких расчётов. В 90-х годах были предприняты попытки создания методики оценки «остаточного» ресурса РВС [15-18]. Однако эти методики по существу не позволяли определять «остаточный» ресурс. И «ресурс» сводится в основном к очередным 4-5 годам, установленным Правилами технической эксплуатации резервуаров и инструкциями их ремонта [19].

Сложившаяся ситуация объясняется сложностью прогнозирования не только усталостного разрушения металлов, зависящего от множества факторов: вида и условий нагружения, напряженного состояния, асимметрии цикла нагружения, масштабного фактора, температуры, структурного состояния стали, внешней среды и состояния поверхности, но и сложностью развития процессов коррозии, под воздействием внешней среды [20]. Очевидно, что необходимо к оценке условий и сроков безопасной эксплуатации РВС и трубопроводов необходимо подходить с двух позиций: 1. с учетом развития коррозионных процессов; 2. с точки зрения усталостной долговечности. Деградация эксплуатационных свойств резервуарных конструкций с учетом коррозионных процессов.

Известно, [21, 22, 23] что коррозионные процессы могут оцениваться по следующим критериям: очаговый показатель коррозии - кп ; глубинный показатель коррозии кр ; показатель склонности металла к коррозии кс ; показатель изменения массы металла кт ; электрический показатель коррозии.

Интенсивность коррозионных процессов зависит от множества факторов различной природы, значения которых трудно или невозможно предсказать и поэтому коррозия считается стохастическим процессом. Прогнозирование коррозионных явлений осуществляется с использованием моделей, которые можно разделить на два принципиальных класса: - первый - модели, описывающие механизмы физико - химического процесса коррозии на причинном уровне; - второй - феноменологические модели, не объясняющие причин явлений, а описывающие кинетику изменений параметров состояния в виде эмпирической функциональной зависимости этих параметров от времени.

Абсолютное большинство моделей коррозионного износа относится ко второму классу.

Исследованиями [24, 25] путем экспериментальных исследований образцов, вырезанных из резервуаров, установлено, что коррозионный износ приводит к увеличению разброса прочностных характеристик основного металла и сварных соединений.

В работе [26] было предложено учитывать влияние напряжений на скорость коррозии, считая ее линейной функцией следующего вида — = Vo + m al, (1.1) где Vo - скорость коррозии ненапряженного конструктивного элемента; т — коэффициент, учитывающий влияние напряжения на скорость коррозии. В работе [27] скорость коррозии также принята в виде линейной функции интенсивности напряжений: У = а«ф(0Ч1+Ьаи) (1.2) ф(і) = a + (1 - a)-exp (- b«t), (1.3) где а, k, a, b - коэффициенты, определяемые по экспериментальным данным; ф(г) - безразмерная функция времени.

В работе [28] Э.М. Гутманом с соавторами была применена обобщенная модель коррозионного износа, учитывающая влияние напряжений формаций и температуры. V = V0 «(1 + к- є) exp (VM - ст / RT)., (1.4) где V0 - скорость коррозии ненапряженного материала; а - действующие напряжения; R - универсальная газовая постоянная; Т - температура. При малых деформациях (1 + к» є)« 1

Современный подход к организации и проведению оценки технического состояния

Современное состояние предприятий топливно-энергетического комплекса России, тяжелые экологические и экономические последствия техногенных аварий и катастроф, остродефицитность финансовых ресурсов - все это требует переосмысления концепции традиционных методов организации и обслуживания производства, а также общего методологического подхода к порядку оценки технического состояния (диагностирования) технического состояния оборудования предприятий транспорта и хранения нефти.

Надежность является временной характеристикой качества функционирования конструкции и оценивается вероятностными методами. Однако в научно-технической литературе редко учитываются условия эксплуатации при оценке надежности конструкции [87]. Это связано с тем; что вероятностные методы не позволяют учесть специфику процесса эксплуатации конструкции, в том числе режима функционирования, а технического и профилактического обслуживания.

Следовательно, необходимы методы, позволяющие осуществить оценку надежности конструкции с учетом как режима эксплуатации, так и неполной достоверности контроля технического состояния.

В соответствии с ГОСТ 24212-80 стратегия технического обслуживания представляет собой систему правил управления техническим состоянием изделия в процессе его эксплуатации. Существуют следующие виды стратегий: стратегия технического обслуживания по наработке, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются значением наработки изделия от начала эксплуатации или после ремонта; стратегия ремонта по техническому состоянию, при которой перечень операций, в том числе разборки, определяется по результатам диагностирования изделия в момент начала ремонта.

Стратегия по состоянию предполагает [88-89]: обеспечение высокого уровня эксплуатационно-ремонтной технологичности конструкции; создание в достаточных объемах эффективных средств диагностирования и неразрушающего контроля; развитие производственно-технической и экспериментальной базы эксплуатационных и ремонтных предприятий.

Стратегия по наработке предполагает развитие экспериментальной базы предприятий промышленности и обеспечения на этой , основе обоснованных ресурсов до ремонта для каждой совокупности однотипных объектов.

Основным признаком, по которому принятая система эксплуатации может быть отнесена к той или иной стратегии (по наработке или по состоянию), является критерий определения предельного состояния конструкции. Возможны два варианта: предельное состояние определяется на основании показаний оборудования, контролирующего параметры работоспособности. предельное состояние определяется расчетным путем, то есть с помощью математических моделей определяется величина времени безотказной работы системы, далее принимаемая как назначенный ресурс.

Обеспечение минимального риска аварий может быть достигнуто с помощью эффективной системы диагностирования и прогнозирования технического состояния на основе расчета межремонтного периода с учетом реальных условий эксплуатации и фактического состояния конструкции.

Методы технической диагностики состояния отдельных конструктивных элементов или узла конструкции открывают возможность проведения ремонта по техническому состоянию, когда объемы и содержание ремонтных работ устанавливаются или корректируются в соответствии с фактическими потребностями. Чем достовернее и полнее информация о надежности элементов и узлов эксплуатируемой конструкции, тем больше возможностей для обеспечения ее высокой надежности.

Реализация индивидуального подхода к каждой конструкции достигается за счет использования более эффективных методов расчета индивидуального остаточного ресурса.

Основное значение для оценки потерь конструкцией работоспособности имеет изучение законов старения, которые раскрывают физическую сущность необратимых изменений, происходящую в металле. Законы, описывающие степень повреждения материала во времени, являются основой для решения задач определения уровня надежности. Они позволяют прогнозировать характеристики процесса старения, выявлять, наиболее существенные факторы, влияющие на его интенсивность.

Влияние структуры границ зерен и дислокационной структуры на коррозионные процессы

Процессы коррозии, обусловленные термодинамической нестабильностью металлов, во многом определяют срок службы металлических изделий. Поэтому решение вопросов повышения коррозионной стойкости (снижения скорости окисления) металлов представляются весьма важными.

В современной промышленной практике вопросы коррозионной защиты металлических изделий от воздействия внешней среды решаются как путём применения различных изоляционных покрытий, ингибиторов коррозии и электрохимической защиты, так и созданием специальных коррозионностойких сталей и сплавов [77-79]. Известно, что введение в сталь более 12 % Сг и 9 %Ni делает её коррозионностойкой в атмосфере и во многих других агрессивных средах. Графитизирующиеся стали типа ЭИ293 после перевода пластинчатого перлита в зернистый, с некоторым количеством мелких округлых (точечных) графитовых включений, также заметно повышают свою коррозионную стойкость [80].

Микроструктура сталей феррито -перлитного класса состоит из зерен феррита и эвтектоидной смеси - перлита, представляющего собой чередующиеся пластинки цементита и феррита. Температура плавления цементита около 1600 С. Хорошо известно, что цементит - соединение неустойчивое и при определённых условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. В этой связи было сделано предположение, что путём растворения цементита и создания шарообразных выделений углерода в сталях феррито - перлитного класса типа Ст 3 можно существенно повысить их коррозионную стойкость.

В1 этой связи для исследования зависимости коррозионных свойств и стуктурно - фазовых показателей в, качестве материала образцов, была выбрана1 широко распространённая и легко корродирующая сталь СтЗ. Химический состав образцов определялся в соответствии, с ГОСТ 12344-78, FOCT 12346-78, ГОСТ 12350-78. Результаты лабораторного химического анализа1, а также нормативные требования приведены в таблице 3.3.

Структуру стали СтЗ изучали методами металлографического анализа и просвечивающей элекронной микроскопии. Металлографический анализ проводили на микроскопе «Метам» - РВ21. Электронно-микроскопические исследования тонких фольг проводили на электронном микроскопе JEM-2000EX. Фольги готовили методом струйной электрополировки в электролите: 90 частей этилового спирта+ 10 частей HN03 Коррозионное поведение1 образцов стали с различной структурой изучали методом электрохимической поляризации [81]. Этот метод позволяет сравнительно точно и быстро, не- проводя длительных гравиметрических испытаний, предсказать развитие процессов коррозии в реальных условиях эксплуатации. Анодные и катодные поляризационные кривые снимались в потенциостатическом режиме в 3% водном растворе NaCl при комнатной температуре. Торможение одной или обеих реакций коррозионного процесса (анодной или катодной) вызывает увеличение поляризации соответствующей реакции, а, следовательно, увеличение наклона поляризационной кривой. Экстраполяция тафелевских (линейных) участков поляризационных кривых до значений соответствующих стационарных потенциалов дает токи коррозии металлов в среде. Полученные таким образом данные позволяют определить скорость коррозии.

На рис. 3.12 представлена микроструктура стали ЄтЗ в исходном состоянии и после термообработки. Видно (рис.3.12. а), что структура стали в исходном состоянии состоит из зерен феррита1 н перлита. Средний размер зерен феррита составил около 20 мкм, Кроме того, в исходном состоянии четко отмечается металлографическая текстура, представляющая собой строчечную вытянутость зерен феррита и перлита вдоль оси проката.

Модернизация алгоритма определения маршрута стекания нефти по суше. Построение цифровой модели местности

Для того чтобы своевременно ликвидировать (прекратить распространение) разливающееся по земле нефтяное пятно согласно [99] необходимо заблаговременно определить наиболее вероятные пути распространения загрязнений и подготовиться к, наихудшему случаю распространения, как правило, используется цифровая модель местности (ЦММ).

Под цифровой моделью местности понимается дискретная модель рельефа местности (поверхности), предназначенная для компьютерного моделирования и отображения средствамикомпьютерной графики [100].

Каждую точку поверхности Земли невозможно передать в модель. Поэтому используют цифровые модели местности (ЦММ), которые передают отдельные точки. В тоже время наборы этих точек позволяют восстанавливать всю поверхность при использовании методов компьютерного моделирования.

Для построения модели местности необходимо иметь набор " картографических слоев, которые обозначим следующим образом: /#1/Л/ = {5„$2,3}, (4-5) где Sj - изолинии высот, & - отметки высот.

В простейшем случае ЦММ это набор трехмерных координат точек рельефа и информация о связях между точками и способах восстановления поверхности по данным точкам.

Для построения ЦММ с использованием геоинформационных технологий в коридоре прохождения магистрального нефтепровода необходимо выполнить следующие этапы [101]: - построение геоинформационной модели территории, содержащей различные слои цифровой картографической информации (отметки высот, объекты геодезической сети, дорожная сеть, водные объекты, растительность и др.); - построение на основе отметок высот и изолиний триангуляционной поверхности рельефа (TIN); - создание на основе TIN-модели - регулярной сетки поверхности (GRID).

Построение триангуляционной поверхности рельефа или нерегулярной сетки (TIN) выполняется на основе отметок высот и изолиний. Под сеткой понимают совокупность плановых координат. Под изолинией понимается замкнутая кривая, состоящая из множества точек, при котором z = f(x,y), причем zr J (Х( У JJ COf7St, (напр., изолиния с отметкой высот 50 м), где іе(0,п), /є(0,/я), г є (0,р), р - максимальное количество изолиний.

Основная проблема при построении ЦММ заключается в том, что реальная поверхность является нерегулярной, т.е. имеет разрывы. Математические модели, как правило, описывают гладкую, регулярную поверхность.

Поэтому довольно часто цифровую модель рельефа местности строят из совокупностей разных математических моделей, стыкующихся в определенных точках. Одним из таких подходов является метод Вороного-Делоне.

Одна из проблем моделирования рельефа заключается в нахождении способа, который позволял бы при минимальном количестве точек модели максимально информативно отображать рельеф, т.е. исходную поверхность.

Г.Ф. Вороной предложил разбиение пространства, содержащего точки (центры) на участки, в каждом их которых имелась точка, служащая основой построения многогранника, заполняющего пространство.

Разбиение Вороного включает понятия: плоскость, канал и узел Вороного. Для двух произвольных центров (точек) плоскость Вороного есть геометрическое место точек, равноудаленных от этих двух центров.

Канал Вороного строится для трех центров (треугольник). Канал Вороного есть геометрическое место точек, равноудаленных от этих трех центров. Узел Вороного строится для четырех центров (тетраэдр). Узел Вороного есть геометрическое место точек, равноудаленных от этих четырех-центров.

При построении рельефа на нем могут быть выбраны произвольные точки, которые отражают характерные точки рельефа. В плане эти точки могут образовывать сеть многоугольников.

Для точки / и окружающих ее точек 1-5 строятся плоскости Вороного. Пересечения этих плоскостей образует фигуру называемую многогранником Вороного (рис.4.2). Внутри данного многогранника все точки пространства ближе к точке /, чем к любому другому центру. Следовательно точка / может служит центром дискретизации пространства, заключенного в многограннике Вороного. Она может служить точкой цифровой модели, аппроксимирующей часть пространства.

Похожие диссертации на Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков