Методическое обеспечение оценки эффективности адаптивного управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Неклюдов, Валерий Николаевич

• Неклюдов, Валерий Николаевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Неклюдов, Валерий Николаевич

Список сокращений

Введение

Глава 1 Постановка задачи оценки эффективности адаптивного управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России

1.1 Анализ современного состояния объектов нефтегазотранспортного комплекса России

1.2 Обоснование признаков, идентифицирующих антропогенное изменение окружающей природной среды вследствие возникновения чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса

1.3 Постановка задачи оценки эффективности управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России

Выводы по первой главе

Глава 2 Разработка комплекса алгоритмов адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России

2.1 Разработка комплекса алгоритмов адаптивного регулирования очередности восстановления экологически чистой эксплуатации аварийного объекта НГТК в зависимости от состояния процесса ликвидации чрезвычайной ситуации 20ооп)(к)

2.1.1 Разработка алгоритма адаптивного регулирования очередности восстановления аварийного объекта НГТК в зависимости от состояния процесса ликвидации чрезвычайной ситуации 2ооо(0)(к)

2.1.2 Разработка алгоритма адаптивного регулирования очередности восстановления аварийного объекта НГТК в зависимости от состояния процесса ликвидации чрезвычайной ситуации 2ооо(1)(к)

2.1.3 Разработка алгоритма адаптивного регулирования очередности восстановления аварийного объекта НГТК в зависимости от состояния процесса ликвидации чрезвычайной ситуации 2оо1(2)(к)

2.2 Разработка общей структуры алгоритма адаптивного управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтега-зотранспортного комплекса

Выводы по второй главе

Глава 3 Разработка имитационной модели процесса и методик оценки эффективности адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствии чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса

3.1 Разработка имитационной модели процесса восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса при использовании адаптивной стратегии

3.1.1 Имитационная модель при использовании адаптивной стратегии управления восстановлением

3.1.2 Особенности имитационной модели при использовании неадаптивной стратегии управления восстановлением

3.2 Разработка комплекса методик оценки эффективности адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса

3.2.1 Методика сравнительной оценки эффективности адаптивного управления восстановлением

3.2.2 Методика абсолютной оценки эффективности адаптивного управления восстановлением

3.3 Анализ результатов исследования адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса

Выводы по третьей главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методическое обеспечение оценки эффективности адаптивного управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России»

В ряду стратегических рисков России особое место занимают угрозы крупных техногенных катастроф, которые могут иметь региональный, федеральный и трансграничный масштабы. Исключительной особенностью России на современном этапе ее развития является сосредоточение многих причин и источников угроз чрезвычайных ситуаций техногенного характера в нефтегазотранспортном комплексе.

Так, например, трубопроводный транспорт, по оценке экспертов, в 40 раз безопаснее железнодорожного и в 300 раз автомобильного [61]. В то же время аварии на нем приводят к наиболее масштабным нежелательным последствиям. При этом ущерб определяется не столько стоимостью потерянного энергопродукта, сколько экологическими трудно ликвидируемыми последствиями. Как акцентирует Министр МЧС России С.К. Шойгу, такие чрезвычайные ситуации техногенного характера возможны там, где эксплуатирующие организации не меняли трубопроводы в течение 5-8 лет [73].

Поскольку нефтегазотранспортные объекты распределены на огромных территориях, то природоохранный статус таких объектов является чрезвычайно высоким с точки зрения требований экологической безопасности и минимизации риска. В' составе общей номенклатуры объектов нефтегазового комплекса (НТК) особое место занимают наземные объекты промышленной инфраструктуры - компрессорные (КС) и насосные станции (НС), установки комплексной подготовки газа (УКПГ) и нефти (УКПН), резервуарные парки и хранилища углеводородного сырья, нефте-и газоперерабатывающие заводы, станции электрохимической защиты (ЭХЗ), нефте- и газораспределительные сети, магистральные и промысловые нефте-продуктопроводы и др. Указанные объекты- характеризуются сложностью конструктивного исполнения и высоким энергетическим потенциалом техногенного влияния на окружающую среду (ОС).

Очевидно, что успешное функционирование НГТК России в целом и магистральных трубопроводов (МТ) в частности обеспечивается эффективной работой объектов наземной инфраструктуры. При этом под эффективной работой подразумевается экологически безопасная эксплуатация и высокопроизводительное функционирование таких объектов. На протяжении последних десятилетий в России были освоены и введены в действие многие месторождения углеводородного сырья. Высокими темпами строились трубопроводные системы (ТПС) для транспортировки на огромные расстояния нефти, газа и нефтепродуктов. Сооружены сотни мощных НС и КС, попутные линии электропередач и связи, станции комплексной подготовки газа и нефти, катодные станции ЭХЗ, резервуарные емкости и хранилища и т.п. НГТК относится к видам народнохозяйственной деятельности, обладающим высокой степенью экологической опасности в региональном и общегосударственном масштабе.

Общая безопасность систем трубопроводного транспорта (ТПТ) нефти и газа зависит в немалой степени от работоспособности других объектов инфраструктуры. В настоящее время на магистральных нефтепроводах работают 395 насосных станций, резервуарные парки насчитывают 898 резервуаров общей вместимостью 13 млн. м . На газопроводах работают 249 компрессорных станций общей мощностью 40,2 млн. кВт. Активная мощо ность 21 подземного хранилища составляет около 80 млрд. м . Значительная пожаро- и взрывоопасность наземных объектов, высокий уровень энергонапряженности, разнохарактерность природных ландшафтов, в которых ведется строительство и эксплуатация объектов по географическим, геолого-минералогическим, природно-климатическим и другим факторам, создают значительные трудности в решении природоохранных и ресурсосберегающих задач.

Разработанные методики качественного проектирования, совершенствование технологий строительства и обеспечение устойчивой эксплуатации, повышения степени индустриализации, внедрение* вахтово-экспедиционной организации работ, укрупнение головных сооружений и др. позволило снижать: сроки освоения (активных строительных воздействий), удельные характеристики недопотребления и отвода земель, потреб9 ление ресурсов и т.д. Тенденции изменения природосберегающих характеристик освоения северных газоконденсатных месторождений отражены в табл. 1 [2].

Таблица 1

Природосберегающие характеристики освоения северных газоконденсатных месторождений

Показатели Месторождение

Медвежье Уренгойское Ямбургское Ямал-проект (Бованен-ковское, Ха-расавэйское)

Общее число уста- 9 19 10 3 новок УКПГ

Единичная мощ- 1.5 15.20 26,5 40 ность одной УКПГ, млрд. м3

Число суперблоков — — 227 180 для монтажа УКПГ

Число скважин в 3.5 3.7 8.12 20 одном кусте

Удельная площадь 130 — 60 35 отчуждаемых в по- стоянное пользова- ние земель, га на 1 млрд. м3/год

Приведенная чис- 0,66 — 0,07 0,04 ленность одновре- менно занятых строителей, тыс. чел. на 1 млрд. м3/год

Однако в целом экологический ущерб при развитии НГТК и освоении новых районов остается значительным, так как отсутствует комплексный инженерно-экологический подход на всех этапах освоения месторождений. До настоящего времени решаются, как правило, только частные задачи, связанные с обустройством конкретных объектов (совершенствование несущих конструкций, нормирование нагрузок и воздействий, расчеты на прочность и устойчивость и т.п.).

При этом на разных этапах жизненных циклов объектов НГТК виды ущерба обусловлены разными видами воздействий, которые характеризуются: на этапе проектирования (прединвестиционные исследования, планирование проекта, разработка проектно-сметной документации, проведение торгов, заключение контрактов, строительно-монтажные работы, сдача проекта) - определяются не только основные тактико-технические характеристики и организационно-технологические показатели объектов НГТК, но и формируются условия для возникновения этих ущербов (материалы, из которых производятся составляющие объектов НГТК, виды технологий производства и строительства, методики испытаний, контроля и диагностики и т.п.). При этом очень важно учесть, что все вышеуказанные факторы внутренних и внешних воздействий могут действовать на протяжении всех этапов жизненного цикла объектов НГТК; на этапе формирования (разведка, изыскания, бурение, обустройство, строительство) - относительно кратковременными, но весьма интенсивными воздействиями, преимущественно механическими разрушениями и (для северных районов) тепловыми воздействиями, в меньшей степени - физико-химическим загрязнением почв и поверхностных вод. Эти первичные факторы ущерба в свою очередь воздействуют угнетающе на всю биосферу (флору, фауну и человека); на этапе функционирования (эксплуатация месторождений и трубопроводов) - длительными, но относительно менее интенсивными физико-химическими воздействиями: тепловыми на криолитосферу, химическим загрязнением атмосферы, почв и поверхностных вод; в аварийных ситуациях - краткосрочными крайне интенсивными физико-химическими воздействиями в результате отказов, потерь нефти, газа, нефтепродуктов, ремонтно-восстановительных мероприятий, сопровождающимися ущербом во всех компонентах природной среды.

Надежная, длительная, бесперебойная и безаварийная эксплуатация инженерных систем трубопроводов и наземных объектов их инфраструк

11 туры стала одной из глобальных проблем настоящего времени. Одним из путей решения этой проблемы является использование разработанных диагностических и интеллектуальных технологий при строительстве, испытаниях, эксплуатации и ремонте трубопроводов, применение которых способствует как обеспечению, так и повышению уровня эффективности управления процессами безопасности на объектах ТПТ.

Основанные на новом технологическом принципе диагностические технологии позволяют:

A) при строительстве трубопроводов: исключить случаи массового дефектообразования при сварке; уменьшить объемы исправлений и ремонта сварных швов; сократить объемы рентгеногаммаконтроля и УЗ-контроля; сократить в отдельных случаях объем испытаний, их продолжительность или вообще отказаться от промежуточных и окончательных оп-рессовок (пневмо-, гидроиспытаний) трубопроводов; повысить реальную надежность и работоспособность трубопроводов; сократить сроки строительства и ввода в строй новых участков при эксплуатации трубопроводов;

Б) при эксплуатации трубопроводов: предотвратить либо исключить аварии, разрушения и катастрофы, повысить безопасность и улучшить экологическую чистоту; определять и находить с точностью до нескольких сантиметров на ранних стадиях дефекты типа утончений, трещин, свищей, пробоин и коррозионных повреждений; определять остаточный срок службы трубопровода; разработать необходимые организационные и технические меры для продления срока службы участков трубопроводной системы;

B) при ремонте объектов трубопроводного транспорта: своевременно выявлять аварийные участки и классифицировать их по степени их надежности; сократить объемы и продолжительность ремонта; повысить качество ремонтных работ.

Помимо естественного износа конструктивных элементов трубопровода, выход системы из строя происходит при стихийных бедствиях и техногенных воздействиях. К стихийным бедствиям обычно относят землетрясения, цунами и ураганы. Осадки и деформации грунтов оснований, хотя и являются следствием естественных процессов, как правило, являются следствием ошибок в проекте или создаются из-за нарушений правил эксплуатации.

В военное время сохранность трубопроводных систем, поставляющих углеводородное сырье, будет иметь особенное значение для обеспечения нормального функционирования государства и особенно жизнедеятельности промышленной, оборонной и гражданской инфраструктуры. В то же время следует отметить, что практически все магистральные трубопроводы и объекты ТПС не имеют какой-либо серьезной защиты, и в случае диверсионных или прямых военных действий легко могут быть выведены из строя.

При проектировании магистральных трубопроводов не всегда учитываются вопросы надежности и долговечности основных объектов трубопроводной системы, например, без достаточного обоснования принимается расчетный срок эксплуатации в 25 - 40 лет, хотя практика показала, что многие из построенных трубопроводов, отслужив назначенный проектом срок, продолжают транспортировать нефть и газ и, по-видимому, будут эксплуатироваться еще многие десятки лет, при постоянном их ремонте и усилении, с ежегодными значительными материальными затратами на поддержание приемлемого рабочего состояния.

Немаловажное значение в обеспечении надежности эксплуатации магистральных трубопроводов имеют материальные ресурсы и наличие специализированной мобильной техники и системы материального обеспечения. Не решены вопросы по разработке методов строительства и восстановления в экстремальных ситуациях, в том числе с учетом охраны окружающей среды и при выполнении работ на радиоактивно загрязненной или зараженной территории.

Расчетные данные и анализ результатов аварий и стихийных бедствий показал, что заблаговременный прогноз, оценка и организованная подготовка предупредительных мероприятий на основе вариантных проектных проработок позволяет сэкономить значительные средства и сократить сроки восстановления при меньших трудозатратах и лучшем качестве работ. Последние обстоятельства особенно важны, так как трубопроводные системы обычно располагаются в различных климатических зонах страны, зачастую в малообжитых районах с плохими дорогами и неустойчивыми транспортными связями и, как правило, со слаборазвитой социально-экономической инфраструктурой [4; 7; 8].

Однако значительная часть трубопроводной системы проходит по обжитой территории [62]. В результате эксплуатации магистральных неф-те- и продуктопроводов, а также резервуаров, нарушения сливно-наливных операций происходит интенсивное загрязнение грунтов. Механика данного процесса следующая. Начальная стадия при утечке нефти и нефтепродуктов характеризуется образованием поверхностного ареала загрязнения и незначительной инфильтрацией его в почву. На второй стадии происходит вертикальная инфильтрация нефти и нефтепродуктов. На третьей - боковая миграция их в почвенном массиве.

Экспериментальные исследования показывают, что процесс загрязнения определяется проницаемостью почв, ее составам, положением зеркала грунтовых вод и временем [63]. Например, в песчаных почвах глубина просачивания нефти превышает один метр, а в глинистых грунтах не доходит до 50-70 см. При достижении нефтью уровня грунтовых вод дальнейшее ее проникновение вглубь прекращается.

Как загрязнители воды, нефть и нефтепродукты представляют особую опасность для окружающей природной среды и ее обитателей. Токсичность нефти зависит от ее химического состава и концентрации. К наиболее токсичным и быстродействующим относятся низкокипящие ароматические углеводороды. Даже при малых концентрациях они оказывают отравляющее воздействие на биоту. Реакция почвенно-растительного комплекса на такое загрязнение носит избирательный характер. Ареалы распространения тяжелых фракций нефти концентрируются в пониженных элементах рельефа и не образовывают сплошных покровов. В почве накап

14 ливаются железо, марганец и уменьшается содержание азота, фосфора, калия и магния. При этом увеличивается доля нерастворимого осадка в гумусе, что снижает плодородие.

ЧС на магистральных нефтегазопроводах связаны и с таким опасным фактором, как пожар факела с воздействием теплового поля от пламени на окружающую среду, а также с выбросом грунта в форме котлована.

Таким образом, для определения масштабов опасности в составе действующих систем магистральных и промысловых нефтегазопроводов следует выделить несколько основных аспектов: сеть магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа с разветвленной добывающей и транспортной инфраструктурой обеспечивает хозяйственно-экономическую деятельность на трети территории России, на которой проживает до 60% населения; объекты трубопроводного транспорта нефти и газа характеризуются высоким энергетическим эквивалентом, который только для газопроводов о большого диаметра при расчетной производительности 32 млрд. м в год составляет 15,2 млн. кВт/год; системы трубопроводов для транспорта нефти и газа оказывают непосредственное влияние на все компоненты природной среды. Причем, негативное экологическое влияние имеет место как при аварийных, так и при штатных ситуациях. В 50% случаев аварий происходит возгорание газа

Ю]; при проектировании не в полной мере учитываются все инженерно-технические и социально-экономические факторы, которые влияют на надежность и безопасность объектов в составе магистральных трубопроводов; эксплуатационные службы недостаточно полно и квалифицированно оценивают надежность систем трубопроводного транспорта; при строительстве допускается нарушение технологии строительства и не в полной мере осуществляется контроль качества; не достаточно осуществляется материально-техническое обеспечение процессов строительства и ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации основных объектов магистральных трубопроводов.

Следовательно, задачи эффективного управления процессами приро-досбережения, поддержки тенденции снижения технико-экономической и социальной опасности объектов в аспекте экологической безопасности НГТК являются весьма многогранными, комплексное решение которых возможно совместными усилиями специалистов различных направлений.

Задачи эффективного управления процессами природосбережения, поддержки тенденции снижения технико-экономической и социальной опасности объектов в аспекте экологической безопасности НГТК являются весьма многогранными. Вышеуказанные задачи могут быть решены только при комплексном (системном) подходе. Этим обеспечивается важность диссертационного исследования с точки зрения разработки современных методов снижения экологического риска и формирования адекватных природоохранных способов повышения эффективности управления процессами обеспечения безопасности.

В связи с этим тема диссертационного исследования является актуальной и имеет важное научно-техническое и прикладное значение, решение которых позволит существенно продвинуться в области создания объектов ТПС нового поколения, снизить вероятность техногенных аварий и укрепить территориальную безопасность в регионах размещения действующих и строительства новых объектов НГТК.

Все вышеизложенное послужило основанием для выбора темы диссертационного исследования, формулировки его цели и задач.

Цель диссертационного исследования — По результатам анализа современного состояния нефтегазотранспортного комплекса России, возможностей сил и средств ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса разработать методическое обеспечение оценки эффективности адаптивного управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в зависимости от состояния процесса и регулирования очередности восстановления последствий ЧС.

Научная задача - разработка научно-обоснованных алгоритмов адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации на объектах нефтегазотранспортного комплекса, имитационной модели процесса восстановления и методик оценки эффективности адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

Таким образом, в настоящей работе в качестве объекта исследования принимается деятельность руководящего состава МЧС России и НГТК по эффективному управлению экологическими рисками на объектах нефтегазотранспортного комплекса России.

В качестве предмета исследования принимается адаптивное управление процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

Задачи исследования. В соответствии с целью работы в диссертационном исследовании поставлены следующие основные научные задачи: выявление признаков, идентифицирующих антропогенное изменение окружающей природной среды вследствие возникновения чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России; исследование понятийного аппарата и уточнение базовых терминов, связанных с формированием адаптивного подхода к управлению процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий ЧС на объектах нефтегазотранспортного комплекса России; разработка комплекса алгоритмов адаптивного регулирования очередности восстановления аварийного объекта нефтегазотранспортного комплекса; разработка имитационной модели процесса восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий ЧС на объектах нефтегазотранспортного комплекса при использовании адаптивной стратегии; разработка комплекса методик оценки эффективности адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий ЧС на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

Методы исследования. Поставленные задачи исследования обуславливают комплексность методологии исследования. В связи с этим при разработке основных положений диссертационной работы использовались методы исследования, основанные на теории системного анализа, теории множеств, теории вероятностей и математической статистики, теории принятия решений в условиях неопределенности, методов имитационного моделирования организационно-технологических процессов в технических системах, а также на диалектическом подходе к изучению различных аспектов управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий ЧС на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

В процессе выполнения диссертационного исследования использованы следующие основные источники информации: труды отечественных и зарубежных ученых по теме диссертационного исследования; спра-вочно-информационные и энциклопедические материалы; нормативные документы; материалы научно-практических конференций; ресурсы сети Internet; сведения статистической отчетности МЧС России (в том числе, электронные базы данных).

Достоверность и обоснованность научных результатов базируется на неоднократно апробированном на практике математическом аппарате и практическом опыте контроля и идентификации управления техногенными рискам на объектах нефтегазотранспортного комплекса и достигается выбором реальных и научно обоснованных исходных данных, характеризующих состояние функционирующих и проектируемых объектов нефтегазового строительства, достаточностью их объемов и глубиной представления, научно-обоснованными методами системного анализа, практикой внедрения мероприятий и реализации результатов в НГТК.

Научная новизна исследований. В диссертации предложены новые методические подходы оценки эффективности способов формирования современной стратегии выбора целенаправленных организационно-технологических мероприятий, разработки методик и алгоритмов повышения эффективности системы управления процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России.

Научное и практическое значение. Научное значение диссертационной работы состоит в том, что настоящее исследование представляет собой одну из первых работ, где сделана попытка разработки нового и дальнейшее развитие существующего научно-методического аппарата оценки эффективности процесса восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России, а также обоснования организационно-технологических мероприятий, прикладных способов и алгоритмов повышения эффективности управления процессами восстановления при эксплуатации наземных объектов нефтегазотранспортного комплекса на базе использования адаптивной стратегии.

Практическую значимость диссертационного исследования- составляют организационно-технологические мероприятия, алгоритмы повышения эффективности управления процессами восстановления при эксплуатации объектов нефтегазотранспортного комплекса, которые могут быть внедрены в деятельность руководящего состава МЧС России и НГТК с целью снижения экологического риска от техногенно опасных факторов.

Научные положения выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:

1. Комплекс алгоритмов адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

2. Имитационная модель процесса восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса при использовании адаптивной стратегии.

3. Комплекс методик оценки эффективности адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

Апробация и внедрение результатов диссертационного исследования. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры гражданской защиты Академии гражданской защиты МЧС России, кафедры высшей математики и системного моделирования сложных процессов Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на: международной научно-практической конференции - Гомель, ГИИ, 2006г.;

XV Юбилейной Международной научно-практической конференции научно-педагогического состава АГЗ. Химки, АГЗ МЧС России - 2007г.;

XVI Международной научно-практической конференции научнопедагогического состава и обучающихся АГЗ. Химки, АГЗ МЧС

России -2008г.;

ХШ научно-практической конференции научно-педагогического состава и обучающихся АГЗ «Предупреждение, спасение, помощь». Химки, АГЗ МЧС России - 2005г.

Результаты диссертационного исследования апробированы и внедрены в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России, Академии гражданской защиты МЧС России, реализованы в четырех отчетах НИР и используются в образовательном процессе Института развития МЧС России. Публикация результатов. По материалам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ, общим объемом 7,2 п.л., лично автору принадлежит 4,75 п.л., содержание которых отражает основные результаты диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав с выводами, заключения, списка литературы (91 наименование). Основное содержание диссертации изложено на 162 страницах текста, иллюстрированного 10 таблицами и 26 рисунками.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Неклюдов, Валерий Николаевич

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

1. Имитационная модель процесса восстановления экологически чистой эксплуатации объектов нефтегазотранспортного комплекса и ликвидации последствий ЧС на них, разработанная в настоящей работе, позволяет осуществлять исследования возможностей адаптивного управления восстановлением НГТК в условиях возникновения неисправностей или повреждений (например, вследствие террористического акта) на нефтега-зотрубопроводах и других объектах нефтегазового комплекса и служит основой для разработки методик сравнительной и абсолютной оценки эффективности адаптивного управления восстановлением.

2. Методики сравнительной и абсолютной оценки эффективности адаптивного управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС, изложенные в данной главе, являются одним из практических результатов настоящей диссертационной работы. Они обладают определенной практической ценностью, которая заключается в том, что эти методики могут быть использованы в деятельности ответственных лиц МЧС России с целью повышения в целом эффективности ЕГСС для осуществления рациональной организации управления восстановлением ЭЧЭТ т ЛПЧС имеющимися силами и средствами на основе адаптивного подхода.

3. Полученные с помощью предложенных методик результаты согласуются с физической сущностью исследуемого процесса восстановления и управления им, проводимого органами управления, а также штатными и нештатными формированиями МЧС России на объектах (в районах) ЧС, что свидетельствует о работоспособности методик и правильности выбора математического аппарата моделирования функционирования выше упомянутого процесса.

4. Адаптивное управление процессом ликвидации последствий ЧС на объектах НГТК уменьшает время восстановления, которое выступает основным ресурсом, определяющим величину дополнительного экономического эффекта за счет более раннего восстановления экологически чистой

14» эксплуатации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По мнению автора, в работе осуществлено решение научной задачи, имеющей важное значение в области управления восстановлением экологически чистой эксплуатации нефтегазотрубопроводов и ликвидации последствий ЧС на объектах и элементах трубопроводов - разработан научно-методический аппарат оценки эффективности и синтеза алгоритма адаптивного управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС.

Актуальность данной задачи обусловлена исключительно важным значением нефтегазотранспортного комплекса России, который играет основополагающую роль в бесперебойном снабжении топливно-энергетическими ресурсами практически всех народнохозяйственных объектов промышленного, оборонного и социального значения и, как следствие, необходимостью обеспечения рациональной организации управления восстановлением имеющимися силами и средствами ЕГСС.

Проведенные в настоящей работе исследования позволили автору получить ряд новых научных результатов, основными из которых являются, следующие: осуществлена постановка задачи оценки эффективности и синтеза алгоритма адаптивного управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС; выявлены признаки, идентифицирующие антропогенное изменение окружающей природной среды вследствие возникновения чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазотранспортного комплекса России; исследован понятийный аппарат и уточнены базовые термины, связанных с формированием адаптивного подхода к управлению процессом восстановления экологически чистой эксплуатации и ликвидации последствий ЧС на объектах нефтегазотранспортного комплекса России; синтезирован алгоритм адаптивного управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС при рассматриваемом комплексе условий на основе решения следующих частных задач: синтеза алгоритма регулирования очередности восстановления аварийных объектов (элементов) НГТП и синтеза ои алгоритма адаптации; разработана имитационная модель процесса восстановления ЭЧЭТ и ЛПЧС, позволяющая производить исследования динамики выше названного процесса с целью проверки стратегии управления и правил принятия решений на основе адаптивного подхода. Степень детализации модели соотнесена с требованием получения результатов, достаточно точно отражающих наиболее существенные стороны моделируемых процессов и присущих им закономерностям; разработан методический аппарат сравнительной и абсолютной оценки эффективности адаптивного управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС; обоснованы предложения по использованию беспилотных авиационных комплексов разведки с целью повышения эффективности восстановления ЭЧЭТ и ЛПЧС; разработана методика оценки эффективности поиска и распознавания объектов и районов ЧС на трассе магистрального трубопровода с помощью БЛА.

Адекватность модели и корректность методик обеспечена правильным использованием методологии системного анализа, исследования операций, теоретических положений по моделированию, а также непротиворечивостью постановок частных задач, основных допущений (ограничений.).

Научная и практическая значимость результатов настоящей работы состоит в том, что они могут быть использованы в научно-исследовательских учреждениях МЧС России для заблаговременного и оперативного исследования возможностей адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации различных промышлен-но опасных объектов и ликвидации последствий ЧС на них, они могут быть реализованы в штатных и нештатных аварийно-спасательных формированиях МЧС России, а также собственно в ходе управления восстановлением ЭЧЭТ и ЛПЧС.

Естественно, полученные в настоящей работе результаты не исчерпывают всего содержания адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации различных промышленно опасных объектов и ликвидации последствий ЧС на них. Основными направлениями дальнейших исследований следует считать: разработку и обобщение научно-методического аппарата оценки эффективности и синтеза алгоритмов адаптивного управления восстановлением экологически чистой эксплуатации различных промышленно опасных объектов различного класса и ликвидации последствий ЧС на них с целью создания теоретических основ адаптивного управления восстановлением; разработку научно-методического аппарата оценки эффективности и синтеза алгоритмов адаптивного управления восстановлением промышленно опасных объектов различного класса и ликвидации последствий ЧС на них с целью обеспечения рациональной организации управления устранением неисправностей (отказов) на основе адаптивного подхода; разработку «рабочего словаря признаков», которые необходимо распознавать в процессе деятельности тех или иных структурных подразделений Гражданской защиты; разработку логико-вероятностной модели распознавания сложных объектов для оценки вероятности распознавания сложных объектов.

Основное содержание работы изложено в 7 статьях [79,80,81,82,83,86,88], в тезисах докладов [65,84,85,87], в четырех отчетах по НИР [67,89,90,91].

Основные положения и результаты работы докладывались на:

- Международной научно-практической конференции. «Вектор безопасного развития общества». Чрезвычайные ситуации: теория, практика, инновации. - Гомель, ГИИ, 2006г.;

- XV Юбилейной Международной, научно-практической конференции научно-педагогического, состава АГЗ - «Анализ экологических проблем, возникающих при воздействии аварийной ракетно-космической техники на окружающую природную среду». Предупреждение. Спасение. Помощь, (современность и инновации). Химки, АГЗ МЧС России , 2007г.;

- XVI Международной научно-практической конференции научно-педагогического состава и обучающихся АГЗ - «Принципы эколого-экономического моделирования культуры безопасности». Предупреждение. Спасение. Помощь, (современность и инновации). Химки, АГЗ МЧС России, 2008г.

- ХШ научно-практической конференции научно-педагогического состава и обучающихся АГЗ - «Предупреждение, спасение, помощь». Химки, АГЗ МЧС России, 2005г.;

- заседаниях кафедры высшей математики и системного моделирования сложных процессов в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России и кафедры гражданской защиты Академии гражданской защиты МЧС России в 2004-2008 гг.

Результаты, полученные в диссертационной работе реализованы: на учениях формирований МЧС России; в НИР [67,89,90,91]; в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России и Академии гражданской защиты МЧС России.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Неклюдов, Валерий Николаевич, 2010 год

1. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Т. 3. Эффективность технических систем. Под редакцией В.Ф. Уткина и Ю.В. Крючкова. М. Машиностроение. 1988, 328с.

2. Системный анализ и принятие решений. Словарь-справочник. Под редакцией В.Н. Волковой и В.Н. Козлова. М. Высшая школа. 2004, 614с.

3. Адаптивные системы автоматического управления. Под редакцией В.Б. Яковлева. Ленинград. ЛГУ. 1984, 204с.

4. Аксенов Г.С., Фомин В.Н. О линейных адаптивных системах управления. Методы вычислений. Ленинград. ЛГУ. 1983, 93-116с.

5. Вентцель Е.С. Исследование операций. М. Наука. 1987, 208с.

6. Ильичев A.B., Грущанский В.А. Эффективность адаптивных систем. М. Машиностроение. 1987, 229с.

7. Лукашин Ю.П. Адаптивные методы краткосрочного прогнозирования. М. Статистика. 1979, 254с.

8. Назин A.B., Позняк A.C. Адаптивный выбор вариантов: рекуррентные алгоритмы. М. Наука. 1986, 288с.

9. Джейсоул Н. Очереди с приоритетами. Пер. с англ. Под редакцией Калашникова B.B. М. Мир. 1973, 279с.

10. Кокс Д.Р., Смит У.Л. Теория очередей. Пер. с англ. Под редакцией Соловьева А.Д. М. Мир. 1966, 218с.

11. Гражданская защита. Энциклопедический словарь. Под редакцией С.К. Шойгу. Москва. ДЭКС-ПРЕСС. 2005, 552с.

12. Ансов С.П. Повышение устойчивости объектов трубопроводных систем к работе в чрезвычайных ситуациях. Сб. НТС «Проблемы устойчивого развития регионов и объектов промышленной инфраструктуры», М.: ФГУП ЦНИИ «Центр», 2002.

13. Мазур И.И., Иванцов О.М., Молдаванов О.И. Конструктивная надежность и экологическая безопасность трубопроводов. Недра, М.: 1990.

14. Закон Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»17. Транспортная стратегия

15. Энергетическая стратегия России

16. Вдоль Лены к Талакану // «Трубопроводный транспорт нефти». -№ 8, 2006 -с.5-8

17. Бурзуляк Б.В. Транспорт газа; космические технологии развития // Газовая промышленность, 1998.

18. Новый маршрут. 2006 // ВНИИСТ-ИНФО.ру

19. Строительные нормы и правила (СНиПы, ГОСТы, ГЭСН, ГН и т.п. Центр лицензирования и сертификации // Технадзор, магистрального, трубопроводного, TpaHcnopTa.mht

20. Кузнецов В.В. Отказы на магистральных газопроводах РАО «Газпром» // Нефтегазовая магистраль, №1, 1998.

21. Деревицкий Д.П., Люблинский B.C. Фрадков А.Л. Методы синтеза адаптивных систем управления энергооборудованием. М. НИИ экономики в энергетическом машиностроении. 1986, 50 с.

22. Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. М. Наука. 1990, 296 с.

23. Акимов В.А., Лесных В.В., Радаев H.H. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах. Учебное пособие. М.,155

24. МЧС России. «Деловой экспресс». 2004, 348 с.

25. Аникиев В.В., Захарова П.В. и др. Оценка стратегического риска в экологической сфере // Управление риском. Спецвыпуск. 2002, 83-88с.

26. Ансов С.П., Харитонов В.А. Организационно-технические мероприятия по обеспечению безопасности трубопроводного транспорта нефти и газа в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени. Отчет о НИР РАО «Роснефтьгазстрой». Раздел 5. М. 2001.

27. Адушкин В.В. и др. Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду. М. «Анкил». 2000, 640 с.

28. Разработка предложений по применению БЛА в интересах МЧС России. Отчет о НИР. Химки. АГЗ МЧС РФ. 2006, 86 с.

29. Ильичев A.B. Эффективность проектируемой техники: основы анализа. М., Машиностроение, 1991, 335 с.

30. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Т. 1. Мето156дология. Организация. Терминоло- гия. Под редакцией В.Ф. Уткина и Ю.В. Крючкова. М. Машиностроение. 1986, 224с.

31. ГОСТ 27.202-83. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции.

32. Федеральный закон № 158-ФЗ от 25 сентября 1998 года «О лицензировании отдельных видов деятельности».

33. ГОСТ Р22.0.05.-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения, с. 11.

34. Приказ МЧС России от 28 февраля 2003 г. № 105 «Об утверждении требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения».

35. Малышев Б. Управление промышленными рисками в нефтеперерабатывающей отрасли // Гражданская защита. № 7. 2005, с. 26-27.

36. ГОСТ Р22.0.02-94. Термины и определения основных понятий в области безопасности в чрезвычайных ситуациях. Дата введения: 1 января 1996 г.

37. Правила организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации. Утверждены постановлением Правительством РФ от 15 апреля 2002 г. № 240.г

38. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. Подобщей редакцией Фалеева М.И. МЧС России. ГУП «Облиздат», г. Калуга.157480 с.

39. Новичков Н., Барковский В. Основные направления развития беспилотных авиационных комплексов // Рынки вооружений № 1 2008, с. 1-40.

40. Приказ Министра МЧС России от 23 декабря 2005 г. № 999 «Об утверждении Порядка создания нештатных аварийно-спасательных формирований».

41. Расторгуев Н. Комплексы с дистанционно пилотируемыми летательными аппаратами // Военный парад. № 4, июль август, 2003, с. 26-28.

42. Беляев В. Война в воздухе. Новая угроза. Современные зарубежные БПЛА и перспективы их развития // Авиация и космонавтика № 4, 2004, с. 8-17.

43. Каримов А. Беспилотные летательные аппараты большой высоты и продолжительности полета: уникальность и эффективность // Военный парад, №4, 2003, с. 30-33.

44. Евстафьев Г., Павлушенко М. Беспилотные летательные аппараты в классических и террористических войнах // «Ядерный контроль» №3, 2004, с. 77-82.

45. Павлушенко М., Вышинский Д., Миськов В. Воздушный разведчик. Перспективы использования беспилотных летательных аппаратов для решения задач гражданской защиты // Гражданская защита, № 8. 2005, с. 60-64.

46. Павлушенко М.И., Евстафьев Г.М., Макаренко И.К. «Беспилотные летательные аппараты». Монография. М., ПИР-Центр. 2005.

47. Чистяков Н.В. Всё не так уж сумрачно вблизи. О состоянии дел с малыми беспилотниками в России // www.dpla.ru.

48. Горелик А.Л. Ташкеев Л.Л. Липатов Е.Т. Обеспечить всемерную государственную поддержку созданию отечественных беспилотных средств воздушно-технической разведки // Вестник Академии военных наук. № 2, 2003, с. 162-167.

49. Чистяков Н.В. Мифы беспилотной авиации // www.dpla.ru

50. Корнейчук Ю., Костров А. Развитие спасательных сил // Гражданская защита. № 1. 2005.

51. Федеральный закон «О государственной спасательной службе». Проект.

52. Приказ МЧС России «Критерии информации о ЧС» от 8.07.2004 г. № 239.

53. Тикунов К.Б. Основы организации и проведения АСДНР. Оперативное управление мероприятиями РСЧС. Книга 3. М. МЧС России. 2002.

54. Мухамедяров Р.Д. Аэрокосмический мониторинг технического состояния подземных и наземных инженерных сооружений // Оптический журнал. №4. 2002, с. 11-18.

55. Казаков Д., Шегрикович В. Экскаватор ранит нефтепровод // Гражданская защита. № 9. 2001, с. 6-7.

56. Клепиков И. Не допустить загрязнения грунта нефтью и нефтепродуктами // Гражданская защита. № 1. 2004, с. 12.

57. Телегин Л.Г., Ким Б.И., Зоненко В.И. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов. М. «Недра». 1998, 210 с.

58. Чеботарев С.С., Круглов В.В и др. Современное высокоточное оружие зарубежных государств и основы его применения. Монография. М. ВА РВСН. 2008, 288 с.

59. Чеботарев С.С., Павлушенко М.И., Вышинский Д.В. Использование аэростата-осветителя // Гражданская защита. № 9, 2007, с. 38-41.

60. Чеботарев С.С., Международная интеграция спасательных сил // Гражданская защита. № 12, 2006, с. 8-9.

61. Чеботарев С.С. Современное состояние и перспективы развития аварийно-спасательной техники. Сборник. Оперативное управление мероприятиями РСЧС. Новогорск. Институт развития МЧС России. 2002, 254 с.

62. Федоренко В.Н., Бочаров Б.В. Перспективы развития МЧС России. Учебное пособие. Новогорск. АГЗ МЧС России. 2003, 76 с.

63. Тюменская Е.М. Природные и техногенные опасные ситуации на юге Предбайкалья. Оценка и управление природными рисками. Материалы Всероссийской конференции «Риск-2003». Т.1. Издательство Российского университета дружбы народов. М. 2003, 414 с.

64. Островский В. 23 февраля праздник настоящих мужчин. В этом уверен руководитель МЧС Сергей Шойгу // Независимое военное обозрение. № 7 (81) от 20 февраля 1998 года.

65. Ефимов Д.В. Робастное и адаптивное управление нелинейными колебаниями. — СПб.: Наука, 2005, 314 с.

66. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. СПб.: БХВ-Петербург, 2007, 560 с.

67. Чураков Е.П. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Энерго-атомиздат, 1987, 256 с.

68. Блохин Ю.А., Гадышев В.А., Родичев A.A. Учет фактора времени при вложении средств в ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций // Проблемы управления рисками в техносфере. № 3, 2008, с. 16-18.

69. Неклюдов В.Н. «Аэростатная система защиты объектов инфраструктуры и экономики». Научно-технический журнал «Технологии гражданской безопасности». М.: ФЦНВТ «ВНИИ ГОЧС». № 1-2 (15-16), 2008.

70. Неклюдов В.Н., Чеботарев С.С. Эколого-экономические аспекты культуры безопасности жизнедеятельности. Научно-технический журнал «Технологии гражданской безопасности».- М.: ФЦНВТ «ВНИИ ГОЧС». № 4(18), 2008.

71. Неклюдов В.Н., Чеботарев С.С. Вектор безопасного развития общества. Чрезвычайные ситуации: теория, практика, инновации: материалы докладов международной научно-практической конференции. Гомель, ГИИ, 2006.

72. Неклюдов В.Н., Федоренко В.Н. Угрозы современности и гражданская оборона. Журнал «Гражданская защита», №2 М., 2008.

73. Неклюдов В.Н., Чеботарев С.С., Хайрутдинов Ш.В., Павлушенко М.И. Ракетно-космическая техника и окружающая природная среда. Журнал «Гражданская защита», №2 М., 2009.

74. Неклюдов В.Н. Предложения по внедрению методик комплексной оценки эффективности защиты. Отчет по НИР. Химки, АГЗ МЧС России, инв. 2179к, 2007. 270 с.

75. Неклюдов В.Н. Практика реализации мероприятий по обеспечению устойчивости функционирования объектов экономики и территорий. Отчет по НИР. Химки, АГЗ МЧС России, инв. 2211 к, 2008. 290 с.

76. Неклюдов В.Н. Технологии оценки техногенной безопасности потенциально опасного объекта. Отчет по НИР. Химки, АГЗ МЧС России, инв. 2293к, 2008.-317 с.