автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка и научное обоснование системы надежного газоснабжения в Ливии

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАДЕЖНОГО ГАЗОСНАБЖЕНИЯ В ЛИВИИ

Специальность: 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов баз и хранилищ".

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

УДК 622.691.4.054(612)

На права? рукописи

АЛИ ИБРАХИМ САЛЕ;

Москва - 1996.

Работа выполнена в Государственной академии нефти и газа им.И.М.Губкина.

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор Безкоровайный В.П. кандидат технических наук, доцент Бесхюкко В. В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Синюков A.M. кандидат технических наук, с.н.с. Водолага B.C.

Ведущая организация:" ЦЕНТРТРУБОПРОВОДСТРОЙ "

Защита состоится "ffy 1996 г. в "¿Ю часов

на заседании Диссертационного совета Д.053.27.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной академии нефти и газа имени И.М.Губкина по адресу: 117917, г.Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственной академии нефти и газа им.И.М.Губкина.

Автореферат разослан 7^7' ([~>Л_1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета д.т.н., профессор

Г.Г.Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Наращивание промышленного потенциала Ливии требует соответствующего роста производства различных видов энергии. Темпы и эффективность развития топливно-энергетического комплекса, где ведущая роль отводится функциональной газоснабжающей системе, на современном этапе определяют темпы и эффективность развития всего народного хозяйства.

В Ливии добывается ежегодно около 69 млрд.куб.м газа. Проведенные исследования показали, что запасы природного горючего газа составляют 4.3 триллиона куб. метров.

Запланировано сооружение"мощного газопровода из юго-восточного и центрального районов Ливии в северный район страны длиной 1600 км для транспортировки и аккумуляции газа с целью удовлетворения потребности действующих и строящихся на территории Ливии предприятий (рис.1).

Прокладка этого трубопровода и последующая эксплуатация проводится в различных условиях, поэтому требуются дополнительные меры для обеспечения его надёжности. Проблема надёжности магистральных газапроводов многопланова и в настоящее время ещё не имеет окончательного теоретического выражения.

В настоящее время в этой области работают многие научно-исследовательские и проектные организации, разработку различных аспектов надёжности ведут ВНИИГАЗ, ГАНГ, ВНИИЭГАЗПРОМ, ОРГЭНЕРГОГАЗ, ВНИИСТ, проектные институты ГАЗПРОМА.

Исследования в области надёжности магистральных газопроводов проводили ученые Е.П.Акоев, В.Л.Березин, Р.Н.Бикчентай, П.П.Бородавкин, В.В.Грачев, О.М.Иванцов, А.М.Синюков, М.Г.Сухарев, Е.Р.Ставровский, Э.М.Ясин и другие.

Цель работы. Исследование и разработка эффективной системы газоснабжения страны на основании современных научных методов и систем проектирования, обеспечивающих высокую надёжность газоснабжения.

Основные задачи, поставленные и решенные в диссертации :

- разработка моделей выбора оптимальной конфигурации газопроводной системы в Ливии с учетом надежности газоснабжения наиболее крупных потребителей для условий Ливии;

- реализация интегрированного подхода к проблеме выбора инженерных решений при проектировании магистральных газопроводов (в частности, надёжности, для условий Ливии);

млод.куб.м. в год

0 1В И м ЕЭ ва ППЬ>» , _

1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000

[^Электростанции и опреснительные станции СП Цементные заводы □Металургическая промышленность ИАпюминевая промышленность ШЗнефтехим. и хим. промышленность ЕЗСистемы снабжения газом городов ЕЭЗаводы по сжижению природного газа И Спрос газа в районе месторождения_

Рис. 1

Структура потребления природного газа в Ливии в периоде 1981 по 2000 г.

- определение степени влияния этапов проектирования, строительства и эгсг1. ции на общую надёжность системы газоснабжения Ливии.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые применительно к проблемам надёжности газоснабжения систем транспорта газа получены следующие результаты:

-для задач поиска оптимальной конфигурации трубопроводной системы предложен новый алгоритм, позволяющий формализовать и автоматизировать процесс принятия решений по выбору конфигурации с учетом надёжностных характеристик;

-экспертные оценки задачи принятия решения приведены в единую систему с расчетными показателями по единым компонентам на основании разработанной семантической сети факторов и параметров надёжности магистральных газопроводов;

-разработан новый алгоритм получения обобщенного показателя надёжности магистральных газопроводов как критерия принятия проектных решений.

Практическая ценность работы. Разработанные методические материалы, программные комплексы и результаты расчётов, полученные в результате научных исследований при выполнении диссертационной работы, переданы в ГАЗПРОМ Ливии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, где приведены основные выводы и результаты, приложений, списка литературы из 66 наименований, из них 63 на русском языке. Работа содержит 139 страницу, 33 рисунка и 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении на основании анализа системы газоснабжения Ливии обоснована актуальность работы, сформулированы основные направления исследования.

В первой главе рассматривается общая схема магистральных газопроводов в Ливии. Газопровод и газораспределительные станции (природный газ) распределены по побережью от ТОБРУКА на востоке страны до АБУ-КАММАШ на западе. Протяженность главного газопровода составляет 1600 км. Поэтому схема развития газовой индустрии предусматривает создание системы транспорта газа от границы до границы для последующего соединения с газотранспортными системами Египта и Туниса.

Генеральным планом намечено строительство газопроводов и газокомпрессор-

ных станций, предназначенных для транспортировки и аккумуляции газа с целью удовлетворения потребности в природном газе действующих и строящихся на территории Ливии предприятий, стратегически важных промышленных предприятий, опреснительных станций, электростанций, цементных заводов, а также больших и малых городов, лежащих на побережье (рис. 2 ).

Исследование фактора надёжности транспорта газа стало необходимым этапом проектирования МГ. Фактор надёжности оказывает существенное влияние на проектную производительность газопровода, а следовательно, и на все основные технико-экономические показатели будущего сооружения.

Показатели надёжности МГ можно вычислить, зная функцию распределения его пропускной способности, или функцию надёжности. Среди показателей надёжности наиболее информативен коэффициент надёжности Кн.однако одного его недостаточно, чтобы характеризовать надёжность МГ. В повышении эффективности и качества функционирования систем дальнего транспорта природного газа важную роль призвана сыграть научно обоснованная система показателей надёжности магистральных газопроводов.

Анализ надёжности включает этапы установления номенклатуры показателей и свойств надёжности, выбора методов и средств для получения информации о надёжности, выбора методов математической обработки информации о надёжности, анализа полученных результатов, выработки решений по надёжности.

Расчёт надёжности газопровода имеет цепью:

- обосновать при проектировании выбор технологической схемы и параметров газопровода (диаметров ниток, количества и расположения КС, количества и типоразмеров ГПА, схемы их обвязки, проектной пропускной способности);

-оценить возможное снижение ПС газопровода при заданных характеристиках надёжности его элементов;

- оценить показатели надёжности обеспечения спроса (вероятность покрытия спроса, ожидаемый дефицит и др.);

- выбрать рациональные способы резервирования ГПА на КС для обеспечения требуемой надёжности функционирования газопровода;

- определить требования к системе обслуживания и ремонта.

Разработка методов решени! задач повышения надёжности на стадии проектирования газопроводных систем для специфичных условий Ливии рассматривается в последующих главах.

Во второй главе рассматриваются методы расчета схемы оптимального газоснабжения Ливии с учетом надёжности.

В данной работе мы ограничиваемся только некоторыми задачами, возникающими при проектировании системы газоснабжения и предпринимаем попытку решить их на примере системы газоснабжения Ливии, которая проектируется в настоящее время.

В диссертационной работе предлагается решение проблемы, которую коротко можно сформулировать следующим образом:

при заданных прогнозных данных по объемам добычи сухого газа и газа-конденсата на месторождениях Ливии и данных по некоторым существующим и запроектированным газопроводам с известной пропускной способностью найти оптимальную конфигурацию трубопроводной сети и потоков газа с учетом надежности системы газоснабжения наиболее крупных потребителей.

Проблемы состоят в решении по разработанной методике трех задач:

1) оптимизация газопотоков с учетом пропускной способности участков сети;

2) оптимизация конфигурации газовой сети;

3) оптимизация конфигурации газовой сети с обеспечением наиболее надежного снабжения крупных потребителей.

Оптимизация газопотоков реализуется моделью, называемой в линейном программировании 'открытая транспортная задача в сетевой постановке с ограничениями пропускной способности дуг".

Пусть m, п, р, г, s - соответственно число месторождений (поставщиков газа), потребителей, запроектированных, реально существующих и гипотетических (предполагаемых) газопроводов; Т - период функционирования газовой сети; Cijt - стоимость транспорта газа по ij-той дуге сети в t-том году; Pijt- пропускная способность дуги; Lijt - длина дуги; Dijt-условный диаметр газопровода по дуге; Kijt-капитало-вложения на строительство или реконструкцию дуги в том смысле, о чем говорилось выше; Ait, Bjt - соответственно годовой отбор газа на i-том месторождении и годовая потребность в газе j-ro потребителя; Kijlt, Kijot, Kijvt - соответственно капиталовложения в t-том году на реконструкцию реально существующего, на строительство запроектированного и гипотетического газопроводов; Xijt - поток газа по ij- той дуге в t-том году; Ft - приведенные затраты по варианту газоснабжения в t-том году.

Задача имеет смысл только при условии, что газовые месторождения в состоянии обеспечить газом всех учитываемых задачей потребителей в соответствии с их запро-

сами. Формально это означает выполнение условия так называемого баланса: m п

Е Ait > Е Bit (t = !7T) (I)

i=l j=l

Искомый план газопотоков должен удовлетворять сетевым требованиям корректности корреспонденции:

1) отток газа по дугам, исходящим из вершины-поставщика (месторождение) должен быть по сумме не больше его годового отбора, т.е.;

Е Xjt - Е ХМ S Ait (i -Ii; t =Т7Т) (2)

j l

где.-j и \ - индексы исходящих и входящих в вершину дуг.

2) годовой приток газа к потребителю равен потребности в нем:

Е XXt - I Xjt = Bjt (j =Tiïït =7ГТ) (3)

X j

3) потери газа в промежуточных пунктах исключены:

Е XXt - Е Xjt = 0 (t =ТТ) (4)

J

Так как при оптимизации газопотоков учитывается только товарный газ, т.е. газ, который продается потребителям, то считаем, что его потери абсолютно исключены.

4) корреспонденции газа не могут быть отрицательными:

Xxt 2 0 (т s G; t=77T) (5)

Ограничения пропускной способности дуг записываются в виде:

Xtt i Dit (теG; t ="I7T) (6)

Затраты на транспортировку газа к потребителям входят в эксплуатационные расходы, тем не менее при решении данной задачи с целью более точного учета "чисто" транспортных расходов мы их будем считать отдельно. С учетом этого формула расчета приведенных затрат примет вид.

Е m n г р s шп

Ft=---Е Е (Е Kijet + Е Kijot + E Kijvt) + E Е CijfXij (7)

(1+Е) i=l j=l е=1 о=1 v=l i=l j=l

Таким образом получена математическая модель задачи оптимизации плана газо-потсков по годам на весь период эксплуатации системы газоснабжения: Ft —► min при условиях и ограничениях (1) - (6).

В данной диссертационной работе оптимальная конфигурация системы газоснабжения Ливии найдена по методике, основные положения которой можно сформулн-

ровать следующим образом.

1. Оптимизация топологии сети выполняется в результате итеррациониого процесса на избыточной (т.е. содержащей вообще говоря больше дуг-газопроводов, чем нужно) газовой сети. Причем, что здесь очень важно, на первых стадиях расчетов явно избыточными задаются и диаметры (а значит и пропускные способности) несуществующих реально на момент расчетов дуг.

2. Расчеты выполняются с учетом пропускных способностей газопроводов и коэффициента резервирования при варьировании пропускными способностями проектируемых и гипотетических газопроводов. В отдельных случаях ставится вопрос о целесообразности увеличения диаметров и существующих газопроводов, естественно с учетом необходимых на реконструкцию затрат.

3. Последовательность итераций определяется с учетом ряда конкретных особенностей Ливии (расположение месторождений газа, конфигурация действующих газопроводов, перспективы развития основных потребителей газа и т.д.).

Первая задача решается в три этапа. На первом этапе целью расчетов получение минимального по уровню чисто транспортных затрат варианта конфигурации сети.

На втором этапе - учёт резервирования пропускной способности наиболее важных (критических) маршрутов движения газа к крупным потребителям с учетом возможных порывов в результате диверсии или аварии.

На третьем этапе - оптимизация диаметров всех гипотетических и проектируемых газопроводов на оптимальной конфигурации сети.

Для решения задач, описанных выше, разработано специальное программное обеспечение в виде комплекса программ (OPT_NET) в составе 4-х программных модулей на алгоритмическом языке FORTRAN-77 (рис.3).

При оптимизации конфигурации газовой сети Ливии следует учитывать особые условия:

1. Диаметры действующих газопроводов в процессе оптимизации изменениям не подлежат. Лишь в исключительных случаях при строгом доказательстве экономической целесообразности развития некоторых газопроводов может быть увеличен их диаметр.

2. Диаметры запроектированных газопроводов можно в процессе оптимизации изменять, но не превышая установленных предельных значений.

3. Диаметры гипотетических газопроводов можно изменять в широких пределах, руководствуясь соображениями экономической целесообразности.

Коэффициент надежности системы Кн позволяет глобально оценить недоподачу

-и -

Рис. 3.

Структура пакета программ

задачи оптимизации газопотоков с ограничениями пропускной способности участков газопровода

газа из-за аварийных и планово-ремонтных ситуаций и вычислить реальную годов производительность системы. Кроме того, по значению Кн можно судито о качест эксплуатации какого-либо отдельного газопровода или системы в целом. Исследо ния, проведенные М.Г.Сухаревым и Е.Р.Ставровским на базе обширных проекта материалов по целому раду газопроводов, позволяют утверждать, что для реальн газопроводов Кн практически не бывает меньше 0,8, а чаще всего превышает < (максимальное допустимое значение -1).

Основываясь на этих данных при выполнении расчетов, в данной работе мы счи ли, что Кн = 0,9 и, соответственно, коэффициент резервирования пропускной спос ности газопроводов системы равен 1,11. Поскольку кроме обычного резервирован необходимо обеспечить выполнение специфического для Ливии условия: в случ аварии или преднамеренных порывов в результате диверсии газ должен поступг наиболее крупным потребителям в количестве не менее 50% номинального, то для I зопроводов, расположенных на критических маршрутах, вводится дополнительш коэффициент резервирования, равный 1,35.

Описание результатов расчетов. В процессе поиска оптимальной конфигурацк газовой сети по описанной в настоящей работы методике выполнено более сотн расчетов, которые при дальнейшем изложении сведены в десяток вариантов конфиг рации магистральной газовой сети, отражающие существенные и качественные изь нения плана газопотоков. Ниже приведено описание этих вариантов.

Основные исходные данные и подробные результаты расчетов представлены диссертации.

На первом этапе выполнены расчеты по 4 вариантам сети.

Результаты варианта 0 который является первым шагом в итерационном процес оптимизации конфигурации газовой сети, оптимизации газопотоков оказались неко ректными, так как первоначально заданных пропускных способностей дуг не хват; лодля обеспечения газом потребителей левого крыла сети .

Результаты варианта 3 по уровню чисто транспортных затрат оказались лучш\ предыдущих вариантов. Насыщенных дуг нет, отсюда следует вывод, что этап оптимизации конфигурации сети завершен.

На втором этапе процесса выбора оптимальной конфигурации сети моделируют ся аварийные ситуации на различных дугах и последовательно увеличивается про пускная способность системы за счет наращивания диаметров некоторых газопрово дов с целью обеспечить при любых обстоятельствах необходимый минимум про изводительности системы.

В варианте 4 моделируется ситуация вывода из строя дуги 61-62. При этом по-ышаются типоразмеры диаметров дуг альтернативных маршрутов. Кроме того величивается пропускная способность перспективных дуг правого крыла и южного егиона.

Результаты расчетов показали, что из-за закрытия дуги 61-62 возникли труднос-и обеспечения потребителей левого крыла системы газоснабжения. Из-за сущест-ующих ограничений пропускной способности дуги 56-80, на которую легла основ-ая нагрузка, все потребители левого крыла получили 6722,3 млн.куб.м газа, что со-гавляет 66% их потребности. Этот результат следует признать удовлетворительным требует дальнейшего наращивания пропускной способности газопроводов иссле-уемой части системы.

В заключении заметим, что меньшие по сравнению с вариантом 3 величины тран-портных затратдополнительных капиталовложений и приведенных затрат объяс-яются тем, что не все потребители левого крыла получили газ, т.е.некоторые газопо-оки в данном варианте обнулялись и, естественно, капиталовложения построи-ельству этих газопроводов не учтены в сумме капвложений и в приведенных затра-ах. Эти замечания останутся справедливыми и для вариантов 5,6,7.

В варианте 8 моделируется закрытие дуги 14-15. В результате потребители пра-ого крыла сети получили 6303,8 млн.куб.м, т.е. 100%.

В варианте 9 моделируется закрытие дуги 35-34. В результате оптимизации газо-ютоков на данном варианте сети потребители правого крыла получают 10156,8 млн. уб.м газа или 100%, левого - 6303,8 млн.куб.м, т.е. тоже 100%. Полученные ре-ультаты доказывают большую жизнеспособность системы.

На третьем этапе производится согласно методике оптимизация диаметров всех ипотетических и проектируемых газопроводов на оптимальной конфигурации се-и. Это выполняется достаточно просто, путем "обжатия" системы, что осуществля-тся следующим образом.

Зная величину реального газопотока по дуге и пропускную способность газо-1ровода того или иного диаметра задают минимальный типоразмер диаметра, >беспечиваюший требуемую производительность. При этом особое внимание обра-цают на критические маршруты, определяющие надежность системы, для которых шбранные в результате расчетов по вариантам 4-7 диаметры больше не изменяют. Гаким образом сформирован вариант 10 конфигурации сети.

В результате расчета варианта 10 не обнаружено никаких аномалий. Все требо-иния выполнены. Конфигурация системы - оптимальна.

Результаты расчета по вариантам сети представлены в сводной таблице результатов (табл.2). Оптимальная конфигурация сети представлена на рис.( 4 ).

Таблица 2

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО ВАРИАНТАМ РАСЧЕТА

Краткая характеристика варианта газовой сети .: Затраты по варианту : (млн.усл.ед.)

ВАРИАНТ 0 |: Трансп.: Доп.к/вл.: i Приве,

Исходные данные: избыточная сеть с 35.442 761.839 184.00С

избыточной пропускной способностью

гипотетических газопроводов.

Вариант не может быть сравним с

другими, так как в нем не выполнены

условия корректности газопотоков.

ВАРИАНТ 3

Исходные данные по сравнению с пре- 32.705 872.161 202.77

дыдущим включают изменения:

- увеличение пропускных способностей

насыщенного маршрута 58-60-61-62-79;

ВАРИАНТ 4

Исходные данные по сравнению с пре- 26.012 792.715 180.59;

дыдущим включают изменения:

- закрыта дуга 61-62;

- увеличены пропускные способности дуг:

61-62, 62-79,62-80, 14-15, 14-13, 13-28,

52-54, 24-25,66-67,64-65, 65-66, 51 -52, .

50-51, 50-68,54-67, 68-69;

- открытие ранее закрытых дуг. ВАРИАНТ 10

Исходные данные - оптимизированная 33.218 836.126 196.26:

конфигурация сети с учетом резервных

газопроводов, которые получают полную

загрузку только при выходе из строя

основных.

î

Полностью таблица основных результатов приведена в диссертации.

Глава третья. В данной работе методом анализа иерархий решаются задачи планирования влияния путей развития системы газоснабжения Ливии на ее надежность. Используем метод анализа иерархических структур, разработанный американским ученым Т.Саати и наиболее хорошо зарекомендовавший себя на практике для решения задач планирования с нечетко формализуемыми данными.

Задача решается в три этапа. Причем решения на каждом этапе постоянно уточняются по мере получения наиболее достоверных результатов.

На первом этапе производится построение иерархической схемы, воспроизводящей функциональное состояние системы (рис.5).

На втором этапе производится получение суждений от экспертов.

На третьем этапе суждения экспертов обрабатываются и объединяются для получения окончательного решения.

Поставленную задачу можно сформулировать следующим образом:

определить степень влияния отдельных этапов жизненного цикла системы на надежность системы газоснабжения для условий Ливии.

Решение указанной задачи осуществляется пошагово:

1) при заданных исходных данных существующих и проектируемых систем газоснабжения Ливии определить иерархическую структуру степени влияния сценариев проектирования на надежность газоснабжения наиболее крупных потребителей;

2) попарно сопоставить факторы, акторы и цели на каждом уровне иерархии для получения оценки степени влияния их на надежность системы газоснабжения;

3) обработка результатов и получение итогового решения.

Под определением оценок относительной важности критериев обычно понимают процесс, состоящий из двух этапов:

этапа измерения, или получения данных от эксперта;

этапа обработки данных формальными математическими методами. В результате этого процесса каждому критерию ставятся в соответствие неотрицательные числа ЭД,, такие что

!, (3.1.)

(3.2.)

где ш - количество оцениваемых критериев.

При этом числа называемые коэффицентами относительной важности не только задают упорядочение критериев по важности, но и характеризуют во сколько раз один критерий важнее другого.

синтез структуры выбор трассы и инженерн. проектирование проектирование АСУ ТП и развитие и проектирование расчет и выпуск

и составление основные изыскания л.ч. к.с. диагностика реконструкция вспомогательных смет

моделей технические параметры гаэотранспорт. систем сооружений

Рис. 5. ИЕРАРХИЯ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ НА НАДЕЖНОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.

Одним из наиболее точных методов решения данной задачи является так называемый степенной алгоритм. Работу алгоритма представим в виде следующей многошаговой процедуры:

шаг 1: положить к=0 и рассчитать начальные оценки весовых коэффициентов: Wpl/ш, i = !,r; положить Xk = 1010;

шаг 2: присвоить k=k+1 и рассчитать W1 = A W1-' ; шаг 3: рассчитать оценку максимального собственного значения 1 m W

V =- I --(3.3)

m i=l Vv,

W" - argmax Wi, i = l,n шаг 4: определить Wk max и произвести нормировку по формуле W1

w1 ---(3-4)

№та*

Если|Хк-Хы| < е (где е - заранее заданная точность определения максимального собственного значения), то перейти к шагу 5. В противном случае - к шагу 2:

шаг 5: отнормировать полученные значения коэффициентов относительной важности по формуле:

W .

Wk =--(3-5)

m

I W1 max i=l

шаг 6: конец процедуры.

Для характеристики степени согласованности степени суждений каждого эксперта в методике Саати рассматривается величина индекса согласованности CI (corisis-tensy index):

X шах - п (3.6)

CI ---v '

n- 1

Для реализация методики разработный система предназначена для оказания помощи лицам, принимающим решения (ЛПР) в определении влияния путей развития (сценариев) системы газоснабжения Ливии на ее надежность.

Функционально система состоит из трех взаимоувязанных между собой модулей:

- модуля ввода и корректировки информации о названиях элементов иерархии (forra.exe);

- модуля получения данных парных сравнений от каждого из экспертов (schet.exe);

- модуля обработки результатов проведения экспертизы и расчета весовых коэффициентов (wesa.exe);

Первые два модуля (form.exe и schet.exe) выполнены в системе управления базами данных clarion версии 2.11, третий модуль (wesa.exe) выполнен на алгоритмическом языке программирования Turbo Pasca! 6.0. (рис.6).

Описание результатов расчётов. В процессе анализа иерархий при решении задачи планирования влияния путей развития системы газоснабжения Ливии на её надёжность по описанной в настоящей работы методике выполнено несколькых расчетов, которые при дальнейшем изложении сведены к шести вариантам определения степени влияния отдельных этапов жизненного цикла системы на надежность системы газоснабжения для условий Ливии. На первом этапе разработана иерархическая схема, воспроизводящая функциональное состояние системы.

Эта схема ориентирована для проведения экспертах оценок системными аналитиками и специалистами по проектированию, сооружению и эксплуатации магистральных газопроводов.

На втором этапе производится получение суждений от экспертов об относительной важности каждого компонента иерархии соответствующего уровня с точки зрения вышестоящего критерия путем попарного сопоставления их ценности.

Первично строится матрица парных сравнений относительно влияния факторов на надёжность магистральных газопроводов. Следующий этап - это нахождение важности акторов относительно факторов.влияющих на надёжность магистральных газопроводов.

Третий этап решения задачи осуществляется путем обработки данных, полученных от экспертов, с определением итогового решения.

В том случае, когда суждения экспертов полностью согласованы соблюдается равенство

A W = п W (3.7.)

Оценка коэффициентов относительной важности критериев по сверхтранзитивной матрице не представляет особого труда и сводится к расчету по формуле Wi = 1/aki, i = l,n, (k - номер любой строки) с последующей нормировкой для удовлетворения условий (3.7.).

Если свойство (3.7.) согласованности элементов матрицы не соблюдается и имеет место непоследовательность в ответах экспертов, то справедливо равенство

A W = Кш. W (3.8.)

и задача оценки коэффииентов относительной важности сводится к определению

-2(5-

Рис.6. Блок- схема обработки информации в автоматизированы* системах принятия решения.

1-Гидрог«огогичккие

2-Естеспкнные и исскуствснмые грвтятстаая

3-Экономические

4-Диаметр труб

5-Дгждм» трубы ft-Гволошческие 7-Тотюгрлфические ^-Климатические ^-Характеристика оборудования

Ю-Условия строительстве и категория /честности

П-Сре^яя температура и плотность гья

2-Посганоака

злектрохимзацлпы

13-Даал«ние

14-Постааки и надежность услуг

15-Соств» rue

16-Оргвниэошя м-т сквбжешя

17-Качестао иаготовлешя и монтажа оСсрудэшомия

13-Оргамлом*<ый ремонт и техническое

Обслужи BÔHU« Й>Конфигурашя

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Весовые коэффициенты экспертных оценок (Груповой результат) для формирования "цели"

¡s И

ж ш S

И Ш

1 | ¡Ё

1

Ю»гте* структуры и составление »дет

2-Sbiop трассы и осноань« технических параметре*

3-Никенфные изыскания

4-Прож'троаание Л.Ч ^Проектирование К.С

6-АСУ ТП и диагностика

7-Ражитие и реконструкция газотранспортные систем ¿•Проектирование вспомогательных сооружений ^Рас^тц «туск смет

ис.8. Весовые коэффициенты экспертных оценок (Груповой результат) для формирования "сценария"

Хти - максимального собственного значения матрицы А и соответствующего ему собственного вектора W.

В результате обработки каждой из этих матриц с помощью вышеизложенного степенного алгоритма рассчитаем вектор коэффициентов относительной важности

= (УЛ1, "^г'....^»1), 1 = 1, к и соответствующие им максимальные собственные значения, X '»„, 1 = 1,к. При этом, в общем случае, шкалы W,, 1 = 1,п полученные от разных экспертов, будут отличаться, поэтому необходимо отыскать некоторую компромиссную наиболее согласованную шкалу оценок.

В результате будет получена итоговая матрица по которой определяется вектор IV - результирующий вектор весовых коэффициентов характеристик.

Груповые результаты приведены на рис.(7,8).

В ПРИЛОЖЕНИИ. Приведены исходные данные и результаты расчётов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

В результате выполнения настоящей работы, получены следующие результаты.

1. Исследования, проведенные при определении влияния путей развития системы газоснабжения Ливии на её надёжность показали, что максимальный уровень параметров надёжности магистральных газопроводов достигается при выборе оптимальной конфигурации проектирумой системы.

2. Разработан алгоритм поиска оптимальной конфигурации газопроводной сети на основании математической модели задачи оггтимизации плана газопотоков по годам на весь период эксплуатации системы газоснабжения, который имеет смысл только при условии, что газовые месторождения в состоянии обеспечить газом всех учитываемых задачей потребителей в соответствии. По результатам проведенного анализа разработан программный комплекс (ОРТ-ИЕТ), обеспечивающий решение задач оптимизации конфигурации газовой сети с обеспечением наиболее надёжного снабжения крупных потребителей.

3. В результате проведенного системного анализа выявлено, что получение оптимальной конфигурации газовой сети не является чисто вычислительной проблемой Это комплекс конструкционных, топографических, геологических , гидрогеологических и вычислительных проблем, рассматриваемых во взаимосвязи при разработке проекта газоснабжения региона или страны . Имеется возможность решить не только задачу оптимизации газопотоков на заданной сети газопроводов, но и определить оптимальную конфигурацию системы.

4. Проведенные исследования показали,что применяемый метод анализа иерархических стрктур позволяет эффективно и с достаточной степенью достоверности

определить степень влияния на надёжность системы газоснабжения этапов проектирования, строительства и эксплуатации для условий системы газоснабжения Ливии. По результатам проведенного анализа разработан программный комплекс, обеспечивающий поддержку принятия решений в задачах определения влияния путей развития системы газоснабжения Ливии с учётом надёжности.

5. Анализ экспертных оценок показал приоритетную роль подсистем "ремонт и техническое обслуживание " на повышение уровня надёжности магистральных газопроводов для условий газоснабжения Ливии.

6. Полученные результаты полностью учитывают все условия математической модели и особые требования и рекомендуются к внедрению в практику планирования и проектирования системы газоснабжения Ливии.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. СалехА.И. Математическая модель задачи оптимизации газопотоков с ограничениями пропускной способности участков газопроводов, ВИНИТИ, 1995.

2. Салех А.И , Безкоровайный В.П. Решение некоторых задач проектирования оптимальной системы газоснабжения с учетом надежности, ВИНИТИ, 1995.

3. Салех А.И,Безкоровайный В.П. Планирование влияния путей развития системы газоснабжения Ливии на ее надёжность, ВИНИТИ, 1996.

4. Салех А.И, Бесхижко В.В. Математическая модель задачи принятию решений при планировании влияния путей развития системы газоснабжения на ее надёжность, ВИНИТИ, 1996.