Разработка тренажерного комплекса для повышения безопасности в системе трубопроводного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат технических наук Кудрявцев, Александр Алексеевич

• Кудрявцев, Александр Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кудрявцев, Александр Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА; 1. ТРЕБОВАНИЯ К СОВРЕМЕННЫМ ТРЕНАЖЕРНЫМ СИСТЕМАМ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ И ДИСПЕТЧЕРОВ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТИ.

1.2 Существующие обучающие системы оперативного и диспетчерского персонала нефтегазового комплекса и их классификация.

1.3 Общие требования к тренажерным системам-для подготовки*специалистов. объектов транспорта нефти и анализ обучающих компьютерных тренажеров предприятий России и за рубежом.,.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ГЕНЕРАТОР АВРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ, РАЗРАБОТКА КАРТ ТРЕНИНГА И ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО МНОЖЕСТВА ТРЕНИНГОВ!.

2.1 Общая структура карты тренинга.

2.2 Построение оптимального множества тренингов.

2.3 Рекомендации к построению оптимального множества тренингов.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ТРЕНАЖЕРОВ ОПЕРАТОРОВ И ДИСПЕТЧЕРОВ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТИ В КЛАССЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ.

3.1 Алгоритм построения тренажера с использованием ГАС.

3.2 Сравнительная характеристика эффективности тренажерных комплексов».583.3 Структура интегрированной обучающей системы.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ; ПОСТРОЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕНЕРАТОРА АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ.

4.1 Анализ организации учебного курса с применением генератора аварийных ситуаций.

4.2 Анализ эффективности предложенной концепции интегрированной обучающей системы.

Выводы по четвертой главе:.

Выводы и результаты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка тренажерного комплекса для повышения безопасности в системе трубопроводного транспорта»

В современных условиях деятельность нефтегазовых компаний имеет стратегическое значение для развития экономики страны, а их надежная и безаварийная работа в значительной степени определяет энергетическую безопасность и устойчивое социально-экономическое развитие России.

Однако уровень аварийности и травматизма в отрасли остается высоким. По данным Ростехнадзора, в нефтегазовом комплексе ежегодно происходят десятки аварий, смертельно травмируются работники. На предприятиях нефтегазодобычи и магистрального трубопроводного транспорта в 2007 году произошло 50 аварий (19 и 31 соответственно), погибло 32 человека (25 и 7 соответственно). При этом известно, что более 70 % аварий и несчастных случаев происходит по причинам, связанным с влиянием человеческого фактора. В настоящее время большинством специалистов признан тот факт, что использование тренажеров при обучении специалистов является, безусловно, полезным. В публикациях приводятся оценки, что шесть-восемь недель компьютерного тренинга эквивалентны одному году обучения на реальном объекте; компьютерные тренажеры могут окупиться за полгода и т.д. Однако строгих методик оценки эффективности на этапе проектирования тренажеров для подготовки специалистов объектов трубопроводного транспорта нефти и целесообразности тех или иных функций тренинга пока нет. Не учитывается и ограниченность ресурсов на тренинги по времени и финансам. Поэтому проблема снижения риска аварийности и травматизма на предприятиях нефтегазовой отрасли путем использования оптимизационного подхода к тренингу специалистов является важной и актуальной.

Основу исследований составили теоретические и практические работы в области оценки надежности и риска трубопроводного транспорта нефти отечественных и зарубежных ученых, в числе которых: Байков И.Р., Бодров В.А., Бурдаков Н.И., Гендель Г.Л., Глебова Е.В., Губинский А.И., Гумеров А.Г., Гумеров P.C., Дозорцев В.М., Дулясова М.В., Елохин А.Н., Зараковский Г.М., Идрисов Р.Х., Измалков A.B., Измалков В.И., Кловач Е.В., Короленок A.M., Котик М.А., Кузеев И.Р., Кумамото X. (Kumamoto Hiromitsu), Ломов Б.Ф., Мартынюк В.Ф., Маршалл В.

Marshall V.C.), Мастрюков Б.С., Махутов H.A., Одишария Г.Э., Сафонов B.C., Хафизов Ф.Ш., Хенли Дж.Э. (Henley J. Ernest), Хуснияров М.Х., Черноплеков А.Н. И др.

Цель работы - разработка научных основ стратегии подготовки оперативного персонала объектов трубопроводного транспорта нефти с использованием оптимизационного подхода к времени и стоимости обучения, направленных на снижение влияния человеческого фактора на общий уровень промышленной безопасности путем тренинга персонала.

Задачи исследования

Указанная цель определила постановку и решение следующих основных задач:

1. Анализ существующих тренажерных систем, тенденций их развития и общих составляющих программно-технических тренажерных комплексов;

2. Разработка алгоритма построения оптимального множества тренингов, обеспечивающего максимальное снижение влияния ошибок персонала объектов трубопроводного транспорта нефти на общий уровень промышленной безопасности при ограничении ресурсов на тренинги по времени и финансовым затратам;

3. Разработка и обоснование концепции интегрированной обучающей системы для подготовки персонала объектов трубопроводного транспорта нефти, обеспечивающей оптимальный баланс интеграции и специализации элементов -математических моделей технологических процессов и систем* управления, эмуляторов оборудования, приборных стендов и других средств по критерию максимальной эффективности при ограничении ресурсов;

4. Экспериментальное подтверждение эффективности предложенных процедур и концепций на основе анализа результатов обучения персонала объектов трубопроводного транспорта нефти (операторов, диспетчеров, ремонтного персонала, специалистов КИПиА, энергетиков) на интегрированных обучающих системах.

Методы решения поставленных задач

В основе проводимых в диссертационной работе исследований используются методы системного анализа, математического моделирования, ситуационного и автоматизированного компьютерного обучения, теории баз данных и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна

Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования состоит в следующем:

1. Разработана процедура автоматизированного построения карты тренинга, позволяющая производить оценку действия ученика в зависимости от различных состояний технологического объекта;

2. Разработан алгоритм построения комплексного генератора аварийных событий с возможностью автоматизированного проектирования отдельных аварийных событий и всего оптимального множества тренингов, обеспечивающего максимальное снижение влияния ошибок обученного персонала объектов трубопроводного транспорта нефти на общий уровень промышленной безопасности при ограничении ресурсов на тренинги по времени и финансовым затратам;

3. Предложена концепция интегрированной обучающей системы для персонала' объектов^ трубопроводного транспорта нефти на базе комплексного генератора аварийных событий, обеспечивающая оптимальный баланс интеграции и специализации элементов - математических моделей технологических процессов и систем управления, эмуляторов оборудования, приборных стендов и других средств — по критерию максимального снижения влияния ошибок персонала объектов транспорта нефти на общий уровень промышленной безопасности при ограничении ресурсов.

Практическая, ценность

Практическая ценность исследования состоит в том, что предложенные процедуры, концепции и подходы к разработке технических средств обучения позволили сформулировать и выполнить достижимые на сегодняшний день требования к обучающим системам и тренажерным комплексам для подготовки персонала опасных объектов1 трубопроводного транспорта нефти, обеспечивающие максимальное снижение влияния ошибок обученного персонала на общий уровень промышленной безопасности, при ограничении ресурсов на тренинги.

В настоящее время обучение, переподготовка и повышение квалификации специалистов с использованием разработанных тренажерных комплексов ведутся в следующих учебных заведениях: НОУ «Тюменский учебный центр» ОАО «Сибнефтепровод», НОУ «Новокуйбышевский нефтетехнический учебный комбинат» ОАО «Приволжскнефтепровод», ГОУ СПО «Томский государственный промышленно-гуманитарный колледж», НОУ «Региональный учебный центр» ОАО» «Северные магистральные нефтепроводы», ГОУ СПО «Профессиональное училище №36» п. Винзили, ГОУ СПО «Профессиональное училище № 22» п. Канаш, ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет».

Апробация работы

Основные положения и результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, докладывались и обсуждались на V Конгрессе нефтегазопромышленников России на конференции «Метрология, автоматизация, связь в нефтегазовом комплексе» (г. Уфа, Большой зал Федерации профсоюзов Республики Башкортостан, 19 мая 2004 г.), на VI Конгрессе нефтегазопромышленников России на конференции «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе» (г. Уфа, Большой зал Федерации профсоюзов Республики Башкортостан, 25 мая 2005 г.), на I Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, УГНТУ, 3 декабря 2009 г.) и на 10 International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT-2008) (Анталия, Турция, 15-17 сентября 200S г.).

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 11 научных трудов, в том числе в, 4 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получены 4 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.