Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние проблемы повышения технологической надежности газораспределительных сетей 9
1.1 Развитие газораспределительных сетей на примере Воронежской области 10
1.2 Существующие методы оценки состояния и надежности газораспределительных сетей 12
1.3 Методы прогнозирования потока отказов газораспределительных сетей 19
1.4 Исследование работы аварийных служб газораспределительных сетей 22
1.5 Использование геоинформационных технологий для управления надежностью газораспределительных сетей 25
1.6 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования 32
2 Состояние газораспределительной сети на примере г. Воронежа 34
2.1 Состояние газопроводов газораспределительной сети г.Воронежа 34
2.1.1 Состояние газораспределительной сети высокого давления г. Воронежа 38
2.1.2 Состояние газораспределительной сети среднего давления г. Воронежа 42
2.1.3 Состояние газораспределительной сети низкого давления г. Воронежа 46
2.2 Состояние ГРП газораспределительной сети г.Воронежа 50
2.3 Выводы по второй главе 56
3 Надежность газораспределительной сети 57
3.1 Критерий надежности газораспределительной сети 57
3.2 Методы определения показателей надежности газораспределительных сетей по результатам эксплуатации 61
3.3 Расчет истечения газа из трубопровода 63
3.4 Выводы по третьей главе 69
4 Моделирование работы аварийных служб по обслуживанию аварийных заявок газораспределительных сетей 70
4.1 Поток аварийных заявок на газораспределительные сети 70
4.2 Прогнозирование потока аварийных- заявок на газораспределительные сети 73
4.3 Обслуживание аварийных заявок на элементы газораспределительных сетей
4.4 Программа для численного моделирования обслуживания аварийных заявок 81
4.5 Выводы по четвертой главе 89
5 Использование геоинформационных технологий для повышения технологической надежности газорас пределительных сетей на основе статистического анализа 90
5.1 Структура информации ГИС, используемой для повышения технологической надежности газораспределительных сетей 91
5.2 Программные модули управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформационных технологий 98
5.2.1 Модуль оценки надежности 101
5.2.2 Модуль прогнозирования 103
5.3 Основные подразделения, использующие информацию о на дежности газораспределительных сетей 104
5.3 Выводы по пятой главе 107
Выводы 108
Литература 110
Приложение.
- Существующие методы оценки состояния и надежности газораспределительных сетей
- Состояние газораспределительной сети низкого давления г. Воронежа
- Методы определения показателей надежности газораспределительных сетей по результатам эксплуатации
- Прогнозирование потока аварийных- заявок на газораспределительные сети
Введение к работе
Актуальность темы. Газоснабжение, представляющее собой совокупность процессов транспортировки, распределения и потребления природного газа, формирует энергетическую основу экономики. В перспективе значение газоснабжения будет возрастать, что предопределяется усилением роли энергетического фактора в процессе развития.промышленности и усилением взаимосвязи газоснабжения с социальной сферой.
Несмотря на то, что техническое состояние газораспределительных сетей находится на достаточно высоком уровне, проблема обеспечения их надежности и эффективности является одной из наиболее приоритетных проблем, с каждым годом приобретающей все большую актуальность, что связано с продолжающимся старением газораспределительных сетей и повышением аварийности. Выходом из создавшейся ситуации является, прежде всего, проведение реконструкции и технического перевооружения газопроводов и газорегуляторных пунктов (ГРП).
Однако следует отметить, что проведение реконструкции требует существенных финансовых и материальных ресурсов. В этих условиях средством повышения технологической надежности газораспределительной сети наряду с инвестициями становится использование инструментов управления надежностью, основанных на современных технологиях статистического управления процессами эксплуатации.
Новый подход предусматривает совершенствование ремонтно-технического обслуживания газораспределительных сетей и повышение их надежности на основе данных о-реальном техническом состоянии и характеристиках каждой группы учета показателей надежности элементов газораспределительных сетей.
Повышение технологической надежности невозможно без создания соответствующих методик. В то же время вопросы методического обеспечения тре-
буют дальнейшего совершенствования как в части повышения достоверности оценки надежности, так и в части разработки новых алгоритмов и программ. В контексте рассматриваемых, проблем, необходимы дальнейшие исследования инновационного потенциала газораспределительных систем для повышения качества и надежности газоснабжения. При этом важны комплексные междисциплинарные исследования- проблем обеспечения надежности газораспределительных сетей. Существенное значение имеет не только общая оценка влияния различных факторов на системы газоснабжения; но и их дифференциация- по топологическому признаку.
Таким образом, именно на основе комплексного использования современных технологий прогнозирования, имитационного моделирования, а также методологии и инструментария' геоинформационных технологий может быть решена проблема повышения надежности систем газоснабжения на длительный период времени.
В і этой связи повышение технологической надежности газораспределительных сетей на основе статистического анализа является актуальной; научно-технической задачей.
Цель работы: повышение технологической надежности газораспределительных сетей на основе статистического анализа.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи исследования:
разработка критерия надежности газораспределительной сети;
обоснование, выбора однородных групп учета для повышения точности показателей надежности;элементов газораспределительных сетей;
разработка методики прогнозирования количества отказов и количества аварийных заявок на элементы газораспределительных сетей;
- исследование возможностей совершенствования работы: аварийных
служб;
- использование возможностей геоинформационных технологий для по
вышения технологической надежности газораспределительных сетей.
Научная новизна:
предложен критерий надежности газораспределительных сетей, представляющий собой отношение объема фактически поставляемого газа к объему газа, который должен быть поставлен потребителям согласно договорам. Критерий носит интегральный характер, он включает в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования и газовых служб;
на основе статистического анализа элементов газораспределительных сетей г.Воронежа сформированы группы учета, показателей' надежности элементов газораспределительных сетей* по: давлению; диаметрам; способу прокладки; возрасту с интервалами в 5 лет; коррозионной активности грунта и глубине прокладки;
разработана новая методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей и количества аварийных* заявок, использующая технологию нейронных сетей;
на основе теории массового обслуживания разработана математическая модель обслуживания аварийных заявок на элементы газораспределительных сетей, сочетающая в себе аналитические расчеты и программу для имитационного моделирования;
разработаны программные модули управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформационных технологий, позволяющие:
оценивать надежность элементов газораспределительных сетей;
оценивать надежность газораспределительных сетей различных ступеней давления;
прогнозировать количество отказов газораспределительных сетей и количество аварийных заявок;
прогнозировать обслуживание аварийныхзаявок аварийными службами.
Достоверность результатов;. Теоретическая часть работы базируется на методах теории вероятностей и математической? статистики. Основные допущения, принятые при выводе исходных уравнений! модели, широко использу-ютсяв работах других:авторов.
Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические и практические положения; обеспечивают, повышение надежности; эксплуатации систем газоснабжения; Основные' результаты* диссертации- представляют- собой*универсальные: по характеру методики; сисг темног увязывающие* прогнозирование* надежности; газораспределительных сетей и вопросы эффективного управленияфаботой аварийньгххлужбі, Они- могут быть использованы.вщроизводственнойшрактике предприятий газоснабжения^* теплоснабжения;.
Материалы.^исследований; используются! ві лекционном' курсе «Газоснабжение»; читаемом на кафедре «Теплогазоснабжениеj ш вентиляция» Воронежского государственного архитектурно-строительного: университета; а также в курсовоми дипломном проектировании студентов.
Назащиту выносятся:
критерий надежности газораспределительных сетей для сетей различных ступеней давления;.
группы учета- показателей надежности элементов газораспределительных сетей;
методика прогнозирования количества] отказов газораспределительных: сетеши» количества5 аварийныхзаявок;.
математическая.модельобслуживания.аварийных заявок;;
программные- модули управления^ надежностью газораспределительных
сетей.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж 2007-2009), на 62-ой - 64-ой научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж 2007-2009 г.), на Международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве (SIB-2008)» (Воронеж 2008).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, общим объемом 44 стр. Личный вклад автора составляет 29 стр.
Шесть статей опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК (Известия ОрелГТУ. Строительство. Транспорт; Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура; Приволжский научный журнал).
В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работе [85] приведены группы учета1 показателей надежности элементов газораспределительных сетей, критерий надежности газораспределительных сетей и математическая модель обслуживания аварийных заявок; в работах [80, 82] приведена методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей; в работах [78, 79, 81] приведены результаты использования программных модулей управления надежностью.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка литературы.
Диссертация изложена на 121 странице и содержит: 92 страницы машинописного текста, 44 рисунка, 6 таблиц, список используемых источников из 109 наименований и приложение.
Существующие методы оценки состояния и надежности газораспределительных сетей
Большой вклад в разработку теории надежности внесли российские ученые А. Ушаков, В.В. Шашкин, Г.П. Карзов, В.П.Калявин, Б.В.Гнеденко, Ю.К.Беляев, В.В.Болотин, А.Д.Соловьев и др. [8, 19, 20, 37, 52, 53]. Большое значение для развития науки о надежности газораспределительных сетей имели работы А.А.Ионина, К.С.Алибекова, В.А.Жиля и С.С.Затикяна [36].
Под надежностью газораспределительных сетей понимают их способность обеспечивать подачу газа с проектным расходом и давлением потребителям [26, 36, 46, 55]. При возникновении аварийной ситуации газораспределительная сеть может быть переведена на аварийный гидравлический режим, давление и расход газа могут быть снижены [7, Ц, 12, 54, 61, 62, 69, 71]. Однако следует отметить, что газораспределительные сети имеют небольшую аккумулирующую способность, поэтому при нарушении подачи газа в сеть подача газа потребителям практически немедленно будет сокращена вплоть до полной остановки подачи [35]. Следовательно, внутренний объем газораспределительной сети не может служить стабилизирующим фактором для повышения надежности системы.
Для повышения надежности газораспределительной сети используют два способа [35, 36]: повышение надежности и качества элементов, из которых состоит система; резервирование, которое позволяет построить систему с надежностью выше надежности элементов, из которых она состоит.
Состояние газораспределительной сети в любой момент определяется состоянием ее элементов. Если все элементы .исправны, система исправна в целом. Наряду с крайними состояниями газораспределительная сеть может находиться в промежуточных состояниях, обладать частичной работоспособностью [36]. Переход газораспределительной сети из одного состояния в другое связан с потоком отказов и потоком восстановления ее элементов. Основная, функция, газораспределительной сети - обеспечить подачу потребителям, расчетного расхода газа в сочетании с требуемым давлением. Его и принимают за характеристику качества функционирования [36]. Каждому состоянию системы ставят в соответствие долю расчетного расхода газа, которую может подать система-не отключенным от сети потребителям. Отношение фактического объема подачи газа к проектному и дает численную оценку степени-выполнения задачи системой. Надежность элементов характеризуется параметром потока отказов.
Показатель надежности системы газоснабжения определяется как. отношение показателя,качества функционирования реальной системы к показателю. качества функционирования идеальной системы [36]:
За основу характеристики качества функционирования системы газоснабжения принят расчетный часовой расход газа, подаваемого потребителям. Этот расход зависит только от состояния системы и дает численную оценку-степени выполнениязадачи.
При различных состояниях системы X(t) отключается различное число потребителей, и суммарная- неподача газа им определяет снижение показателя-качества функционирования: где Q0- расчетный расход газа через исправную систему, м /ч; AQX- неподача газа отключенным потребителям, м /ч. Величина AQX определяется без гидравлических расчетов прямо по схеме, соответствующей рассматриваемой аварийной ситуации. Такой подход к оценке надежности газораспределительной сети имеет ряд существенных недостатков: - не учитываются договорные отношения? между поставщиком газа и по требителями; , -не учитывается переменный во времени характер поставок газа в.соответствии с договором; - не учитывается.наличие:связанных между собой газовых сетей различ ных ступеней давления. Наиболее распространенными видами повреждений трубопроводов газораспределительных сетей являются механические повреждения,, коррозия и, разрывы» сварных швов. При расчетах степени выполнения задачи системой: учитывают только повреждения;лребующие!немедленногоютключения участка: [36]
Еазопроводы представляют собой.сложные; чрезвычайно:дорогостоящие и материалоемкие: сооружения: Их разрушение; может привести к тяжелым nor следствиям, с трудновосполнимым ущербом? для; окружающей среды; значительными материальными потерями; а иногда игибелью людей;
Общая протяженность.магистральных.газопроводов России, превышает 320 тыс; км: Из них 80% превысили? срок эксплуатации на 10 лет, а; около 40% на; 20 лет. Средний возраст газораспределительных трубопроводов составляет более 30 лет. Старение систем газопроводов делает задачу обеспечения.их безопасности и надежности: одной изважнейших научно-технических проблем. Для ее решения необходимо проводить комплексную оценку надежности с: применением статистических, экспериментальных, расчетных и вероятностных методов [10; 18, 72].
При оценках прочности и долговечности трубопроводов целесообразно v рассматривать наиболее вероятные: схемыразрушения: В: этой: связи-проведен анализ статистических данных аварий [45], результаты которого представлены-в табл. 1.2: Выявлено; ..что наиболее: весомый вклад в совокупность причин разрушений вносит качество исполнения: строительно-монтажных работ, к которым можно отнести дефекты сварных соединений..
Последовательность реализации таких аварий прослеживается следующим образом: в кольцевом сварном соединении около дефекта в виде поры накапливаются повреждения, которые служат зародышем усталостной трещины. При достижении усталостной трещиной критических размеров начинается хрупкое распространение трещины по металлу кольцевого сварного соединения с последующим выходом в основной металл.
Особенно это актуально для газопроводов, срок службы которых превышает 30 лет и которые эксплуатируются в тяжелых температурных условиях, когда в зимнее время температура достигает отметки -60 С, а в летний период поднимается до +40 С. Обработка статистических данных по отказам газопроводов, работающих в таких условиях, позволила выявить, что более 60% отказов приходится на кольцевые сварные швы с образованием сквозной трещины. На рис. 1.1 приведена статистика выявленных утечек газа из подземных газопроводов в ОАО «Воронежоблгаз» за последние 11 лет.
Состояние газораспределительной сети низкого давления г. Воронежа
Газопроводы среднего давления через ГРП снабжают газом газопроводы низкого давления, а также газопроводы промышленных и коммунально-бытовых предприятий. Протяженность подземных газопроводов сети среднего давления составляет 236267 м (94%), надземных - 16059 м (6%) (см. рис. 2.10). Газораспределительные сети среднего давления состоят из трубопроводов диаметром от 20 мм до 720 мм. Распределение длины газопроводов по диаметрам приведено на рис. 2.11. Основную массу составляют газопроводы диаметрами от 57 мм до 530 мм. Полученные результаты позволили оценить количество сварных стыков на сетях среднего давления в 0,13-0,19 стыков на погонный метр газопровода. На рис. 2.12 приведен возрастной состав сети газопроводов среднего давления наиболее распространенных диаметров 89 мм, 108 мм, 159 мм и 325 мм. Подземные газопроводы среднего давления проложены на глубине от 1,00 м до 3,00 м. Распределение сети газопроводов среднего давления по глубине прокладки приведено на рис. 2.13.
Полученные результаты позволили оценить количество сварных стыков на сетях низкого давления в 0,14-0,19 стыков на погонный метр газопровода. На рис. 2.17 приведен возрастной состав сети газопроводов низкого давления наиболее распространенных диаметров 57 мм, 76 мм, 89 мм и 108 мм. Подземные газопроводы низкого давления проложены на глубине от 1,00 м до 2,20 м. Распределение сети газопроводов низкого давления по глубине прокладки приведено на рис. 2.18. Для оценки надежности газорегуляторных пунктов необходимо располагать информацией о следующих параметрах: - тип газорегуляторного пункта: шкафной или стационарный; - давление на входе в ГРП и выходе из него; - производительность ГРП; - аппаратное и приборное оснащение ГРП; - описание технологического процесса; - материал постройки ГРП; - характер месторасположения ГРП. Пример параметров ГРП г.Воронежа приведен в табл. 2.2. Анализа аварийных ситуаций на ГРП [45] показывает, что в 13 % случаев происходит рассеивание утечки без горения, в 12 % наблюдается взрыв в помещении, большинство случаев - 75 % сопровождается воспламенением газа. Аварии характеризуются комбинациями случайных факторов: отказы оборудования, влияние человеческого фактора, механические воздействия и т.д. Основными причинами аварий на ГРП по данным на 2005 год являются отказы оборудования - 37 %, ошибки персонала при проведении регламентных и ремонтных работ - 63 %, в отличие от распределительных газопроводов, где основные причины аварий следующие: механические повреждения подземных -50 % и надземных -11 % газопроводов, коррозионные повреждения -11%, повреждения газопроводов в результате природных явлений -11 %, разрывы сварных стыков - 6 % и иные причины -11 % [18,45]. Проведено обследование параметров ГРП газораспределительной сети г.Воронежа. Результаты приведены нарис. 2.20 - 2.25.
Методы определения показателей надежности газораспределительных сетей по результатам эксплуатации
Проблема определения показателей надежности газораспределительных сетей должна учитывать влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Для определения показателей надежности необходимо выделить однородные группы элементов системы с последующим анализом их отказов. Для однородной группы элементов системы характерны отказы, имеющие одинаковую природу. Рассмотрим методы получения оценок параметров, определяющих надежность газораспределительных сетей.
Важной проблемой при оценке показателей надежности элемента является выбор закона распределения случайной величины. Существует значительное количество критериев для проверки гипотезы о типе распределения.
Для выбора закона распределения с целью оценки показателей надежности учитывают техническую природу отказов и опыт эксплуатации групп элементов газораспределительных сетей. В технической литературе для оценки надежности элементов газораспределительных сетей рекомендуется использовать экспоненциальный закон [35, 36].
Вероятность безотказной работы элемента газораспределительной сети к-и группы учета является функцией параметра потока отказов [35, 36]: где щ - параметр потока отказов к-и группы учета, год"1; t - время, год.
Параметр потока отказов определяют исходя из данных эксплуатации по формуле: где тк (t) - количество отказов в к-й группе учета; А (і) - количество наблюдаемых элементов в к-й группе учета; At - интервал времени наблюдения, год. Для газопроводов используют удельный параметр потока отказов: где (ок1 - параметр потока отказов, (год-км)"1; 1к - протяженность к-и группы газопроводов, км.
Группы учета отказов формируются по следующим признакам: давление; диаметр; способ прокладки; возрастная группа; коррозионная активность грунта глубина прокладки.
Поскольку время At проведения наблюдений ограничено, то малость со приводит к тому, что среднее число отказов также мало. Может оказаться, что отказы вообще отсутствовали. В тех случаях, когда зарегистрированное число отказов невелико, мера разброса значений случайной оценки - отношение корня из дисперсии к математическому ожиданию больше 1, поэтому величина оценки резко меняется от отказа к отказу и не может служить устойчивой характеристикой надежности элементов.
Для оценки параметра отказов ю используем метод доверительных интервалов. Двусторонним доверительным интервалом для параметра ю с коэффициентом доверия, не меньшим у, называется случайный интервал (ш(х),ш(х)), концы которого зависят только от результатов эксплуатации элементов:
Вышедшие из строя элементы газопровода не заменяются новыми. Тогда оценкой для вероятности Р(т) = е т безотказной работы элемента является отношение числа элементов Nk-Amk(t), безотказно проработавших в течение времени t, к общему числу Nk элементов, тогда:
В практике работы ремонтных служб часто приходится сталкиваться с процессами сброса газа из трубопровода или с перетеканием газа из одной секции в другую. Рассмотрим процесс перетекания газа по секциям. Из трубопровода, имеющего постоянный объем происходит истечение газа с критической скоростью через отверстие.
Мгновенный расход газа через отверстие при докритическом истечении определяется по формуле:
Будем считать, что газ в трубопроводе расширяется изотермически, т.е. в этом случае снижение температуры газа в результате расширения компенсируется притоком тепла через стенки трубы. Тогда справедливо соотношение:
Для проверки полученных зависимостей был проведен эксперимент, в ко-тором газ - шестифтористая сера поступала в воздух из баллона объемом 0,01 м через отверстие диаметром 0,5 мм. Начальное давление газа в баллоне составляло 10 МПа. Результаты эксперимента показывают, что опытные данные хорошо согласуются с теоретическим расчетом.
Полученные зависимости позволяют рассчитать истечение газа для всех режимов его истечения при изотермическом расширении газа в трубопроводе. 1. Предложен критерий надежности газораспределительных сетей, представляющий собой отношение объема фактически поставляемого газа к объему газа, который должен быть поставлен потребителям согласно договорам. 2. Предложенный критерий носит интегральный характер, он включает в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования и газовых служб. 3. Разработаны методы определения показателей надежности газопроводов по результатам наблюдений, учитывающие группы учета показателей надежности. 4. Выполнен аналитический расчет истечения газа из трубопровода. Основную массу аварийных заявок составляют заявки на внутренние газопроводы - 92%; аварийные заявки на наружные газопроводы - 4% и аварийные заявки на ГРП - 4%. В табл. 4.1 приведена структура аварийных заявок, выполненных персоналом АДС. Основная цель изучения временных показателей аварийных заявок заключается в прогнозировании их количества..Необходимо учитывать, что на-дежный прогноз можно получить только для детерминированного временного ряда; прогноз предполагает, что в будущем за время прогноза не произойдет каких-либо существенных изменений факторов, которые могут повлиять на временной ряд. Таким образом, была сформулирована задача анализа реального времен ного ряда: построение модели временного ряда, оценка адекватности этой мо дели и на основе наблюдаемых значений прогнозирование будущих значений количества ежедневных аварийных заявок на наружные газопроводы, внутренние газопроводы и оборудование ГРП на 30 дней. Для реализации этой цели был использован механизм построения и обучения персептронной нейронной сети [90, 98, 108], аппроксимирующей исходный временной ряд, пример которой приведен на рис. 4.5. Использование нейронной сети в прогнозировании реализуется через распознавание образов. Поведение числа аварийных заявок за изучаемый промежуток времени образуют образ, который распознается сетью и на основе которого строится прогноз.
Прогнозирование потока аварийных- заявок на газораспределительные сети
На процесс обслуживания аварийных заявок на элементы газораспределительных систем воздействует большое количество факторов, которые не всегда возможно учесть в аналитическом решении. Для получения решения математическая модель обслуживания аварийных заявок реализована на ПЭВМ в виде пакета прикладных программ в среде пакета MatLab 6.1- Simulink. Рассмотрим структуру и основные возможности пакета. Matlab — численная вычислительная среда и язык программирования, предоставляющая широкий спектр возможностей для решения самых разнообразных научных задач. Дополнительный пакет под названием Simulink [28, 57] дополняет функциональность базового программного продукта возможностями графического многодоменного имитационного моделирования и проектирования, основанного на модели для динамических и встроенных систем. Основным интерфейсом среды Simulink является инструмент для графического построения блочных диаграмм с настраиваемыми библиотеками блоков. Он предоставляет гибкие возможности интеграции с остальной средой Matlab и может либо управлять Matlab, либо выполнять скриптовые инструкции от него. Для моделирования обслуживания аварийных заявок используются функциональные блоки, из которых составляется математическая модель исследуемого процесса, а также «экспериментальный комплекс», то есть вся необходимая инфраструктура, включающая поток заявок, работу ремонтных бригад по обслуживанию заявок, формирование очередей, средства наблюдения за процессами и их характеристиками. При этом, в силу особенностей используемой среды, математическая модель реализуется на высоком качественном уровне. Использование предоставляемого инструментария для блочных диаграмм дает возможность непосредственно изменять параметры блоков, что позволяет быстро наблюдать отклик моделируемой системы на изменения. Моделирование динамической системы. -. это процесс вычисления состояний системы и ее выходов в течение промежутка времени с использованием информации, заложенной в модели системы. Процесс расчета математической модели в среде Simulink можно условно разделить на два этапа: этап инициализации математической модели и циклический этап моделирования. На этапе инициализации модели Simulink:
Оценивает параметры блоков модели; Выравнивает иерархию модели путем замены виртуальных подсистем блоками, которые в них содержатся; Сортирует блоки в том порядке, в котором г будет- производиться их исполнение на этапе моделирования; Определяет те атрибуты сигналов, которые не были указаны явно в модели, такие как имя, тип данных, размерность; Проверяет, что выходы и входы соединенных блоков совпадают; Выделяет и инициализирует память, которая используется для хранения состояния блоков. На этапе моделирования Simulink последовательно вычисляет состояния и выходы системы, начиная от времени начала моделирования до времени конца моделирования, используя информацию, заложенную в; модели. В начале моде лирования модель задает начальные состояниями выходы моделируемой систе мы. На каждом шаге моделирования вычисляются: новые значения входов, со стояний и выходов системы; модель обновляется:вісоответствии с вычислен ными; значениями. В конце моделирования-в модели хранятся итоговые значе ния входов, состояний и выходов системы. На каждом шаге моделирования Simulink производит следующие дейст вия:. Обновляет выходы блоков модели; в заранее; определенном порядке; Вы ходы блока рассчитываются с помощью выходной функции блока, в ко торую передаются текущее время модели, а: также входы и состояния блока. Выходы дискретного, блока обновляются только в том случае, если текущее время равно шагу моделирования блока, умноженному на целое число;
Обновляет состояния блоков модели в заранее определенном порядке. Simulink вычисляет дискретные состояния, блоков, используя функцию дискретного обновления каждого блока. Расчет непрерывных состояний производится численным интегрированием производных по времени от непрерывных состояний. Производные по времени состояний вычисляются с помощью функции непрерывных производных каждого блока; Вычисляет время для следующего,шагамоделирования. Указанные шаги повторяются, пока не будет достигнуто время остановки моделирования. На рис. 4.10 приведена блок-схема, иллюстрирующая процесс моделирования. Характер поступления заявок может быть: - регулярным, связанным с плановыми работами; - случайным, связанным с выходом из строя оборудования. Количество заявок, поступающих в единицу времени является случай ной величиной и, вместе с тем, зависит от времени суток, времени года и дру гих факторов. По характеру поведения заявки в системе обслуживания мы имеем систему ожиданием без ограничения: - заявка может покинуть систему и в том случае, если ее характер не соответствует профилю работы подразделения; - заявка, вновь поступившая на обслуживание устанавливается в очередь и включается в план работы; При формировании плана работы учитывается приоритет заявок: - если система массового обслуживания, охватывает несколько категорий заявок и по каким-либо соображениям необходимо соблюдать различный подход к их отбору, то имеем систему с приоритетом. - если освободившаяся ремонтная бригада обслуживает заявку, ранее других поступившую в систему, то имеем систему с обслуживанием заявок по мере их поступления. Основные блоки модели приведены на рис. 4.11.
Похожие диссертации на Повышение технологической надежности газораспределительных сетей на основе статистического анализа
