автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Оценка риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования

кандидата технических наук
Подобная, Юлия Юрьевна
город
Москва
год
2004
специальность ВАК РФ
05.26.03
цена
450 рублей
Диссертация по безопасности жизнедеятельности человека на тему «Оценка риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования»

Автореферат диссертации по теме "Оценка риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования"

На правах рукописи

ПОДОБНАЯ ЮЛИЯ ЮРЬЕВНА

ОЦЕНКА РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ НА ОСНОВЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность

( в энергетике)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (Техническом университете) на кафедре Инженерной экологии и охраны труда.

Научный руководитель: доктор биологических наук

профессор Малышев Владимир Серафимович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук профессор Мастрюков Борис Степанович

кандидат технических наук

старший научный сотрудник

Макальский Леонид Михайлович

Ведущая организация: Институт химической физики

им. Н.Н. Семенова РАН

Защита состоится

В аудитории £2.05 на заседании диссертационного совета Д 212.157.14 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., дом 17.

Отзывы на автореферат ( в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., дом 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.14

кандидат технических наук,

- /■

доцент

Буров В.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы В связи с возможными катастрофами, авариями и технологическими нарушениями, уровень безопасности определяется величиной риска. Контроль безопасных условий неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет оценку и управление риском на объектах с учетом факторов, которые влияют на развитие аварийной ситуации, поскольку, неопределенность, присущая риску, сказывается на тех преобразованиях, которые происходят в СНГ. Проблемы анализа промышленной безопасности подробно изложены в работах ведущих ученых Быкова Л.А., Мастрюкова Б.С., Порфирьева Б.Н. и др.

В последнее время на предприятиях ТЕК (топливно-энергетический комплекс), включая электроэнергетику, сложилось достаточно неблагополучное состояние относительно противоаварийной устойчивости производства и объектов, вследствие неудовлетворительного состояния основных фондов, медленных темпов реконструкции, отсутствия надежных систем предупреждения и локализации аварий, приборов контроля и защиты. Оборудование и материалы не всегда отвечают предъявленным к ним требованиям по качеству и надежности, что проявляется в дальнейшем в виде скрытых дефектов при эксплуатации.

Аварии и отказы на энергетических объектах приводят к значительным потерям. Точные числовые данные для параметров элементов системы имеют большую неопределенность. Следовательно, разработка моделей для оценки риска возникновения аварийных ситуаций на объектах со значительной неопределенностью параметров (например, вследствие продолжительной эксплуатации) является актуальной научной проблемой, решение которой позволит повысить безопасность, путем уменьшения риска возникновения аварий.

Цель работи:

анализ существующих методов и моделей оценки риска на электроэнергетических объектах, выявление их недостатков;

разработка структурных схем развития возможных аварийных ситуаций на тепловой электрической станции и

оценки влияния параметров объекта на вероятность возникновения аварийной ситуации при использовании лингвистических переменных;

разработка логических правил и матрицы знаний, которые связывают входные переменные с лингвистическим терм-множеством для оценки риска возникновения аварийной ситуации, на примере котельного агрегата;

разработка метода для оценки риска возникновения аварийной ситуации на объектах электроэнергетики на основе теории нечетких множеств;

определение сценария максимального риска, который учитывает наибольший риск возникновения аварийной ситуации на каждом иерархическом уровне развития аварии;

разработка модели для интегральной оценки локальных рисков на электроэнергетическом объекте при возникновении независимых опасных событий;

разработка инженерных методик для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ;

оценка адекватности результатов моделирования и настройка функций принадлежности для повышения точности моделирования. Научная новизна работы.

1. Впервые разработан метод для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации на объектах электроэнергетики на основе теории нечетких множеств, который учитывает неопределенность входных параметров и максимально-возможные потери.

2. Впервые разработана методика многофакторного анализа, учитывающая технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации на электроэнергетических объектах, на основе лингвистических переменных и функций принадлежности.

3. Впервые предложена модель для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации, что базируется на определении сценария максимального

риска и оценивает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации на примере электроэнергетических объектах.

4. Впервые предложена модель для интегральной оценки локальных рисков на объектах электроэнергетики, что учитывает риск возникновения независимых событий, которые могут привести к аварийной ситуации или отказу.

5.Разработаны методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ.

Степень достоверности обеспечивается широким применением методов оценки риска возникновения аварийных ситуаций, апробированных методов математической логики и многофакторного анализа, а также апробацией полученных результатов путем интеллектуальных технологий идентификации параметров лингвистической модели.

Практическая ценность работы.

1. Использование полученных в роботе результатов позволило разработать инженерные методики для оценки риска возникновения аварийных ситуаций с определением сценария максимального риска и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ. Данные результаты работы внедрены на предприятии. ОАО "Западэнерго" Ладижинская тепловая электрическая станция.

2. Инженерные методики для интегральной оценки локальных рисков возникновения независимых опасных событий и для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах внедрены- на Государственном предприятии "Национальная энергетическая компания "Укрэнерго" - Юго-западная электроэнергетическая система".

Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты исследований в диссертационной работе докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции Института инженеров электрики и электроники (IEEE) (г. Париж,

Франция, 2000 г.); Межрегиональной конференции "Украина на пороге XXI столетия: экономика, государственность" (г. Винница-Киев, Украина, 2000 г.); 31-ой- международной научно-технической конференции Института инженеров электрики и электроники (IEEE) (г. Лондон, Великобритания.2001 г.); 25-ой международной научно-технической конференции (CCMS) «Моделирование зон загрязнения» (г.Левьен, Бельгия, 2001 г.); Межрегиональной научно-практической конференции "Право и общество: актуальные проблемы взаимодействия" (г. Винница, Украина, 2001г.); Международной научно-технической конференции аспирантов «Алгебра, логика и основы анализа» (г.Марктобердорф, Германия,

2002 г.); 26-ой международной научно-технической конференции. (CCMS) «Новые модели и разработки для оценки зон загрязнения» (г. Стамбул, Турция,

2003 г.); 2-ой международной научно-технической конференции «Проблемы в оптике природных вод» (г. Санкт-Петербург, Россия, 2003 г.); Ежегодных научно-технических конференциях професорско-преподавательского состава сотрудников и студентов Винницкого государственного технического университета.

По результатам диссертации имеется 14 публикаций.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 185 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 80 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель работы, поставлены основные задачи исследований, отображена научная новизна полученных результатов и определена их практическая ценность.

В первой главе рассмотрены критерии оценки риска и развитие основных концепций для управления безопасностью. Проанализированы существующие методы оценки риска возникновения аварийных ситуаций. Определено, что существующие методы оценки- риска аварийных ситуаций на объектах

электроэнергетики не учитывают неопределенность входных данных и не позволяют одновременно учитывать технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые влияют на возникновение возможных аварий. Установлено, что вследствие использования известных моделей, возникает много вариантов сценария развития аварий. Анализ полученных вариантов требует значительных программных и аппаратурных ресурсов и не позволяет определить сценарий максимального риска, что учитывает наибольший риск на каждом этапе развития аварии, для принятия соответствующего решения. По результатам анализа сформулированы задачи исследования, решение которых позволяет достичь поставленной цели диссертации.

Во второй главе исследована тепловая электрическая- станция (ТЭС), определены факторы, которые влияют на возникновение аварийных ситуаций. Исходя из официальной информации, определено, что значительный процент технологических нарушений- занимает неудовлетворительная организация технического обслуживания, технические нарушения которых могут привести к аварийным ситуациям со значительными потерями.

Потенциально возможные аварийные ситуации на ТЭС могут вызывать недоотпуск электрической энергии и создать опасность для обслуживающего персонала. Одним из опасных участков ТЭС является котельно-турбинный цех, опасным событием которого может быть взрыв или пожар в котельном агрегате.

Таким образом, были разработаны структурные схемы развития возможных аварийных ситуаций котельного агрегата тепловой электрической станции. При разработке структурных схем были собраны и исследованы технические факторы (механические отказы и повреждения элементов системы); технологические факторы (выход параметров за критические значения); факторы, которые относятся к участию человека в системе управления энергетическим объектом. Исследованы логические связи между факторами, которые влияют, на возникновение аварийной ситуации, и их последствиями. На рис. 1 представлена обобщенная схема развития аварийной ситуации на ТЭС.

При анализе структурных схем развития возможных аварийных ситуаций определено, что факторы, которые влияют, могут быть разделены на технические, технологические, параметрические, аппаратурные. Вследствие этого, предложено использовать многофакторный анализ для оценки влияния параметров объекта на вероятность возникновения аварии при использовании лингвистических переменных, что позволило в удобной форме свести различные факторы в одну систему.

Рис.1. Обобщенная схема развития возможной аварии на ТЭС

При возникновении аварийных ситуаций присутствует недостаточность информации, то есть отсутствуют точные числовые данные для некоторых элементов системы, что могут привести к возникновению аварийной ситуации или отказа со значительными потерями. Исходя из этого, предложено входные переменные рассматривать как лингвистические переменные, которые оцениваются качественными терм-множествами на соответствующих универсальных множествах.

Для факторов, которые характеризуют качество работы элементов системы; управление соответствующего оборудования; металлургические, технологические и технические дефекты выбрана стопроцентная шкала интегральной оценки. Но любой из этих факторов может рассматриваться на более глубоких уровнях детализации в соответствии с лингвистическими оценками.

Результатом разработанных схем развития аварийных ситуаций на примере котельного агрегата и определения влияющих факторов в виде лингвистических переменных является разработанное дерево возникновения риска событий.

При анализе дерева возникновения риска событий задаются вероятности для событий элементов всей системы. Эти вероятности задаются относительно логической структуры дерева возникновения риска событий «И / ИЛИ».

Составлена система соотношении, которые отвечают разработанному дереву возникновения риска событий развития возможной аварийной ситуации на примере котельного агрегата:

Х=/х(Х„Х2)

(2)

(1)

(4)

(3)

У\=/ул1Уп'Уп'Уи).

у2\ 3' 4'»

(5)

(6)

В третьей главе разработаны логические правила и матрица знаний на примере возможных аварийных ситуаций и отказов в котельном агрегате. Разработана модель для оценки сценария максимального риска, учитывающая наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации путем лингвистического моделирования. Проведен программный расчет и графическое отображение максимального риска на каждом этапе развития аварии и определен сценарий максимального риска возникновения возможной аварии на примере котельного агрегата.

Для оценки данных лингвистических переменных Хь X;, Т^-, у^ Z^i, Ур, Ур, где предложено следующее терм-множество:'

Названия отдельных элементов терм-множества а},а?,..., а,'1 могут отличаться один от другого для разнообразия лингвистических переменных -Х„ У^ у,, гу, V,,, Ур. Например, «Тип дутьевого вентилятора» - {примитивный, традиционный, модернизированный}; «Поломка электродвигателя дутьевых вентиляторов» - {малая, ниже средней, средняя, выше средней, большая}, «Качество органического топлива» - {низкое, ниже среднего, среднее, выше среднего, высокое}.

В результате анализа факторов и всех данных о параметрах элементов системы, которые могут привести к аварийным ситуациям, и принимая к вниманию условия возникновения аварий, построена матрица знаний с использованием логических высказываний. В данном случае входные переменные связаны логическими функциями "ЕСЛИ-ТСГ. Из полученной матрицы знаний записаны логические правила "ЕСЛИ-ТО, ИНАЧЕ", которые связывают входные Переменные с терм-множеством.

(8)

ЕСЛИ = И (X2 = 4') и... и (*„ = оили Сч=«,") и (х2=42) и... и =й")или...

(*=<£>) И (х2 = а^) И... И = ТО Х = ¿7, ИНАЧЕ...

.ИНАЧЕ.

Обобщая представленные зависимости, предлагается матрица знаний элементы которой выражают степень принадлежности переменной к соответствующему терму при различных значениях лингвистической переменной. Где к - номер типичной ситуации. Матрица М* имеет вид:

(9)

и выделяет следующие экспертные выводы: если значение лингвистической сменной "давление острого пара" -"высокий", тогда лингвистическая переменная будет со степенью принадлежности а11, принимать значение "высокий".

Используя данную матрицу знаний и структуру дерева риска событий можно оценить максимальный риск и связанный с ним сценарий развития аварии. Обобщенную модель для оценки риска возникновения того или другого опасного события предлагается выражать в виде:

(10)

где (1) - для событий, связанных логической операцией «И»; (2) - для событий, связанных логической операцией «ИЛИ»; 1 = I т - количество факторов, которые влияют на возникновение аварийной ситуации; - обозначение нечеткости; - композиция нечетких множеств..

Фрагмент пошагового расчета риска для дерева возникновения риска события представлен в таблице 1.

Таблица 1

Фрагмент пошагового расчета максимального риска событий

3 и Р. 3 5 1 1 5 § Выходное событие Логическая операция Я

X1.X2.X3 X! и- Рх =Р, Рх -Р, Л| л; к* = 5Х °Ч+А, °М + А ом Лш *> 9 *1 Ч Т1 « 1-1

Х4,Х5,Хб х2 И Рх =РЧ -Рч Рч л; N4 Ч Ч м

Хь Хг X ИЛИ РН-а-р^хи»*) Ях =тах(Ах,АХг)оМч

Таким образом, разработанная модель для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации на примере котельного агрегата тепловой электрической станции, учитывает значительную неопределенность параметров объекта с помощью лингвистических переменных и определяет сценарий максимального риска, что учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварии.

Проведен программный расчет максимального риска выхода параметров за критические значения для котельного агрегата и показана возможность графического отображения критических ситуаций при использовании характеристических полей входных параметров элементов исследуемого объекта.

В четвертой главе диссертации проведены проверка адекватности моделирования и настройки функций принадлежности для повышения точности моделирования. Разработана модель для интегральной оценки локальных рисков при возникновении независимых опасных событий на электроэнергетических объектах. Разработаны инженерные методики для оценки риска аварийных ситуаций; для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах; для оценки зон загрязнения вследствие аварий с выбросом отравляющих токсичных веществ при неопределенности входных данных.

Составляющая риска должна учитывать риск возникновения различных независимых событий, которые могут быть оценены как локальные риски. Для двух независимых случайных событий что приводят к аварии, связанной

с коротким замыканием (КЗ), их суммарное влияние возможно оценить с плотностью распределения что равно композиции плотности

распределения их составляющих:

где - плотность распределения случайных событий

Локальные риски возникновения КЗ (Ию) определены как достоверности возникновения нежелательных событий- с различными характерными параметрами. Например, если существуют два события, которые приводят к КЗ, тогда определяем риск возникновения этих двух событий:

= »„(*') = е [х.х.] |Х'= х' г [х, х.Ц; (12)

Параметр электрооборудования , который влияет на возникновение нежелательного события, что приводит к КЗ, должен относиться к норме: х' е [*,,*,]• Случайное событие у возникает, если параметры оборудования выходят за пределы нормированных, как верхнее значение или

нижнее Отсюда, риск возникновения КЗ определяется как

достоверность объединения двух независимых событий:

В случае присутствия локальных рисков для нескольких несовместимых событий, которые зависят от соответствующих значений параметров, предлагается интегральная зависимость:

Таким образом, для электростанций и электроподстанций всех типов, приемлемые уровни риска возникновения аварий расположены в диапазоне : Кдоп.ю>= 1* 102 -- 1 «Ю"4; для линий электропередачи в диапазоне:

КдопМ = 2'102-2.10-5.

По результатам программного расчета интегрального риска и настройки его функций принадлежности, погрешность представленной модели находится в пределах (15... 18)%, что свидетельствует об адекватности модели. В таблице 2 представлены сравнения результатов моделирования риска реальных аварий, которые произошли за 2000 г.

Таблица 2

Сравнение результатов моделирования

Аварийные ситуации (отказы) вследствии КЗ

• Отказы переключателей иа воздушной линии ПОкВ Отказы высоковольтного вводов трансформатора Отказы масляных баковых переключателей на подстанции ПОкВ Внутренние повреждетм трансформаторов

Количество аварийных ситуаций за 2000г. 51 39 18 21

Реальный риск по статистическим данным 1,7-104 7,9-10'3 4,3-10"3 6,2-Ю'3

Риск, рассчитанный по предложенной методике 1,95-10"3 8,8-Ю'3 4,9-10'3 7-Ю'3

Для повышения точности моделирования проводилось настройка функции принадлежности Значением входной переменной х ставится, в соответствие,

значения функции принадлежности ЦТ(х) в диапазоне от 0 до 1, который характеризует субъективную меру уверенности эксперта в том, что значение х отвечает лингвистическому терм-множеству:

1

И'

(16)

где Ь, с - параметры настройки: Ь- координата максимума функции, с-коэффициент растяжения функции.

Вид функции принадлежности представлен на рис.3.

Рис.3. Параметры функции принадлежности для терм-множества: «низкая, средняя, выше средней, высокая, очень высокая»

Настройка модели осуществлялась по результатам вычислений. Параметры функции принадлежности после настройки приведены на рис.4.

Для проверки достоверности модели оценки риска результаты моделирования для четырех различных видов аварий котла сравнивались с предыдущими статистическими данными.

Результаты моделирования представлены в таблице 3.

||(*!00 3M 14) ц(х.146 6Р>1 04) 11(«,195 6Я62) о М(\234 439.7Q И*,251 836 64)

100 120 140 160 180 200 220 240

х

Рис. 4. Параметры функции принадлежности после настройки модели

Таблица 3

Сравнение достоверности моделирования до и после настройки модели

Вид опасного Количество Достоверность до Достоверность после

события отказов настройки, %' настройки, %

Разрыв труб 20 81 89

Пожар в -

воздухонагревателях 7 81 86

Отказ дымососа 23 78 80

Отказ дутьевых

вентиляторов 18 84 94

Всего 68' 76-84 80-94

Разработана инженерная методика для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах при использовании лингвистических переменных. Оценка эффективности действий диспетчера выражается лингвистической переменной, которая характеризует "КВАЛИФИКАЦИЮ" диспетчера. Для этой переменной использована пятибалльная лингвистическая шкала и представлена функция принадлежности.

Разработана инженерная методика для оценки зон загрязнения вследствие аварии с выбросом отравляющих токсичных веществ при проведении первоначального прогноза, когда отсутствуют первые входные данные. Факторы, которые влияют на последствия аварии, определены в форме лингвистических

переменных: Х[ - скорость ветра, Хг - объем отравляющих токсичных веществ, выброшенных в атмосферу, Хз - температура окружающей среды, Y - радиус зоны загрязнения. Основным показателем, который характеризует последствие аварийной ситуации, является радиус зоны загрязнения. Таким образом, определен радиус зоны загрязнения при неопределенности первых входных данных- при помощи лингвистического моделирования. Погрешность прогнозирования при точных исходных данных составляет - 3% , при отсутствии точных входных данных по традиционной методике - 10%, при отсутствии точных входных данных по предложенной методике - 4%. Это свидетельствует об адекватности моделирования.

ВЫВОДЫ

1. Проанализировано и установлено, что существующие методы оценки риска аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики не учитывают неопределенность входных данных, не определяют максимальный риск и сценарий максимального риска на каждом этапе развития аварии, не оценивают локальные риски появления независимых нежелательных событий. Сформулированы задачи для решения этих проблем.

2. Разработан метод оценки риска аварий на электроэнергетических объектах на основе теории нечетких множеств. Данный метод основан на аппарате многофакторного анализа с использованием лингвистической оценки параметров элементов системы с целью учета технических, технологических, аппаратурных, параметрических факторов.

3. Впервые разработана модель оценки риска возникновения аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте на основе лингвистических переменных, что учитывает неопределенность входных параметров элементов системы и определяет сценарий максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации. Проведен программный расчет максимального риска аварийной ситуации

котельного агрегата и графическое отображение выхода параметров за критические значения при использовании характеристических полей входных параметров элементов исследуемого объекта.

4. Впервые разработана модель для интегральной оценки локальных рисков аварий и отказов на электроэнергетических объектах при возникновении независимых опасных событий. Путем настроек функций принадлежности проведена оценка погрешности моделирования, характеризующая расхождение реального риска (по статистических данных) и риска, рассчитанного по предложенной модели, что свидетельствует об адекватности моделирования.

5. Разработаны инженерные методики для оценки риска возникновения аварийных ситуаций на основе лингвистического моделирования; для оценки квалификации диспетчера на электроэнергетических объектах; для оценки зон загрязнения вследствие аварии с выбросом отравляющих опасных веществ. Предложенная методика позволяет эффективно провести первоначальный прогноз в случае отсутствия первичных входных данных и позволяет сократить объемы вычислений, в частности время и стоимость проведения оценки.

6. Для повышения точности моделирования проведены настройки параметров функций принадлежности. Достоверность моделирования до настройки составляет (76-5-84)% и после настройки - (80-94)%, что свидетельствует об адекватности моделирования.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях: 1) Подобная К)., Голева Т. Интегральная оценка локальных рисков на объектах электроэнергетики // Известия Донецкого национального технического университета. - Донецк: ДНТУ - 2002. - N1. - С.31-34.

2) Подобная Ю.Ю. Оценка риска возникновения аварийних ситуаций на энергетических объектах путем лингвистического моделирования // Научный вестник НГАУ. -Днепропетровск: НГА Украини-2002.- №1.- С.86-88.

3) О.В. Асмолова, П.А. Молчанов, Ю.Ю. Подобная. Оптические негосенсоры для подводного видения // Издательство 2-й международной конференции "Актуальные проблемы оптического потока в водной среде". Ст.-Петербург, Россия-Сентябрь 8-12, 2003.С. 107-112.

4) Юлия Подобная, Павел Молчанов, Татьяна Голева. Моделирование нейро-нечетких сетей для прогнозирования последствий на химически опасных объектах // Издательство 26-й CCMS Международной технической конференции '"Новые модели и разработки для оценки зон загрязнения". Турция. Стамбул- Май 26-30, 2ООЗ.-С.87-9О.(на английском языке)

5) Молчанов ПА, Дудатьев А.В., Подобная Ю.Ю., Муляр П.С. Анализ безопасности промышленных объектов на основе оценки риска при нечетких виходних данных // Измерительная и вычислительная техника в технологических процесах. - Хмельницкий:Технологический университет Подолье.- 2000.-№2.-С.176-178.(на украинском языке)

6) Молчанов ПА, Подобная Ю.Ю., Дудатьева В.М. Лингвистическая модель оценки. квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации // Измерительная. и вычислительная техника в технологических процесах. -Хмельницкий:Технологический университет Подолье..-2000.- №3. - С.172-174. (на украинском языке)

7) Молчанов П.А., Дудатьев А.В., Подобная Ю.Ю. Лингвистическое моделирование риска объектов з большой неопределенностью параметров // Проблемы экологии.- Донецк: Донецкий национальний технический университет. -2001.-№1.-С.48-54.

8) Дудатьев А.В., Лищинская Л.Б., Подобная Ю.Ю. Прогнозирование эколого-экономических потерь химических предприятий на базе теории нечетких множеств // Зборник трудов международной научно-практической конференции

ü-7692

"Украина накануне XXI столетия: економика, государство".-Винница-Киев. -2000,-Часть 2.- С.140 -143.(на украинском языке)

9) Зайцева Н.В., Молчанов П.А., Подобная Ю.Ю. экономические аспекты концепции риска экологической безопасности Украины // Зборник трудов второй международной научно-практической конференции "Право и общество: актуальные проблемы взаимодействия."-Винница. - 2001.- Часть 2.-С. 16-21.(на украинском языке)

10) Павел Молчанов, Павел Муляр, Юлия Подобная, Виктория Чикотун. Обзор микроволновых негосенсоров применяемых для экологического мониторинга // Конференционное издательство GAAS 2001. - Лондон, ОК. - 2001. - С. 465-469. (на английском языке)

11) Андрей Дудатьев, Юлия Подобная, Павел Молчанов, Татьяна Голева.-Нечеткие множества, применяемые для загрязненной водушной среды // Моделирование загрязненной воздушной среды и его применение // Клюверская Асадемия/ Сборник публикаций, Нью-Йорк, 2002, С. 311-317.(на английском языке)

12) Г. А. Дензанов, ПАМолчанов, Ю.Ю.Подобная, Т.Г.Голева. Пути формализации фосфатов путем водорастворимого преобразования. // Глобал нест: Международный журнал, Греция, 2001, Вып. 3/ №3, С.185-188.(на английском языке)

13) П.А. Молчанов, А.В. Дудатьев, Ю.Ю.Подобная, О.А. Молчанова. Нечеткие множества применяемые для оценки риска раковых // Центральный европейский журнал общественного здоровья Республика Чехия, №.3/Вып.1О, С. 121-123, Сентябрь, 2002.(на английском языке)

14) Молчанов П.А., Дудатьев А.В., Подобная Ю.Ю., Корнейчук Т.К. Оценка

риска при большой неопределенности данных. // Издательство Прогрессивый

учебный институт (ASI) Оценка риска для контроля окружающей среды.-Бургас,

Болгария,Май.-2000.С.-112-114.('на английском языке-)

Подписано в печатьй'Ьг,+Зак. Тир. ¡C0 Пл. U?

Полиграфический ценр МЭИ (ТУ) Красноказарменная, 13

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Подобная, Юлия Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИЙ И КАТАСТРОФ НА ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Критерии оценки риска. Развитие основных концепций.

1.2. Анализ существующих методов оценки риска возникновения аварии на объектах электроэнергетики.

Выводы.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ

СИТУАЦИЙ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБЪЕКТЕ.

2.1. Исследование энергетического объекта. Общий анализ аварийности и технологических нарушений.

2.2. Разработка и исследование структурных схем развития вероятных аварийных ситуаций на энергетическом объекте.

2.3. Многофакторный анализ для оценки риска возникновение аварийной ситуации на примере котельного агрегата.

2.4. Иерархические уровни развития аварийных ситуаций. Определение влияющих факторов в виде лингвистических переменных.

2.5. Построение дерева возникновения риска событий для возможной аварийной ситуации на примере котельного агрегата.

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНОГО РИСКА И СЦЕНАРИЯ РАЗВИТИЯ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ НА ПРИМЕРЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА.

3.1. Разработка логических правил на основе лингвистического моделирования для объекта исследования.

3.2. Разработка матрицы знаний путем лингвистического моделирования на примере котельного агрегата.

3.3. Определение максимального риска и сценария развития возможной аварийной ситуации на основе логико-лингвистической модели.

3.4. Алгоритм проведения настройки моделирования.

3.5. Обучение нейро-нечеткой сети для прогнозирования аварийной ситуации .87 Выводы.

ГЛАВА 4. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И

РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДИК ДЛЯ ОЦЕНКИ

РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ.

4.1. Проверка адекватности предложенной модели.

4.2. Интегральная оценка локальных рисков на энергетическом объекте.

4.3. Экспертная система оценки риска при лингвистических входных переменных.

4.4. Лингвистическая модель для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на энергетическом объекте.

4.5. Оценка зон загрязнения при лингвистических входных переменных.

Выводы.

Введение 2004 год, диссертация по безопасности жизнедеятельности человека, Подобная, Юлия Юрьевна

Актуальность темы. В связи с возможными катастрофами, авариями и технологическими нарушениями, уровень безопасности, который уже сложился, и будет складываться в стране в будущем, определяется величиной риска. Контроль безопасных условий неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет оценку и управление риском на объектах с учетом факторов, которые влияют на развитие аварийной ситуации, поскольку, неопределенность, присущая риску, сказывается на тех преобразованиях, которые происходят в СНГ.

Анализ и управление риском уже практически оформился в самостоятельную научную дисциплину и широко используется на практике, например, при формировании планов действий в области обеспечения промышленной безопасности. Проблемы анализа промышленной безопасности подробно изложены в работах ведущих ученых Быкова А.А., Мастрюкова Б.С., Порфирьева Б.Н. и других.

Обеспечение и контроль безопасности энергетических предприятий неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет анализ оценки и управление риском на протяжении всего цикла существование объекта с учетом факторов, которые влияют на развитие аварийной ситуации.

Актуально стоит вопрос анализа безопасности для энергетического объекта, который должен опираться на целостную и корректную методологию определения риска возникновение опасного события (аварийной ситуации).

Аварии и отказы на электроэнергетических объектах приводят к значительным потерям. Точные числовые данные надежности для параметров элементов системы отсутствуют или имеют большую неопределенность. В этом случае использования классических моделей риска (например, метод Монте-Карло) дает результат с неопределенностью, которая превышает величину этого результата Необходимо разработать метод оценки риска объектов с значительной неопределенностью параметров (например, вследствие продолжительной эксплуатации).

Предложенная работа посвящается решению этих проблем и позволяет оценить максимальный риск и определшъ сценарий возникновения возможных аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики, которые могут привести к максимальным потерям при значительной неопределенности параметров элементов системы.

Связь работы с научными программами, планами, темами. На протяжении 2000-2002 лет научно-исследовательская работа проводилась в пределах международных программ "Методы оценки риска" (Этап2) и "Оценка технологий для обработки загрязненных земель и грунтовых вод" (ЭтапЗ) под руководством Комитета изменений современного общества (CCMS/NATO — Committee of the Challenges of Modern Society).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы есть разработка метода для оценки риска возникновения возможных аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования.

Для достижения данной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методов оценки риска на энергетических объектах, выявление недостатков этих методов.

2. Разработка структурной схемы развития возможной аварийной ситуации на объекте исследований. Проведение многофакторного анализа для оценки влияния параметров объекта на вероятность возникновения аварийной ситуации.

3. Разработка лингвистической модели для оценки риска аварии котельного агрегата. Разработка логических правил и матрицы знаний на основе лингвистического моделирования для оценки риска аварийной ситуации (отказа котельного агрегата). Определение максимального риска и сценария возникновения аварийной ситуации на примере котельного агрегата.

4. Разработка модели для интегральной оценки локальных рисков на энергетическом объекте при возникновении независимых опасных событий.

5. Разработка инженерных методик для оценки риска аварийной ситуации. Проведение настройки функций принадлежности для экспертной лингвистической оценки и повышения точности моделирования.

6. Разработка методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте.

7. Проверка адекватности результатов моделирования при использовании предложенной лингвистической модели для оценки риска возш1кновеш1Я аварии статистическим данным о возникновении аварийных ситуаций на энергетическом объекте.

Объектом исследования в диссертационной работе является процесс возшпсноветш возможных аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики.

Предметом исследования является оценка риска возникновения возможпых аварийных ситуаций на примере котельного агрегата тепловой электрической станции с учетом сценария, который приводит к событию, что имеет максимальный риск на каждом этапе развития возможной аварии.

Научная новизна работы:

1. Впервые разработан метод для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации на объектах электроэнергетики на основе теории нечетких множеств, который учитывает неопределенность входных параметров и максимально-возможные потери.

2. Впервые разработана методика многофакторного анализа, учитывающая технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации на электроэнергетических объектах, па основе лингвистических переменных и функций принадлежности.

3. Впервые предложена модель для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации, что базируется на определении сценария максимального риска и определяет наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте.

4. Впервые предложена модель для интегральной оценки локальных рисков на объектах электроэнергетики, что учитывает риск возникновешм независимых событий, которые могут привести к аварийной ситуации или отказу.

5.Разработаны методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварттой ситуации на электроэнергетических объектах и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ.

Степень достоверности обеспечивается широким применением методов оценки риска возникновения аварийных ситуаций, апробированных методов математической логики и миогофакторного анализа, а также апробацией полученных результатов путем интеллектуальных технологии идентификации параметров лингвистической модели.

Практическая ценность работы:

1. Использование полученных в роботе результатов позволило разработать инженерные методики для оценки риска возникновения аварийных ситуаций с определением сценария максимального риска и для оценки зон загрязнения, вследствие аварийного выброса токсичных веществ. Данные результаты работы внедрены на предприятии ОАО "Западэнерго" Ладижинская тепловая электрическая станция.

2. Инженерные методики для интегральной оценки локальных рисков возникновения независимых опасных событий и для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах внедрены на Государственном предприятии "Национальная энергетическая компания "Укрэнерго" - Юго-западная электроэнергетическая система".

Подтверждением внедрения результатов диссертационной работы есть наличие соответствующих актов, представленных в приложении.

Личный взнос автора работы. Основные теоретические, расчетные и экспериментальные результаты в диссертационной работе получены автором самостоятельно. Отдельные результаты получены в соавторстве, в этих случаях личный взнос автора в статьях и тезисах приведен в сопровождающих докумс1Ггах: [6,11,14,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51]. В данных работах автором предложены, в частности:

1. Метод для оценки риска возникновения аварийных ситуаций- на электроэнергетических объектах, что базируется на использовании теории нечетких множеств. На базе метода разработаны инженерные методики для внедрения на электроэнергетических предприятиях.

2. Лингвистическая модель для оценки риска возникновения аварий на объектах с большой неопределенностью входных параметров. Проведена оценка адекватности модели и настройка параметров функций принадлежности для повышения точности лингвистического моделирования.

3. Экспертная система для оценки квалификации диспетчера, который разрешает прогнозировать эффективность действия диспетчера в аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте. Предложена методика базируется на использовании лингвистических переменных.

4. Интегральная зависимость для оценки локальных рисков возшпсновения независимых нежелательных событий при разных законах распределения. Приведен пример расчета и проведена оценка адекватности предложенной модели.

5. Модель для оценки риска, которая определяет сценарий максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварии.

6. Оценка адекватности предложешюй модели путем операции эквивалентности нечеткого множества, полученной в результате расчета и нечеткого множества, полученной в результате экспертной лингвистической оценки.

7. Использование исследованных характеристик для измерения и контроля параметров внешней среды. Приведен пример расчета инженерных методик для экологического мониторинга.

8. Методика, позволяющая эффективно провести первоначальный прогноз в случае отсутствия первых входных данных. Приведен пример прогнозирования последствий аварии при выбросе отравляющих веществ и определено преимущество данной методики, которое позволяет сэкономить значительные средства за счет более реального прогнозирования.

9. Метод расчета экологического убытка, вследствие загрязнения водных ресурсов и выброса химических отравляющих жидкостей, при нечетких входных данных. Суть метода предложен на описании влияющих факторов в виде лингвистических переменных.

10.Экономические механизмы охраны окружающей среды методом оценки риска, обоснованы методы управления экономическим риском и виды потерь, связанные с проблемами окружающей среды, средства компенсации причиненных убытков и механизмы предотвращения убытков от загрязнения окружающей среды.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты исследований в диссертации докладывались и обсуждались на международных и региональных конференциях:

1. Optical Negasensors for Underwater Imaging // 2th International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters". St.-Petersburg, Russia - September 8-12, 2003.

2. Neuro-Fuzzy Network Modeling for Forecasting of Failure Consequences at the Chemical Dangerous Objects // 26th CCMS International Technical Conference "Air Pollution Modeling and Its Application". Turkey. Istanbul - May 26-30, 2003.

3. The Ecological Safety Analysis of Industrial Objects with Fuzzy Initial Data - XXIX научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов Винницкого государственного технического университета (Винница, 14-15, 21-22 марта 2000 года).

4. Прогнозирование эколого-экономических потерь химических предприятий на базе теории нечетких множеств - Международная научно-практическая конференция "Украина на пороге XXI столетия: экономика, государственность" (Винница-Киев, 30-31 марта 2000 года).

5. Ecological Monitoring on the Fuzzy Sets Basis - International Technical Meeting/ IEEE (Paris, France, October 1, 2000).

6. Интегральная оценка безопасности промышленных предприятий - XXX научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов ВДТУ (Винница, 20-21 марта 2000 года).

7. Экономические аспекты концепции риска в экологической безопасности Украины -вторая международная научно-практическая конференция "Право и общество: актуальные проблемы взаимодействия" (Винница, 23-25 мая 2001 года).

8. Prospect of Microwave Negasensors Application for Ecological Monitoring - 31st European Microwave Conference (London, UK, 24-25 September 2001).

9. Fuzzy Sets Application for Estimation of Air Polluted Zone — 25th CCMS International Technical Meeting Air Pollution Modelling and Its Application (Louvain-la-Neuve, Belgium, 15-19 October 2000).

10. Risk Assessment with Large Uncertainty of Initial Data // Advanced Study Institute

ASI) Risk Assessment Activities for Environmental Legacies, held in Bourgas,

Bulgaria,May,2000.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из вступления, 4 ( разделов, основных выводов по работе, списка использованных источников (80 библиографических ссылок) и 6 приложений. Общий объем диссертации, в котором изложено основное содержание составляет 133 страницы и содержит 22 рисунка, 15 таблиц. Полный объем диссертации - 185 страниц.

Во вступлении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, поставлены основные задачи исследований, показана научная новизна полученных результатов, определена практическая ценность результатов, оценен личный вклад автора в диссертационную работу.

В первой главе диссертации рассматривается современное состояние проблемы оценки риска аварий и проанализированы существующие методы оценки риска. Определяется, что существующие классические модели не могут быть использованы при значительной неопределенности входных параметров объекта и не определяют максимальный риск на каждом иерархическом уровне развития аварии. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе диссертации проводится исследование энергетического объекта, общий анализ аварийности и технологических нарушений. Разрабатываются структурные схемы развития возможных аварийных ситуаций котельного агрегата тепловой электрической станции. Предлагается методика многофакторного анализа, которая учитывает технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые влияют на возникновение аварии. Разрабатываются иерархические уровни развития возможных аварийных ситуаций и строится дерево возникновения риска событий на примере котельного агрегата. Определяются влияющие факторы в виде лингвистических переменных.

В третьей главе диссертации разрабатываются логические правила и матрица знаний для исследования отказов в котельном агрегате. На основе лингвистического моделирования разрабатывается метод для оценки риска возникновения возможной аварийной ситуации на электроэнергетических объектах. Разрабатывается лингвистическая модель для определения сценария максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации на примере котельного агрегата. Проводится программный расчет и графическое вычисление максимального риска на каждом этапе развития аварии и определяется сценарий максимального риска аварии на примере котельного агрегата.

В четвертой главе диссертации проводится проверка адекватности моделирования. Разрабатывается модель для интегральной оценки локальных рисков при возникновении независимых опасных событий на электроэнергетических объектах. Предлагается инженерные методики для оценки квалификации диспетчера при действиях в аварийной ситуации на электроэнергетических объектах и оценка зон загрязнения вследствие аварий при выбросе отравляющих токсичных веществ при неопределенности входных данных. Проводится настройка функций принадлежности для повышения точности моделирования.

Заключение диссертация на тему "Оценка риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования"

ВЫВОДЫ

1. Проведена проверка адекватности предложенной модели путем операции эквивалентности расчета нечеткого множества в результате экспертной лингвистической оценки.

2. Разработаны модели для оценки локального риска возникновения короткого замыкания электрического оборудования при случайном превышении параметров, которые вышли за пределы нормированных значений х„.

3. Определено, что плотность распределения локального риска события может быть представлена как композиция плотностей распределения их составных.

4. Предложена интегральная зависимость для расчета локального риска при разных законах распределения случайных событий.

5. При помощи настройки функций прштдлежности проведена оценка погрешности моделирования (15. 18)%, которая характеризует расхождение реального риска по статистическим данным и риска, рассчитанного по предложенной методике, которая свидетельствует про ее адекватность.

6. Определены неопределенности, которые связаны с действиями диспетчера при управлении электроэнергетическим объектом и предложено использование лингвистических переменных для оценки квалификации диспетчеров.

7. Разработана модель и приведен пример для оценки квалификации диспетчера, которые позволяют прогнозировать эффективность действия диспетчера в аварийной ситуации.

8. Выполнены настройки параметров функций принадлежности для повышения точности моделирования. Суть настройки состоит в подборе таких весов нечетких правил «ЕСЛИ-ТО» и таких параметров функций принадлежности, которые минимизируют различие между желаемым (экспериментальным) и модельным (теоретическим) поведением объекта.

9. Разработаны модели для оценки зон загрязнения при нечеткой исходной информации путем разработки правил нечеткого логического вывода с использованием лингвистических входных переменных. Предложенная методика разрешает эффективно провести первоначальный прогноз в случае отсутствия первых исходных данных и позволяет сэкономить значительные средства за счет более реального прогнозирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обеспечение и контроль безопасности электроэнергетических объектов неразрывно связан с решением задачи, которая объединяет оценку и управление риском. Аварии и отказы на данных объектах приводят к значительным потерям потому/ что точные числовые данные надежности для параметров элементов системы отсутствуют или имеют большую неопределенность.

В условиях острой ограниченности материальных ресурсов возникают ситуации, когда приходится эксплуатировать электрооборудование со сроком службы большим, чем гарантированный, когда фактические параметры режима выше чем нормированные, когда система диагностики недостаточно эффективна, а также и в других подобных случаях. В связи с этим определяется необходимость оценки риска аварий и отказов на объектах электроэнергетики для принятия соответствующих решений.

В диссертационной работе проведены исследования, которые посвящены разработке метода, включающего модели и инженерные методики для оценки риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы следующие:

В области теоретических и экспериментальных исследовании

1. Проанализировано и установлено, что существующие методы оценки риска аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики не учитывают неопределенность входных данных, не разрешают одновременно учитывать технические, технологические, аппаратурные, параметрические факторы, которые влияют на возникновение аварий, не определяют максимальный риск и сценарий максимального риска на каждом этапе развития аварии, не оценивают локальные риски появления независимых нежелательных событий.

2. Разработаны и исследованы структурные схемы развития возможных аварийных ситуаций на примере котельного агрегата тепловой электрической станции. Проанализированы факторы, которые влияют на развитие данных аварийных ситуаций на каждых* иерархический уровнях^- у

3. Разработан метод оценки риска возникновения аварий на электроэнергетических объектах на основе теории нечетких множеств. Данный метод основан на аппарате многофакторного анализа для исследования аварий и отказов с использованием экспертной лингвистической оценки параметров элементов системы с целью учета технических, технологических, аппаратурных, параметрических факторов.

4. Впервые разработана модель оценки риска возникновения аварийной ситуации (на примере электроэнергетического объекта) на основе лингвистических переменных, которая отличается тем, что учитывает неопределенность входных параметров элементов системы и определяет сценарий максимального риска, который учитывает наибольший риск на каждом иерархическом уровне развития аварийной ситуации. Проведено графическое вычисление максимального риска аварийной ситуации на примере котельного агрегата. Показана возможность графического отображения критических ситуации при использовании характеристических полей входных параметров элементов исследуемого объекта.

5. Впервые разработана модель для интегральной оценки локальных рисков аварий и отказов на электроэнергетических объектах при возникновении независимых опасных событий. Определены шггегральные зависимости для оценки локального риска короткого замыкания (КЗ) электрооборудования при случайном превышении параметров за пределы нормированных значений х„. Определено, что плотность распределения локального риска события может быть представлена как композиция плотности распределения их составных. Путем программной настройки функций принадлежности проведена оценка погрешности моделигрования, характеризующая расхождение реального риска (по статистических данных) и риска, рассчитанного по предложенной модели, что свидетельствует об адекватности моделирования.

В области практического использования

1. Впервые разработана инженерная методика и программа для оценки риска возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики на основе лингвистического моделирования, то есть на использовашш экспертных оценок и логических высказываний. Данная методика разрешает сократить объемы вычислений: время и стоимость для оценки риска аварийных ситуаций.

2. Для повышения точности моделирования разработана процедура настройки параметров функций принадлежности. Достоверность моделирования до настройки составляет (76-5-84)% и после настройки - (8(Н-94)%, что свидетельствует об адекватности моделирования. Приведен пример использования лингвистической модели для определения функции принадлежности при вероятности отказа генератора, выключателя и трансформатора собственных нужд.

3. Разработана экспертная система для оценки квалификации диспетчера на основе лингвистических переменных, что разрешает прогнозировать эффективность действий диспетчера в аварийной ситуации на электроэнергетическом объекте. Эффективность работы диспетчера оценивается по времени, которое необходимо для принятия решения, а оценка эффективности принятого решения выражается лингвистической переменной, характеризующей квалификацию диспетчера.

4. Разработана инженерная методика для оценки зон загрязнетшя вследствие аварии при выбросе отравляющих токсичных веществ на основе лингвистического моделирования. Предложенная методика разрешает эффективно провести первый прогноз в случае отсутствия первичных входных данных. Преимуществом данной метод!пси является сокращение объемов вычислений (время и стоимость проведения оценки) за счет более реального прогнозирования. Погрешность прогнозирования при точных исходных данных составляет 3% , при отсутствии точных входных данных по традиционной методике - 10%, при отсутствии точных входных данных по предложенной методике - 4%. Это свидетельствует об адекватности моделирования.

Библиография Подобная, Юлия Юрьевна, диссертация по теме Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

1. Инженерная экология. Под редакцией В.Т.Медведева.- Москва, 2002.- 540 с.

2. Порфирьев Б.Н. Концепция риска: новый подход к экологической политике// Наука и Техника, 1986, N 4.- с. 14.

3. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений: Пер.с нем.-М.: Мир, 1990.- 208 с.

4. Быков А.А., Мурзин Н.В. Проблемы анализа безопасности человека, общества и природы. Санкт-Петербурн: Наука, 1997. - 247 с.

5. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие в 2-х частях. Москва: МИСиС, 1999. - 257 с.

6. Хлобистов G. Еколопчна безпека i засади визначення ризику техногенних катастроф // Управлшня економжою: теорк i практика,- 1998.

7. Антонов Г., Курочкин В. Некоторые теоретические аспекты аварийности с точки зрения практики. Морской сборник, 1994, №6.

8. Расчет показателей надежности для электростанций, сетей и энергокомпаний. Методика. УНВО «Энергопрогрес». Киев. 1996.

9. Аваршшсть на енергопщприемствах. Мшенерго Украши в 2000 рощ.Огляд. Г1Д 34.08.551-97. Кшв, 2000.

10. ДСТУ 2156-93. Нормирование, обеспечение и контроль безопасности промышленных предприятий. Киев. 1993.

11. А.Н. Борисов, А В. Алексеев, и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений.- М.: Радио и связь, 1989-304 с.

12. П.А. Молчанов, А.В.Дудат'ев, Ю.Ю. Подобна, П.С. Муляр. Анагпз безпеки промислових об'екпв на ochobI ощнки ризику нечтсих вихщних даних // Вим1рювальна та обчислювальна технжа в технолопчних процесах, -2000, N 2. с-176.

13. Заде JI. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений М.: Мир. 1976.- 167 с.

14. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткие множества, генетические алгоритмы, нейтронные сети Винница: " УНИВЕРСУМ Винница 1999-320 с.

15. Скопинцев В.А. Актуальные вопросы управления риском возникновения аварий на объектах электроэнергетики // Электрические станции 1996, N 5.

16. Архангельский В.И., Богаенко И.Н., Грабовский Г.Г., Рюмин Н А. Системы функция управление. - К.: Техника 1997.- 208 с.

17. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение. М.: Наука, 1991-280 с.

18. ZadehL. A. Fuzzy Sets. Ing. Control. 1965, Vol. 18, pp. 338-353.

19. Многокритериальные задачи принятия решений/ Под ред. Д.М. Гвишиани и С.В. Емельянова.-М.: Машиностроение, 1978.

20. Нейронш мереж1 в системах автоматизащ'!/ B.I. Архангельский, I.M. Богаенко, Г.Г Грабовський, М.О. Рюмшин К. ."Техшка", 1999.-364 с.

21. Борисов А.Н., Осис Я.Я. Методика оценки функций принадлежности нечеткого множества// Кибирнетика и диагностика.- Рига: Рижский политехнический институт, 1970.- Вшп.ч.- с.125-134.

22. Борисов А.Н., Крумбер, Алексеев А.В. Модели принятия решений на основе лингвистической переменной Рига: Зинатие,-1982.

23. Алиев Р.А., Церковный А.Э., Мамедова Г.А. Управление производством при нечеткой исходной информации. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 239 с.

24. Розслщування i облж технолопчних порушень в робот1 електростанщй, мереж та енергосистем. Мшенерго Украши в 2000 рощ. ГКД 34.08.551-94. Ки1в,2000.

25. Fuzzy Expert System for Fault Detection in Statistical Processes Control of Industrial Processes. S.M. El-Shal and A.S. Morris// IEE Transactions on systems, MAN, AND CYBERNETICS .May 2000. N 2.

26. Ахьюджа X. Сетевые методы управления в проектировании и производстве. -Мир, 1979.-640 с.

27. Белов П.Г. Теоретические основы обеспечения безопасности эксплуатации вооружения и военной техники. М.: МО СССР, 1988.-111 с.

28. Бадаев А.А., Егоров Ю.А., Казаков С.В, Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1990. -224 с.

29. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности. М.: Советское Радио, 1989.-311 с.

30. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. М.: Наука, 1984, -327 с.

31. Гадасин В.Д., Ушаков И.А. Надежность сложных информационных устройств. М.: Советское Радио, 1975, -191 с.

32. Гмурман B.C. Теория вероятности и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

33. Гасов В.М„ Кодотаев А.И., Сецькин С.И. Отображение информации. -М.:Вьтсшая школа, 1990.-285 с.

34. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. Под ред. А. С. Бобков, А.А. Блинов. М.: Химия,1997. 398с.

35. Дудатьев А.В., Козак А.А., Мироненко А.Н. Информационное моделирование прогнозируемых аварийных ситуаций на промышленном объекте // Экономика и коммерция (Электронная техника, серия 9), выпуск 1, 84-88 с.

36. Ежова И.В., Поспелов Д.А. Принятие решений при нечетких основаниях. 1 Универсальная шкала. Известия АН СССР. Техническая кибернетика. - 1977. N6.-311с.

37. Зинченко В.П.,Мунипов В.М. Основы эргономики. -М.: Издательство МГУ, 1979.-344 с.

38. Краммер Ю.Ю., Харкевич А.Е. Аварийные работы в очагах сражения. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 228 с.

39. O.V. Asmolova, P.A. Molchanov, Y.Y. Podobna. Optical Negasensors for Underwater Imaging // Proceedings of the 2th International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters". St.-Petersburg, Russia September 8-12, 2003.

40. Подобна Ю.Ю. Ощнка ризику виникнення аваршних ситуацш на енергетичних об'ектах шляхом лшгастичного моделювання // Науковий вюник НГАУ. -Дншропетровськ:НГА Украши-2002.- №1.- С.86-88.

41. Подобна Ю., Голева Т. Интегральная оценка локальных рисков на объектах электроэнергетики // Известия Донецкого национального технического университета. Донецк: ДНТУ - 2002. - N1. - С.31-34.

42. Молчанов П.А., Подобна Ю.Ю., Дудатьева В.М. Лшгастична модель оцшки квал!фшацй диспетчера при Д1ях в аваршши ситуацп // Вим1рювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах. Хмельницький:Технолопчний ун1*верситет Подшля.-2000.- №3. С. 172-174.

43. Молчанов П.А., Дудатьев А.В., Подобна Ю.Ю. Лшгастичне моделювання ризику об'ект1в з великою невизначешстю параметр1в // Проблемы экологии.-Донецк: Донецкий национальний технический университет.-2001.-№1.-С.48-54.

44. Pavlo Molchanov, Pavlo Mulyar, Yulia Podobna, Victoria CheckoUm. Prospect of Microwave Negasensors Application for Ecological Monitoring // Conference proceedings GAAS 2001. London, UK. - 2001. - P. 465-469.

45. Andry Dudatiev, Yuliya Podobna, Pavlo Molchanov, Tetyana Holyeva. Fuzzy Sets Application for Air Polluted Zone // Air Pollution Modeling and Its Application // Kluwer Academic/ Plenum Publishers, New York, 2002, pp. 311-317.

46. P.A. Molchanov, A.V. Dudatiev, Y.Y. Podobna, O.A. Molchanova. Fuzzy Sets Application for Cancer Risk Assessment // Central European Journal of Public Health" Chesh Republic, No.3/Vol.l0, pp.121-123, September, 2002.

47. Molchanov P.A. Dudatiev A.V, Podobna Y.Y., Korniychuk Т.К. Risk Assessment with Large Uncertainty of Initial Data.// Proceedings of Advanced Study Institute (ASI) Risk Assessment Activities for Environmental Legacies. -Bourgas, Bulgaria, May 2000.

48. Конозенко В.И., Лавриненко У .П., Тимофеев А.Б. Программно-технический комплекс автоматизации коллективного принятия решений, УСиМ, 1988, N2.

49. Кузнецов П.Д., Козак А.А., Безродный М.С. Отображение устройства ввода-вывода информации микропроцессорных средств вычислительной техники. Радиотехника, 1983, N1.

50. Кофман А.Внедрение в теорию нечётких множеств. М.: Радио и Связь . — 1982.-432 с.

51. Дьяков А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. Москва: МЭИ. -1991.-223 с.

52. Михалевич B.C., Волкович В.Л. Проблемы моделирования и управления защитой региона в чрезвычайных ситуациях. УСиМ. -1991.№1.-3-10 с.

53. Мелихов А.И., Бернштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. М.: Наука, 1990.

54. Нечеткие множества в моделях управленияи исскуственного интеллекта. /Под ред. Д. А. Поспелова. М.: Наука. - 1986. - 312 с.

55. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. -К.: Штаб ГО Украины, 1999. 42 с.

56. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. Под редакцией P.P. Ягера. М.: Радио и Связь, 1986, - 405 с.

57. Норматив для принятия решения дежурным диспетчером Винницкого ПО "Химпром".

58. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации.- М.: Наука, 1981. -206 с.

59. Петрасюк В. Техногенные нагрузки в Украине в 5-6 раз выше, чем в странах Европы. Киевские ведомости, от 8 июля 1995 г., с. 8.

60. Платонов К.К. Психологические вопросы теории тренажеров. В книге -Хрестоматия по инженерной психологии. М.: Высшая школа, 1991. - с.249 -257.

61. План ликвидации аварийных ситуаций на Винницком ПО "Химпром".

62. Ротиггейн А.П. Медицинская диагностика по нечеткой логике. — Винница: Континент Прим. - 1996. - 132 с.

63. Ротиггейн А.П., Дудатьев А.В., Горбенко А.И. Пакет прикладных программ для оценки безопасности промышленных объектов при нечетких исходных данных. Информационный листок. Винницкий центр научно-технической иэкономической информации. 1994.-4 с.

64. Ротштейн А.П., Дудатьев А.В. Нечеткий анализ безопасности промышленных объектов. //Материалы научной конференции "Эргономика в России, странах СНГ и во всем мире". Тезисы доклада. С.-Петербург, 1993. -22 с.

65. Ротштейн А.П., Дудатьев А.В., Горбенко А.И. Нечеткий анализ безопасности промышленных объектов. //Материалы научно-технической конференции с международным участием "ПРИБОРОСТРОЕНИЕ 93 ". Николаев, - 1993. 19 с.

66. Ротштейн О.П., Жупанова М.О., Шеверда В.М. Диференшйна д1'агностика ннем1чно1 хвороби серця на основ! нечтсо! лопки // Вюник ВП1 №3. - 1994 -с. 32-38.

67. Руководство по эргономическому обеспечению разработки техники: М.: ВНИИТЭ, 1979,4.1.206 с.

68. Сахно С. Инструментальные средства построения экспертных систем. "Отчет. Знания Диалог - Решение. Часть 2. Исследовательские и коммерческие системы." Киев, 1990.

69. Трофимов Ю.Л. Техническое творчество в САПР. (Психологические аспекты). Киев: Высшая школа, 1989. - 180 с.

70. Тшценко А.В. Проектирование систем. М.: Высшая школа, 1989. - 384 с.

71. Фокин Ю.Г. Оператор техническое устройство: обеспечение надежности. -М,: Воениздат, 1985. - 256с.

72. Фоли Дж,, А. вен Дэм. Основы интерактивной машинной графики. -М: Мир, 1985.-211 с.50.

73. Филинюк Н.А., Дудатьев А.В., Роптанов B.I. Комплексна ощнка безпеки х1м1чнонебезпечних об'екпв // Втпрювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах, — 1998. — № 4. с. 149-153.

74. Шайдоров А.А. Русак О.Н. Теоретические основы организации безопасности труда. Кишинев: Штинница, 1986.

75. Яблонский Т.Г. Системы средств отображении информации. М.: Высшая школа, 1986.-287 с.