WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 


Разработка метода оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков с использованием теории нечетких множеств

На правах рукописи

Оськин Александр Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ индивидуального пожарного риска резервуарных парков

с использованием теории нечетких множеств

Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность»

(нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа - 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» и ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Хафизов Фаниль Шамилевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Козлитин Анатолий Мефодьевич

кандидат технических наук

Сулейманов Фаиль Назмиевич

Ведущая организация: Самарский научно исследовательский и проектный институт нефтедобычи ООО «СамараНИПИнефть»

Защита состоится «25» февраля 2011 года в 16-30 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Автореферат разослан «25» января 2011 года.

Ученый секретарь совета Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современных условиях динамического развития нефтегазовой отрасли России одной из первоочередных задач является обеспечение безопасности населения и территорий от чрезвычайных ситуаций (ЧС), причем среди техногенных ЧС пожары и взрывы занимают особое место с точки зрения социальных, экономических и экологических последствий.

В связи с принятием Федерального закона «О техническом регулировании» актуальность использования понятия риска для нормирования безопасности возросла. С введением в действие указанного Закона обязательные к выполнению требования безопасности могут содержаться только в технических регламентах, в то же время положения СНиП, НПБ, ПБ и других нормативных документов становятся рекомендуемыми.

При разработке технических регламентов для предприятий нефтегазовой отрасли, которые являются пожаро-взрывоопасными объектами, предполагается применение «гибкого» подхода, основанного на критериях риска, как это принято в ряде промышленно развитых стран. При этом особое значение приобретает правильное определение величин допустимого риска.

В соответствии с Концепцией административной реформы, проводимой в России с 2006 года, на территории страны проводится поэтапное внедрение системы независимой оценки рисков в области обеспечения пожарной безопасности, в том числе на объектах нефтегазовой отрасли. Вступивший в силу с 1 мая 2009 года Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» регламентирует процедуру независимой оценки рисков и устанавливает критерии приемлемого риска.

В связи с этим становится актуальным совершенствование научно-методического аппарата (НМА) оценки риска и повышения его достоверности. Научные исследования должны обеспечить решение задач адаптации методик расчета риска к реальным условиям возникновения и развития аварий на объектах нефтегазового комплекса. Методики должны учитывать многофакторность процессов и явлений, влияющих на возможное возникновение пожаро-взрывоопасных ситуаций. Решению этой задачи посвящено данное диссертационное исследование.

Цель работы – разработка метода оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков, объектов нефтегазовой отрасли, в условиях многофакторности и неопределенности развития аварийных ситуаций.

В диссертации решались следующие задачи:

  1. Анализ существующих методических подходов и особенностей применения математического аппарата теории нечетких множеств для задач оценки индивидуального пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли;
  2. Разработка комплексной логической модели функционирования установки подготовки нефти, имеющей в своем составе вертикальные резервуары для хранения нефти;
  3. Разработка методики экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, учитывающей индивидуальные особенности факторов аварийности;
  4. Разработка метода оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков с использованием теории нечетких множеств, обеспечивающего необходимую степень достоверности получаемых результатов.

Научная новизна

  1. Разработаны и обоснованы новые математические модели оценки индивидуального пожарного риска вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, имеющие характер систем нечеткого логического вывода, основанных на выполнении операций min-пересечения и max-объединения нечетких множеств.
  2. Обоснованны критерии допустимых значений индивидуального пожарного риска резервуарных парков, зависящие от условий соответствия между диапазонами значений нечетких множеств, характеризующих учитываемые факторы пожарного риска.

Положения, выносимые на защиту





  • комплексная логическая модель функционирования установки подготовки нефти;
  • метод оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков, объектов нефтегазовой отрасли, с использованием теории нечетких множеств;
  • методика экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов;
  • модели систем нечеткого логического вывода для оценки индивидуального пожарного риска вертикальных резервуаров хранения нефти.

Практическая значимость исследования

Разработанные метод оценки индивидуального пожарного риска и методика экспертной оценки частоты разгерметизации резервуаров позволили повысить достоверность получаемых расчетных величин индивидуального пожарного риска. Они учитывают индивидуальные особенности объекта, неопределенность факторов пожарного риска и позволяют в процессе расчета увеличивать количество учитываемых факторов.

Результаты расчетов используются в качестве количественного показателя пожарной опасности объектов необходимого для принятия решений, направленных на снижение уровня пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли.

Результаты исследований используются в практической работе ГУ МЧС

России по Удмуртской республике, Самарской и Воронежской областях при оценке фактической степени пожарной опасности промышленных предприятий, расположенных на подведомственных территориях. Разработанный метод успешно применяется при проведении аудита пожарной безопасности объектов нефтегазовой отрасли организациями ООО «Волга Строй-проект» и Самарским региональным отделением Общероссийской общественной организации «Российское научное общество анализа риска».

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на VI Всероссийской конференции «Оценка и управление природными рисками» Института геоэкологии РАН, МЧС России и Российского научного общества анализа риска (Москва, 2006); 3-й Международной научно-практической конференции Самарской государственной академии путей сообщения (Самара, 2006); Семинаре «О внедрении системы независимой оценки рисков в Российской Федерации», Главного Управления МЧС России по Свердловской области при участии Приволжско-Уральского филиала Госэкспертизы проектов МЧС России и Уральского института ГПС МЧС России, (Екатеринбург, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах из перечня ВАК, 10 статей в сборниках международных и всероссийских научно-практических конференций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 98 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 156 страниц машинописного текста с 33 иллюстрациями, 28 таблицами и 5 приложениями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены цель и задачи диссертационной работы, показана её актуальность и практическая значимость, определена новизна и обоснована достоверность полученных результатов, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 выполнен анализ существующих методов и методик оценки риска, освещены вопросы нормирования риска в нашей стране и в мире. Проведена классификация видов риска.

Вопросами определения расчетных величин рисков связанных с эксплуатацией пожаро-взрывоопасных объектов, в том числе объектов нефтегазового комплекса занимались: Акимов В.А., Богачев В.А., Владимирский В.К., Козлитин А.М., Мурзин Н.В., Быков А.А., Петрин С.В., Загороднев В.А., Коваленко О.В., Аршинский Л.В., Фалеев М.И., Воробьев Ю.Л., Фролов К.В., Бестчастнов М.В., Софонов В.С., Одишария Г.Э., Швыряев А.А. и др.

Рассмотрена сущность методов оценки риска, наиболее распространенные области применения, а также недостатки и особенности алгоритмов оценки. На сегодняшний день наиболее приемлемым вариантом для практики, в том числе для нефтегазовой отрасли, является комбинация вероятностного и экспертного методов. Проблема достоверности получаемых результатов в условиях многофакторности и отсутствия достаточного количества статистических данных, а также пути ее решения, являются одной из главных задач оценки риска.

Анализ существующего методического аппарата оценки риска (таблица 1), показал, что наиболее распространенными методиками являются теоретико-вероятностные с использованием теории графов, имитационного моделирования и статистических данных.

Таблица 1 – Методический аппарат оценки и прогноза риска

Методики Решаемая задача
Идентификация Оценка Прогноз
Статисти- ческие Проверка статисти- ческих гипотез, корреляционный, дисперсионный и факторный анализ Статистическое оценивание Временные ряды; нейропрогнозиро- вание
Теоретико- вероятност- ные Феноменологиче- ский и детермини- стский методы, те- ория вероятностей, теория графов Теория вероятно- стей; теория гра- фов; имитационное моделирование Случайные процес- сы; нелинейная ди- намика; химия, фи- зика и механика катастроф
Эвристиче- ские Экспертное оценивание Экспертное оцени- вание; нечеткие модели Экспертное оцени- вание; теория пере- мен

В общем случае риск поражения при авариях и катастрофах обычно рассматривается как вероятность нанесения определенного ущерба человеку и окружающей среде или математическое ожидание ущерба. Величина указанной вероятности R может быть выражена в виде произведения трех компонент (факторов риска):

,

где: R1 – вероятность возникновения опасного события или явления; R2 – вероятность формирования и действия поражающих факторов в месте нахождения людей или объектов окружающей среды, риск поражения которых подлежит определению; R3 – вероятность того, что действие поражающих факторов приводит к определенному ущербу (поражению).





Для определения уровня индивидуального пожарного риска дополнительно необходимо учесть фактор вероятности присутствия персонала в зоне действия поражающих факторов R4.

Показано, что используемые в настоящее время теоретико-вероятностные методы не позволяют адекватно описать сложность связей между факторами риска и обладают рядом недостатков, существенно влияющих на достоверность результатов оценки. К наиболее значительным из них относятся высокая зависимость от статистических данных и низкая адаптация методик к особенностям анализируемого объекта. Кроме того, попытки решения существующей на сегодняшний день задачи комплексной оценки пожарного риска с высокой степенью достоверности, и, соответственно, учетом многофакторности, приводят к необоснованному занижению результатов оценки.

Не является исключением и утвержденная МЧС России методика – приказ от 10.07.2008 г. №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на промышленных объектах».

В настоящее время нормируемые значения пожарного риска в нашей стране, являющиеся количественной основой принятия управленческих решений, определены положениями Федерального закона №123 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Величина индивидуального пожарного риска в зданиях, сооружениях, строениях и на территориях производственных объектов не должна превышать одну миллионную в год.

Для производственных объектов, на которых обеспечение величины индивидуального пожарного риска одной миллионной в год невозможно в связи со спецификой функционирования технологических процессов, допускается увеличение индивидуального пожарного риска до одной десятитысячной в год.

На основании проведенного в первой главе анализа сделан вывод о необходимости разработки метода оценки индивидуального пожарного риска, с математической обработкой данных, основанных на использовании теории нечетких множеств, позволяющего производить оценку риска с высокой степенью достоверности путем учета необходимого количества индивидуальных факторов объекта и неопределенности связей между этими факторами.

Глава 2 содержит описание операций над нечеткими множествами и обоснование возможности применения алгоритмов с нечеткими множествами к задачам оценки пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли.

Вводится понятие лингвистической переменной как набора термов, описываются основные этапы алгоритмов нечеткого логического вывода. В настоящее время наибольшее практическое применение получили алгоритмы Мамдани и Сугено (работы А.Н. Аверкина, З.И. Батыршина и А.Ф. Блишун). Для оценки индивидуального пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли также целесообразно использовать данные алгоритмы.

На первом этапе для каждой лингвистической переменной (фактора риска) определяется множество соответствующих ей лингвистических термов. Формируется база нечетких правил на основе известного шаблона: ПРАВИЛО_Х: ЕСЛИ “Условие_Х” ТО “Заключение_Х” (FX),

где FX – весовой коэффициент соответствующего правила.

Например: П1: ЕСЛИ Поражение = легкое ТО Риск = приемлемый;

П2: ЕСЛИ Поражение = сильное ТО Риск = неприемлемый.

Здесь поражение и риск представляют собой нечеткие лингвистические переменные, заданные своими лингвистическими термами. Рисунок 1 иллюстрирует переходы от условия к заключению, выраженные в термальной форме, где R и P – нечеткие множества риска и поражения соответственно.

Далее находятся степени истинности каждого из нечетких правил. Такая степень истинности представляется в виде усеченного терма (заштрихованная область термального заключения, представлена на рисунке 2).

Рисунок 1 – Графическая иллюстрация нечетких правил

Рисунок 2 – Ннахождение степени истинности

Иллюстрацией основных этапов для нечетких правил П1 и П2 служит рисунок 3, который представляет функцию принадлежности µ(R) нечеткого множества риска R (заштрихованная часть графика µ(R) после операции максимизации над результатом правил П1 и П2).

Далее находится обычное (четкое), то есть числовое значение риска R.

Среди многих методов (центра тяжести, центра площади, левого модального значения, правого модального значения) решено использовать метод центра тяжести, как наиболее наглядный и простой для вычислений:, где  четкое значение выходной переменной (риска);   итоговая функция принадлежности выходной переменной;   множество значений выходной переменной (риска); x – переменная интегрирования ().

Рисунок 3 – µ функция принадлежности нечеткого множества риск

В заключение второй главы показано, что перспективным математическим аппаратом, позволяющим реализовать научную задачу определения индивидуального пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли, является аппарат теории нечетких множеств, позволяющий внести в данную область методологию системного анализа, основанного на учете многофакторности и неопределенности наступления нежелательных событий.

Глава 3 посвящена разработке метода оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков, объектов нефтегазовой отрасли с использованием теории нечетких множеств путем конструирования систем нечеткого логического вывода, позволяющих производить многофакторную оценку риска в условиях неопределенности. Разработаны две модели нечетких систем.

Разработана комплексная логическая модель функционирования установки подготовки нефти, состоящая из четырех частей: словесная часть модели функционирования опасного производственного объекта (ОПО), две графических части модели функционирования ОПО в нормальных производственных условиях и в условиях моделируемой аварийной ситуации, математическая часть модели расчета зон действия поражающих факторов аварии. В целях адаптации к действующим ОПО нефтегазовой отрасли, на примере ОАО «Самаранефтегаз», в качестве фактической основы для разработки комплексной модели была выбрана типовая площадка установки подготовки нефти, как объект, входящий в наиболее многочисленную группу объектов подготовки нефти и имеющий необходимую для решения научной задачи инфраструктуру. Комплексная модель представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 Комплексная модель потенциально опасного объекта

Комплексная модель позволила выделить факторы пожарного риска (факторы влияния), которые в дальнейшем использовались при разработке матрицы системы экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров, спрогнозировать стадийность в развитии аварии и показать зоны распространения поражающих факторов, действующих на производственный персонал.

Проведен статистический анализ накопленных данных аварийности резервуарного оборудования объектов нефтегазовой отрасли, позволивший разделить причины аварий на три группы: общие, системно-технологические и эксплуатационные, всего 20 факторов (пример одного из факторов представлен в таблице 2).

Таблица 2 – Фактор аварийности резервуара дата ввода в эксплуатацию

№ п/п Наименование фактора ввод в эксплуатацию Баллы
1 Не более 1-го года после окончания строительства 0
2 От 1-го до 3-х лет после окончания строительства 5
3 От 1-го до 3-х лет после окончания строительства с учетом необходимого обслуживания 1,5
4 Более 3-х лет 7

Результаты анализа использованы при разработке методики экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, расширяющей многофакторность процесса оценки пожарного риска. Методика позволяет, путем учета индивидуальных характеристик самого резервуара и объекта в целом, получить интегральный коэффициент kвл, учитывающий во сколько раз интенсивность аварий на рассматриваемом резервуаре р отличается от среднестатистического значения ср.

В рамках главы разработан метод оценки индивидуального пожарного риска с использованием теории нечетких множеств, учитывающий четыре параметра (фактора риска): вероятность аварии, вероятность реализации механизма воздействия, вероятность поражения и вероятность присутствия работника на территории объекта. Количество факторов риска, учтенных при построении нечетких систем, выбрано в целях определения сходимости результатов оценки риска, рассчитанных по существующему и предлагаемому методам. Данный подход обеспечивает наглядность анализа результатов. В качестве традиционной методики оценки пожарного риска выбрана методика расчета величин пожарного риска, введенная в действие Приказом МЧС России от 10.07.2008 г. №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на промышленных объектах».

Предлагаемый в работе метод оценки индивидуального пожарного риска имеет характер нечеткой системы, а сам процесс вычисления состоит из основных этапов формирования поверхности нечеткого отклика.

Определены нечеткие множества, характеризующие входные и выходную переменные. Множества описываются характеристическими функциями, принимающими значения в интервале от нуля до единицы, определяющими степень предпочтения соответствующего фактора. Функции определялись, основываясь на статистические данные, в некоторых случаях на основе экспертной оценки.

Соответствие “четких” входных и выходных переменных системы лингвистическим переменным приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Принятые лингвистические переменные нечеткой системы оценки индивидуального пожарного риска

Имя переменной Тип переменной Диапазон значений Лингвистическая переменная
Вероятность аварии, 1/год Входная 10-6 … 10-4 Инцидент
Вероятность зажигания, 1/год Входная 10-2 … 10-1 Зажигание
Вероятность поражения, % Входная 0 … 100 % Поражение
Вероятность присутствия Входная 0,1 … 1 Присутствие
Индивидуальный пожарный риск Ri, 1/год Выходная 10-8 … 10-4 Индивидуальный риск

Диапазоны значений переменных в основном обоснованы положениями вышеупомянутого приказа МЧС России №404.

Каждая лингвистическая переменная задана соответствующими лингвистическими термами:

индивидуальный риск = {приемлемый, допустимый, не допустимый };

инцидент = { низкий, средний, высокий };

зажигание = { редкое, частое };

поражение = { легкое, среднее, тяжелое, смертельное }.

Выявлены условия соответствия (правила) между входными и выходными нечеткими переменными. Структура правил определяется форматом “если - то”. Формирование правил выполнено после обработки большого ряда результатов экспертных оценок.

Таблица 4 – Связь входных переменных с выходной

Инд. риск Инцидент
Присутствие – обычное
Зажигание Редкое Частый Средний Редкий
Поражение Смертельное Не приемлемый Допустимый Приемлемый
Тяжелое Допустимый Приемлемый Приемлемый
Среднее Приемлемый Приемлемый Приемлемый
Легкое Приемлемый Приемлемый Приемлемый
Зажигание Часто Частый Средний Редкий
Поражение Смертельное Не приемлемый Допустимый Приемлемый
Тяжелое Допустимый Приемлемый Приемлемый
Среднее Допустимый Приемлемый Приемлемый
Легкое Приемлемый Приемлемый Приемлемый
Присутствие – постоянное
Зажигание Редкое Частый Средний Редкий
Поражение Смертельное Не приемлемый Не приемлемый Допустимый
Тяжелое Не приемлемый Допустимый Приемлемый
Среднее Допустимый Приемлемый Приемлемый
Легкое Приемлемый Приемлемый Приемлемый
Зажигание Часто Частый Средний Редкий
Поражение Смертельное Не приемлемый Не приемлемый Допустимый
Тяжелое Не приемлемый Допустимый Допустимый
Среднее Допустимый Допустимый Приемлемый
Легкое Допустимый Приемлемый Приемлемый

На основе разработанных правил (таблица 4) произведено вычисление значений соответствующей “четкой” переменной. Были проведены вычислительные эксперименты в системе MatLab по построению поверхностей индивидуального пожарного риска (рисуноки 5 и 6).

Рисунок 5 – Алгоритм Мамдани

Аналогичным образом построена поверхность (Рисунок 6).

Рисунок 6 – Алгоритм Сугено

Так как, переменные инцидент и индивидуальный риск имеют широкий диапазон значений, для них были применены логарифмические шкалы, это позволило произвести более точное построение поверхностей.

“Изломы” поверхностей определяют точки наибольших неопределенностей при оценке индивидуального пожарного риска.

Построение поверхностей производилось по двум алгоритмам Мамдани (рисунок 5) и Сугено (рисунок 6).

Сравнительный анализ показал, что применение алгоритма Сугено позволило увеличить точность вычислений, учитывая более широкий диапазон значений.

Четкая оценка индивидуального пожарного риска для работника m объекта, при его нахождении на территории объекта, определяется выражением:

,

где Р(i) - величина потенциального риска в i-ой области территории объекта, год-1; qim - вероятность присутствия работника m в i-ой области территории объекта.

Величина потенциального пожарного риска в определенной точке (а) на территории объекта и в селитебной зоне вблизи объекта (год-1) определяется по формуле:

,

где J - число сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров, ветвей логического дерева событий); Qdj(a) - условная вероятность поражения человека в определенной точке территории (а) в результате реализации j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, отвечающего определенному инициирующему аварию событию; Qj - частота реализации в течение года j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, год-1.

Для определения количественной эффективности метода оценки риска с использованием нечетких множеств и подтверждения достоверности результатов были проведены вычислительные эксперименты по оценке индивидуального пожарного риска на территории моделируемого ОПО по различным сценариям аварий, связанным с разгерметизацией резервуарного оборудования.

В диссертационной работе показано, что эти эксперименты повторялись многократно с использованием традиционного и предлагаемого методов, после чего оценивались статистические данные. На этапе оценки потенциального пожарного риска была выявлена высокая сходимость результатов, что позволило сделать вывод о соблюдении в разработанных нечетких системах всех закономерностей, присущих традиционному подходу, правильности их построения и достоверности получаемых результатов. А также позволило обосновать возможность и правильность применения математического аппарата нечеткой логики к исследуемой области. Результаты одного из экспериментов представлены в таблице 5. Использование математического аппарата нечеткой логики позволило осуществить развитие закономерностей традиционного подхода путем учета неопределенности и получить более точные результаты оценки потенциального пожарного риска.

Таблица 5 – Прогнозируемый потенциальный пожарный риск

Зоны риска (динамическое воздействие) Традиционный метод, 1/год Система нечеткого вывода (Mamdani), 1/год Система нечеткого вывода (Sugeno), 1/год
риск смертельного поражения, R1 3,21·10-6 3,80·10-6 3,89·10-6
риск тяжелого поражения, R2 1,86·10-6 2,18·10-6 2,05·10-6
риск сильного поражения, R3 8,39·10-7 8,91·10-7 9,33·10-7
риск легкого поражения, R4 1,09·10-7 1,32·10-7 1,15·10-7

При помощи разработанной методики экспертной оценки была получена уточненная частота разгерметизации, отражающая индивидуальную совокупность конкретных значений факторов рассматриваемого резервуара и моделируемого объекта в целом. Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Результаты оценки частоты разгерметизации

Среднестатистическая частота разгерметизации, 1/год (приказ №404) Баллы Частота разгерметизации, 1/год
1,2·10-5 6,085 7,302·10-5

Результаты оценки индивидуального пожарного риска представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Индивидуальный пожарный риск

Традиционный метод, 1/год Традиционный метод с учетом бальной оценки, 1/год Система нечеткого вывода (Mamdani), 1/год Система нечеткого вывода (Sugeno), 1/год
1,21·10-7 7,37·10-7 1,74·10-6 1,93·10-6

Как следует из представленных в таблице данных, результаты оценки индивидуального пожарного риска, полученные с использованием традиционного метода, на порядок ниже, чем результаты оценки с использованием разработанных нечетких систем. В свою очередь, результаты оценки по обеим нечетким системам имеют хорошую сходимость, это позволяет говорить о верном учете соответствий (правил) между факторами при построении нечетких систем. Следует также отметить, что семантика правил нечетких систем полностью отвечает логическим и математическим закономерностям, присущим сфере пожарного риска нефтегазовой отрасли.

Проведенные вычислительные эксперименты по традиционному методу (приказ МЧС России №404) показали, что результаты оценки индивидуального пожарного риска, в абсолютном большинстве случаев, лежат в области приемлемых и пренебрежимо малых значений. Так как, данный метод, в отличие от предложенного, не учитывает индивидуальных особенностей анализируемого объекта и неопределенность, вызванную сложностью связей между факторами риска, тем большую, чем большее количество факторов учитывается. Это обосновывает числовой порядок получаемых значений индивидуального пожарного риска.

Разработанный метод ориентирован на выявление недопустимого уровня индивидуального пожарного риска, как важнейшего показателя опасности объекта. Его потенциал позволяет повышать достоверность результатов оценки риска, увеличивая количество входящих переменных (факторов риска), повышая их термальность и доопределяя правила.

Таким образом, применение теории нечетких множеств и методики экспертной оценки позволило увеличить эффективность процедуры оценки пожарного риска и повысить достоверность получаемых результатов. Анализ результатов расчетных значений риска, полученных традиционным теоретико-вероятностым и предлагаемым методами, позволяет сделать вывод о преимуществе алгоритмов с нечеткими множествами.

Степень достоверности результатов оценки риска, полученных с использованием моделей «нечетких систем», позволяет использовать их на практике для определения показателей потенциального и индивидуального пожарных рисков и управления ими методами снижения, передачи и компенсации. Разработанный метод может быть успешно использован в ходе процесса независимой оценки пожарного риска на объектах нефтегазовой отрасли (аудита безопасности).

В главе 4 представлена технико-экономическая оценка результатов исследования. Определен общий экономический ущерб, прогнозируемый при реализации моделируемой аварии, равный 54 136 986,13 рублей. Определен ожидаемый ущерб в год (таблица 8).

Таблица 8 – Ожидаемый экономический ущерб в год

Традиционный логико-вероятностный метод Метод с использованием теории нечетких множеств
39,21 руб. год-1 238,57 руб. год-1

Из таблицы 8 следует, что ожидаемый экономический ущерб в год, определенный с применением разработанного метода, на порядок выше ущерба, определенного с использованием традиционного метода, что соответствует выявленному недопустимому уровню пожарного риска моделируемого объекта.

В соответствии с возрастанием опасности предприятия, растут и затраты предприятия по минимизации риска и передаче его страховым компаниям. Определены перечень и стоимость инженерно-технических мероприятий, позволяющих снизить риск на рассматриваемой модели потенциально опасного объекта. Сметная стоимость мероприятий составит 5 387,31 тыс. рублей.

Оценка экономического эквивалента решений по снижению пожарного риска показывает, что они минимум на порядок меньше, чем прогнозируемый экономический ущерб моделируемой аварии.

Принятие своевременных адресных решений управления пожарным риском, с учетом их экономической целесообразности, позволит минимизировать человеческие жертвы и избежать значительных экономических потерь, связанных ущербом окружающей природной среде и самому объекту, в том числе от неполученной выгоды.

Основные выводы

  1. Проведенный анализ показывает, что существующие методики оценки индивидуального пожарного риска основаны на формальной логике, оперирующей точными и четкими понятиями, ставящей знак равенства между неопределенностью и случайностью и не учитывающей связей между человеком и техникой. Поэтому, в условиях многофакторности и неопределенности развития аварийных ситуаций, данные методики не обеспечивают требуемую достоверность результатов оценки пожарного риска.
  2. Адаптированным и перспективным математическим аппаратом для оценки пожарного риска, объектов нефтегазовой отрасли является аппарат теории нечетких множеств, позволяющий внести в данную область методологию системного анализа, основанного на учете неопределенности нежелательных событий.
  3. Разработана комплексная модель установки подготовки нефти, позволившая выявить многофакторность и неопределенность развития аварийных ситуаций, а также наглядно показать факторы пожарного риска.
  4. Разработана методика экспертной оценки частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, позволяющая учитывать широкий спектр факторов влияния и индивидуальных особенностей анализируемого объекта.
  5. Разработан новый метод оценки индивидуального пожарного риска резервуарных парков, объектов нефтегазовой отрасли, применение которого позволило повысить достоверность получаемых результатов в условиях многофакторности и неопределенности развития аварийных ситуаций за счет адаптации метода к индивидуальным особенностям объекта и наиболее полного использования ресурсов экспертных оценок и знаний.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

  1. Оськин А.А. Вызовы, угрозы, риски: неотъемлемая часть процесса развития общества и государства /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Вестник МАНЭБ. – 2004. – Т. 9. №5 – С. 121-124.
  2. Оськин А.А.. FN-кривые как инструмент анализа степени опасности предприятия /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Экология и здоровье человека: труды X Всероссийского конгресса.

    – Самара: 2005. – С. 209-211.

  3. Оськин А.А. Целеориентированный подход к управлению рисками нежелательных событий в экологии /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Экология и здоровье человека: труды X Всероссийского конгресса. – Самара: 2005. – С. 211-215.
  4. Оськин А.А. Система оценки и управления техногенными и природно-техногенными рисками /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С.70-75.
  5. Оськин А.А. Повышение защищенности населения и территорий от техногенных и природных чрезвычайных ситуаций /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С 65-70.
  6. Оськин А.А. Возможные подходы к обоснованию критериев приемлемого риска /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 132-135.
  7. Оськин А.А. Управление безопасностью территорий и проблема выбора критериев приемлемого риска. Анализ возможных подходов к управлению рисками техногенных аварий /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 151-153.
  8. Оськин А.А. АLARP - принцип формирования системы снижения потенциально негативного воздействия поражающих факторов аварии /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Сборник статей. – Самара: Изд-во СамГАПС, 2005. – С. 148-150.
  9. Оськин А.А. Анализ методологических подходов к обеспечению безопасности и экономической эффективности транспортного процесса в условиях чрезвычайной ситуации /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Современные проблемы безопасности: анализ и решения: материалы IX международных научных чтений МАНЭБ». Санкт-Петербург – Самара: 2005. – С. 143-151.
  10. Оськин А.А. Повышение достоверности оценки риска чрезвычайных ситуаций на трубопроводном транспорте в условиях многофакторности аварий /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы труда, его охраны и безопасности: труды II Всероссийской научно-практической конференции. – Самара: 2005. – С.88-99.
  11. Оськин А.А. Использование элементов теории массового обслуживания в процессе оптимизации методического аппарата расчета индивидуального пожарного риска /А.А. Оськин //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 149-153.
  12. Оськин А.А. Дифференцированный подход при обосновании критериев приемлемого риска для различных категорий населения, проживающего в зонах возможного поражения /А.А. Оськин //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 146-149.
  13. Оськин А.А. Добровольный и вынужденный риски /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: материалы 3-й Международной научно-практической конференции – Самара: 2006. – С. 145-146.
  14. Оськин А.А. Экологический риск методы его анализа и стоимостная оценка /А.А. Оськин, Б.А. Анфилофьев //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «XII Конгресс «Экология и здоровье человека». –2007. – Т. 1. – Специальный выпуск. – С. 176-178.
  15. Оськин А.А. Метод нечетких множеств в анализе рисков сферы железнодорожного и муниципального транспорта /А.А. Оськин //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «Перспективы и направления развития транспортной системы» – 2007. – Специальный выпуск. – С. 126-129.
  16. Оськин А.А. Нечеткие множества как механизм повышения достоверности оценки риска объектов техносферы /А.А. Оськин //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. «Актуальные проблемы машиностроения». – 2009. – Специальный выпуск. – С. 210-214.
  17. Оськин А.А. Оценка частоты разгерметизации вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов /А.А. Оськин, Ф.Ш. Хафизов //Наука и образование транспорту: материалы 3-й Всероссийской научно-практической конференции – Самара – Пенза: 2010. – С. 103-105.
  18. Оськин А.А. Нечеткие множества как механизм оценки пожарного риска объектов нефтегазовой отрасли /А.А. Оськин, Ф.Ш. Хафизов //Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2010. - №2(80) – С.98-103.


 


Похожие работы:

«ПОЛУНИН ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗА СЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 05.26.01 – ОХРАНА ТРУДА (отрасль АПК) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - Пушкин –2009 Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности ФГОУ ВПО Челябинский государственный агроинженерный университет Научный руководитель: доктор...»

«Клаптюк Ирина Викторовна Ультразвуковая и твердофазная экстракци я в исследовании светлых нефтепродуктов при мониторинге чрезвычайных ситуаци й 05.26.02 – безопасность в чрезвычайных ситуациях (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет...»

«Джумаев Сергей Джалилович Совершенствование системы безопасности персонала АЭС на основе информационно-измерительной системы Скала-микро Специальность 05.26.01 Охрана труда (энергетика и электротехника) АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре инженерной экологии и охраны труда Московского энергетического института (технический университет) Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ, доктор...»

«КОВШОВ Станислав Вячеславович ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОГЕННОГО СПОСОБА СНИЖЕНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ОТВАЛОВ НА РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной промышленности) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском...»

«Бараковских Сергей Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ЗАЩИТЫ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2012 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР). Научный руководитель – Иванов Вадим Андреевич, доктор технических наук,...»

«Бояров Антон Николаевич МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ И ЗАЩИТА ОТ САМОВОЗГОРАНИЯ ПИРОФОРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ (на примере ОАО Самаранефтегаз) Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2010 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР) Научный руководитель доктор...»

«ГРЕБЕНЮК Борис Васильевич ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШТАБА ВСЕРОССИЙСКОЙ СЛУЖБЫ МЕДИЦИНЫ КАТАСТРОФ 05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях (медицина катастроф) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва – 2009 Работа выполнена в ФГУ Всероссийский центр медицины катастроф Защита Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Научный руководитель: доктор медицинских...»

«КОРОЛЕВ ИЛЬЯ ВИКТОРОВИЧ РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ, СНИЖАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ НА ЧЕЛОВЕКА Специальность 05.26.01 – Охрана труда (энергетика) АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Государственном Образовательном Учреждении Высшего Профессионального Образования Московском энергетическом институте (Техническом университете) на кафедре Инженерная экология и охрана...»

«МЕДВЕДЕВ АНДРЕЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕДОБЫЧИ Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2009 Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете Научный руководитель доктор технических наук, профессор Байков Игорь Равильевич. Официальные оппоненты: доктор технических...»

«кАрначев Игорь Павлович НАУЧНОЕ обоснование метод ОВ анализа производственного травм а тизма и профессиональной заболеваемости при подземной добыче полезных ископа е мых Специальность 05.26.01 – Охрана труда (в горноперерабатывающей промышленности) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Тула 2013 Диссертация подготовлена в ФГБОУ ВПО Тульский государственный университет на кафедре геотехнологий и строительства подземных сооружений. Научный...»

«Бондарук Анатолий Моисеевич ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ЭТАПАХ СТРОИТЕЛЬСТВА И ОСВОЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2011 Работа выполнена в Башкирском государственном университете (БашГУ) Научный руководитель доктор технических наук Ямалетдинова Клара Шаиховна

«Лунев Вячеслав Владимирович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ Специальности: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс); 25.00.19 – Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2011 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта...»

«РЫБНИКОВА АННА ВИКТОРОВНА ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИГОДНОСТИ СПЕЦИАЛИСТОВ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ К ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Научный руководитель: доктор психологических наук, доцент Иванова...»

«Кондратьева Ольга Евгеньевна РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ Специальность - 05.26.01 Охрана труда (энергетика, электроэнергетика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2008 Работа выполнена на кафедре инженерной экологии и охраны труда Московского энергетического института (Технического университета) Научный руководитель: доктор биологических наук, кандидат технических наук...»

«ГАСПАРЬЯН Никита Александрович ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЕ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ВЛАГИ ПРИ ВЕДЕНИИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ Специальность 05.26.01 – Охрана труда (в горной промышленности) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом...»

«АЛЕКСАНЬЯН АРТУР АРАМОВИЧ Управление промышленной безопасностью эксплуатации морских гидротехнических сооружений шельфа юга Вьетнама (на примере месторождения Дракон СП Вьетсовпетро) Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2011 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта...»

«Лопухин Борис Михайлович ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛИЧНОСТНЫХ РЕСУРСОВ СТРЕСС-ПРЕОДОЛЕВАЮЩЕГО ПОВЕДЕНИЯ СОТРУДНИКОВ ГПС МЧС РОССИИ В ПЕРИОД АДАПТАЦИИ К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург – 2013 Работа выполнена в Автономной некоммерческой образовательной организации высшего профессионального образования Институт экономики бизнеса Научный...»

«Демидова Ольга Анатольевна РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭКОСИСТЕМНЫХ РИСКОВ В ЗОНАХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях в нефтяной и газовой промышленности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ и в Некоммерческом...»

«АКУЛОВ АРТЕМ ЮРЬЕВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2012 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР). Научный...»

«Сытдыков Максим Равильевич МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОРОШКОВОГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ СО ВСТРОЕННОЙ ПОРИСТОЙ ЕМКОСТЬЮ (применительно к пожароопасным производственным объектам нефтебаз) 05.26.03 пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт- Петербург – 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Научный руководитель – доктор технических наук,...»







Загрузка...



 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.