автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Развитие теории систем теплогазоснабжения и вентиляции на основе информационных технологий

На правах рукописи

005008943

КУЗНЕЦОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 0ЕЗ 20'2

Воронеж - 2012

005008943

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет».

Защита диссертации состоится 1 марта 2012 г. в 1025 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском ГАСУ по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, корп. 3, ауд. 3220, тел. (факс) 8(473)271-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «20» января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Мелькумов Виктор Нарбенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кобелев Николай Сергеевич

доктор технических наук, профессор Шитов Виктор Васильевич

доктор технических наук, профессор Бараков Александр Валентинович

Ведущая организация:

ФГБОУВПО «Ростовский государственный строительный университет»

доцент

Н.А. Старцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Использование информационных технологий в области теплогазоснабжения и вентиляции необходимо рассматривать как средство информационной поддержки принятия инженерных решений при большом разнообразии используемых методов обработки информации и средств их реализации.

На начальном этапе под использованием информационных технологий подразумевалась замена калькуляторов на компьютеры и автоматизация ручного труда. Информационные технологии «подгонялись» под существовавшие «ручные» методы и использовались в лишь отдельных областях. При подобном «очаговом» подходе к информационным технологиям в лучшем случае лишь улучшалось использование существующих инженерных методов, при этом информационные потоки не объединялись в единые цепочки. Использование собственно новейших информационных технологий при этом полностью игнорировалось. Эти проблемы являются логическим следствием «очагового» использования информационных технологий, свидетельствуют об отсутствии единого подхода к информации и часто проявляются на начальном этапе.

Основой перехода к «непрерывному» использованию информационных технологий в области теплогазоснабжения и вентиляции является системное проектирование, которое ведется по специально разработанным моделям. Проектирование модели начинается с формулировки инженерных задач и идет по пути детализации их составляющих. Выполнение процедур системного проектирования на каждом шаге детализации элементов обеспечивает системную целостность всей модели. Разработка информационной модели представляет собой итеративный процесс, сочетающий разнообразные подходы к использованию информационных технологий при сохранении целостности модели.

В этой связи развитие теоретических основ систем теплогазоснабжения и вентиляции с применением информационных технологий является актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы - развитие теории систем теплогазоснабжения и вентиляции на основе информационных технологий.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

• разработка математических моделей взаимодействия воздушных потоков и распространения вредных веществ при действии систем вентиляции;

• разработка математической модели распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации;

• разработка алгоритмов решения уравнений моделей процессов вентиляции и их реализация в виде программ;

• разработка математической модели выбора оптимальной трассы прокладки газопровода;

• разработка алгоритма и программы расчета оптимального маршрута прокладки газопровода;

• разработка методики управления надежностью газораспределительных сетей;

• разработка алгоритмов и реализация методики управления надежностью газораспределительных сетей в виде программных модулей;

• разработка методики мониторинга надежности тепловых сетей;

• разработка алгоритмов и реализация системы мониторинга состояния тепловых сетей в виде программных модулей;

• внедрение разработанных программ расчета для решения прикладных задач вентиляции.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, включающая уравнение неразрывности, уравнения Навье-Стокса, уравнение теплопроводности и уравнения модели турбулентности, отличающаяся от известных возможностью управления режимами работы систем вентиляции.

Разработана математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, в которую было включено уравнения переноса вредных веществ, что позволило рассчитать их поля концентраций.

2. Разработана математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. На основе математической модели получены аналитические решения, характеризующие процессы распространения вредных веществ. Предложена матрица к‘, характеризующая скорость переноса вредного вещества. Для оценки эффективности воздухообмена введен показатель качества воздуха, который является мерой загрязнения воздуха и позволяет выбрать схему организации воздухообмена исходя из обеспечения заданных параметров микроклимата.

3. Получен алгоритм решения уравнений математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и уравнений математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции на основе метода конечных разностей.

Математические модели реализованы в виде программ в среде пакета МаИ^аЬ в сочетании с языком программирования С++. Для создания программ использован внутренний интерфейс между МаИлЬ и С++, что дает доступ ко встроенным математическим функциям библиотек МаЙЬаЬ. Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализована в среде пакета МаИлЬ БтиНпк в сочетании с языком программирования С++.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанные математические модели описывают вентиляционные процессы с удовлетворительной точностью.

4. С использованием разработанных математических моделей:

• определено влияние взаимодействия вентиляционных и конвективных струй на коэффициент эффективности воздухообмена по температуре;

• оценено влияние плотности вредного вещества на его распределение в объеме вентилируемого помещения;

• определено влияние перетекания воздуха между зонами помещения на поле концентраций вредного вещества в помещениях сложной конфигурации.

Полученные результаты позволяют выбрать эффективную схему и величину воздухообмена для создания микроклимата в помещениях с вентиляцией, источниками тепла и источниками вредных веществ.

5. Разработана математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода, учитывающая экономическую эффективность вариантов

прокладки по чистому дисконтированному доходу. Для определения значимости каждого фактора и степени его влияния на итоговую трассу прокладки использован метод анализа иерархий. Весовые коэффициенты факторов рассчитывались с использованием матрицы попарных сравнений.

6. Получен алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода. Алгоритм позволяет осуществлять выбор из нескольких, близких к оптимальному, вариантов трасс, что дает возможность учесть трудно формализуемые факторы. Для реализации модели выбора трассы разработана компьютерная программа на языке C++.

7. Разработана система управления технологической надежностью газораспределительных сетей. На основе технологии нейронных сетей получена методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей. Используется интегральный критерий надежности газораспределительных сетей, включающий в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования, газовых служб и выполнение договоров на поставку газа. На основе теории массового обслуживания получена математическая модель обслуживания аварийных заявок.

8. Получены алгоритмы, реализованные в виде программных модулей управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформаци-онных технологий. Модули позволяют оценивать надежность элементов газораспределительных сетей, прогнозировать поток отказов газораспределительных сетей и работу аварийных служб. При написании программного кода модулей использовалась технология метапрограммирования, реализованная в виде шаблонов языка C++, а также автоматическая генерация программного кода. Это позволяет быстро и эффективно реализовывать связь топографических данных с программными структурами данных.

9. Разработана система мониторинга надежности тепловых сетей, характерными отличительными признаками которой являются математическое описание состояния тепловых сетей, использование карт Кохонена при кластеризации элементов тепловых сетей, методика прогнозирования отказов. Для определения вероятности состояния элементов больших тепловых сетей использован метод динамики средних, позволяющий определить среднее количество элементов тепловых сетей в одинаковом состоянии. Для кластеризации элементов используются самоорганизующиеся карты Кохонена, являющиеся разновидностью нейросете-вых алгоритмов.

10. Получены алгоритмы системы мониторинга надежности тепловых сетей. Отличительной чертой предложенного программного обеспечения системы мониторинга являются реализованные на языке C++ с использованием СУБД FirebirdSQL программные модули, позволяющие выполнять кластеризацию элементов тепловых сетей, накапливать и анализировать информацию о структуре и состоянии кластеров, осуществлять анализ потока отказов кластеров элементов и тепловой сети в целом, прогнозировать состояние кластеров элементов тепловых сетей и системы в целом. Подсистема сбора информации о состоянии тепловых сетей выполнена с использованием канала GSM связи по технологии GPRS, информационное взаимодействие обеспечивается через Web-интерфейс интернет- и интранет-сетей.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на основных физических законах теории тепломассообмена, аэродинамики, теории вероятностей, математической статистики, топологии, теории графов и эволюционных вычислений. Основные допущения, принятые при выводе исходных уравнений моделей, широко используются в работах других авторов. Для обобщения и анализа результатов использовалась теория подобия. Адекватность моделей оценивалась путем сопоставления расчетных данных с результатами экспериментальных исследований.

Научная значимость результатов диссертации определяется разработкой математических моделей, алгоритмов и программ расчета систем теплогазоснаб-жения и вентиляции с использованием современных информационных технологий.

Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические положения и практические результаты развивают теоретические основы систем теплогазоснабжения и вентиляции путем использования информационных технологий. Разработанные математические модели, методики расчета с использованием информационных технологий внедрены в практику проектирования и эксплуатации систем теплогазоснабжения и вентиляции.

На защиту выносятся:

• математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции;

• математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации;

• алгоритмы решения уравнений математических моделей процессов вентиляции и реализующие их программы;

• результаты расчетов процессов вентиляции с использованием разработанных математических моделей;

• математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода;

• алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода и реализующая его программа;

• система управления технологической надежностью газораспределительных сетей;

• алгоритмы и программные модули управления надежностью газораспределительных сетей;

• система мониторинга надежности тепловых сетей;

• алгоритмы и программные модули системы мониторинга надежности тепловых сетей.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж, 2005-2011 гг.), на конференции «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2007 гг.), на международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве» (Воронеж, 2008 г.), на международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (Москва, 2007, 2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 32 научные работы общим объемом 173 с. Личный вклад автора составляет 115 с.

23 статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации: «Известия вузов. Строительство и архитектура», «Вестник Воронежского государственного технического университета. Энергетика», «Известия Орловского государственного технического университета. Строительство. Транспорт», «Приволжский научный журнал», «Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура», «Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета» и «Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Строительство и архитектура».

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работах [2, 5, 8, 10, 12, 13, 14, 18, 19, 20] представлены математические модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, их реализации в виде программ и результаты расчетов; в работах [1, 3, 7, 9, 21, 22] получена математическая модель вентиляционных процессов в помещениях сложной конфигурации, ее программная реализация и результаты расчетов на модели; в работе [23] получен метод определения оптимального маршрута прокладки газопровода; в работах [4, 6, 11, 15] представлены технологии управления надежностью газораспределительных сетей и программные модули, реализующие технологии управления надежностью; в работах [16, 17] получена система мониторинга надежности тепловых сетей и программные модули, реализующие систему мониторинга.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы из 211 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 276 страниц машинописного текста, включая 1 таблицу и 106 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определяется цель исследования, характеризуется научная новизна и практическая значимость результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе обосновывается выбор объекта исследования, выполняется обзор и анализ научных работ по тематике исследований.

Использование математического моделирования систем создания микроклимата, позволяющее получать эффективные инженерные решения, находит в последнее время все более широкое применение. Однако недостаточно разработаны методические основы использования информационных технологий в математическом моделировании систем создания микроклимата.

Выбор трассы прокладки газопроводов оказывает существенное влияние на их проектирование, строительство, эксплуатацию и стоимость. На практике трас-

са прокладки газопроводов определяется зачастую «вручную» на основе инженерного опыта, что не позволяет выбрать оптимальную трассу. В связи с этим необходимо развитие теоретических основ использования информационных технологий для выбора оптимальной трассы прокладки газопроводов.

Продолжающееся старение газораспределительных сетей делает обеспечение их надежного функционирования одной из наиболее приоритетных задач, с каждым годом приобретающей все большую актуальность. Имеется потребность в разработке теоретических основ повышения надежности систем газоснабжения на основе использования информационных технологий.

Основой обеспечения надежности тепловых сетей является мониторинг состояния их элементов, который обеспечивает эффективное планирование ремонтных работ и расходование ресурсов. Для создания системы мониторинга надежности тепловых сетей также необходима разработка информационных технологий сбора, накопления и статистической обработки больших массивов информации о техническом состоянии элементов тепловых сетей.

Анализ научных работ по тематике исследований позволил сделать вывод о необходимости развития теоретических основ систем теплогазоснабжения и вентиляции на основе информационных технологий. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи настоящего исследования.

Во второй главе разработана математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, включающая следующие уравнения:

- уравнение неразрывности:

где i,j принимают значения 1,2,3.

Для описания процесса турбулентности применена стандартная к-£ модель турбулентности, наиболее часто используемая для низкоскоростных течений. Перенос кинетической энергии турбулентных пульсаций определяется уравнением

Диссипация кинетической энергии турбулентных пульсаций определяется уравнением

(1)

- уравнение Навье-Стокса:

где

(3)

(2)

(4)

ч

Скорость образования энергии турбулентных пульсаций:

(6)

(7)

Уравнение переноса тепла:

тепла:

д(ріі) Д(/Л(,/і)_ Д ( і, дії "і

п. п.. п.. ■" п..

Д? Д.г, гЪ, 1 Эл, ,

(8)

Функция источников теплоты (] позволяет управлять поступлениями теплоты в помещение.

Уравнение состояния воздуха:

В качестве начальных условий используется начальное распределение значений давлений, скоростей и температур воздуха. Граничные условия на твердых границах определяются условиями нспротекания и прилипания воздуха, задаваемыми для вектора скорости, и температурой или теплообменом на твердых границах. Граничные условия на свободных границах определяются значениями давления. температуры, значениями скорости воздуха по нормали к границе или под углом к нормали и условиями вытекания воздуха с нулевым градиентом давления. Граничные условия могут задаваться как постоянными, так и переменными но времени, что позволяет управлять режимами работы систем вентиляции.

Математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции включает уравнения (1-9), к которым добавляется уравнение переноса вредного вещест ва:

В помещении задается функция источников выделения вредного вещества ш„, характеризующая поступление вредного вещества в помещение.

Начальные условия включают условия модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и распределение концентраций вредного вещества в начальный момент времени.

Граничные условия включают условия модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты. Кроме того, па твердых границах задается массообмен. а на свободных границах - концентрация вредного вещества во входящих потоках воздуха.

Для анализа п обобщения результатов расчетов процессов вентиляции использованы методы теории подобия. В наиболее общем виде критериальные со-

рКТ = рМ .

(9)

(Ю)

отношения процессов вентиляции с точностью до функции можно записать следующим образом:

и, .

— = Ф.

«п

гкЯе,Сгт,Рт,Огс,Бс,кА,—,-1, (11)

- . Ь ^0 ^0 У

5^ = ф\ро,1Ь,Огт,Ъ,агс,Зс,К,^,Ь-\, (12)

уо 1 ир V ‘о о

с —с

-!—^ = ф

( \ Fo', Ие, бгг, Рг, , 5с, А:ЛДЛ

- • - , , , <13) С0 Спр V А) '« А) У

К1 = Фк (Fo, Ис, Сгт, Рг, С/;., 5с, ЛГ), (14)

А", = Фк {РоЯс,Огп?т,Сг,5с,/Г). (15)

Критериальные соотношения (11-15) упрощаются для конкретных процессов за счет явления автомодельности.

Для помещений сложной конфигурации, в которых из-за их сложной формы затруднительно использование описанных выше моделей, получена модель переноса вредных веществ. Рассмотрим здание, состоящее из системы п3 сообщающихся между собой зон помещения, по которым вместе с вентиляционным возду-

хом могут переноситься вредные вещества. Составим нестационарное уравнение материального баланса г-й зоны помещения по вредному веществу в дифференциальной форме:

I+ £с;х> +1А-Мс, - с, )Л - £сда -$,С,ЦЛ + яч„си = Ус1с, .(16)

У=1 У=1 у*! 1ц у*1 У-1

У*» }*1 ;>/

Преобразуя уравнение (16) и записывая его для каждой из п, сообщающихся зон, получим систему из и3 однородных дифференциальных уравнений в векторно-матричной форме:

С'=КС+в. (17)

Матрица К характеризует массообмен в воздухе помещения сложной конфигурации, вектор-функция й - выделение вредных веществ в помещении. Начальным условием является распределение вредного вещества по зонам помещения в начальный момент времени Со- Решением системы дифференциальных уравнений (17) является вектор-функция С, описывающая изменение концентраций вредного вещества в каждой из п зон помещения:

С = | е(,-г]кС{т^г+е('-''>)кС0. (18)

'о

Матрица Л7 характеризует скорость переноса вредного вещества в помещениях сложной конфигурации. Для оценки эффективности воздухообмена предложен интегральный показатель качества воздуха помещений сложной конфигурации, определяемый зависимостью

е.

Е =

(19)

где

(20)

В расчете аварийной вентиляции важным элементом является вид вектор-функции, определяющей количество вредного вещества, выделяемого аварийным источником Са. Пусть с момента времени /о, когда началось аварийное выделение вредного вещества, до момента пуска аварийной вентиляции действует воздухообмен, создаваемый системами общеобменной вентиляции, с матрицей К]. Приближенно считаем, что в начальный момент времени вредные вещества в помещениях отсутствуют и Со - 0.

Тогда до включения аварийной вентиляции будет сформировано поле концентраций вредных веществ.

При 1о<К1а

После включения аварийной вентиляции с матрицей Ка в момент времени Са при г>1а изменение концентраций вредных веществ можно представить в виде

Если одновременно с пуском аварийной вентиляции прекращается аварийное поступление вредного вещества, то выражение (22) преобразуется к виду

/ \

Для проверки адекватности модели полей скоростей воздушных потоков, температур воздуха и концентраций вредных веществ проведены экспериментальные исследования. Экспериментальная установка состоит из следующих элементов: помещения с системами вентиляции, позволяющими изменять величину и схему воздухообмена; системы подачи и распределения вредного вещества в помещении; системы газового анализа с использованием термокаталитических преобразователей; системы отбора проб воздуха с использованием пробоотборников; системы хроматографического анализа; системы тарировки термокаталитических преобразователей. Эксперименты проводились в помещении лаборатории размером 8х5х4(/г) м, свободный объем которого составлял 150 м3 (рис. 1).

В помещении создавался воздухообмен кратностью 5 ч'1, 1/3 воздуха удалялась из нижней зоны и 2/3 - из верхней зоны помещения. Погрешность измерения концентраций при доверительной вероятности ск=0,95 не превышала значения

(21)

(22)

(23)

±7.5%. В качестве модельного вредного вещества использовался горючий газ этилен, который подавался по центру помещения в количестве 3000 мг/с. Результаты изменения безразмерной концентрации в верхней зоне помещения приведены на рис. 2.

Анализ результатов экспериментов показал, что отклонения экспериментальных данных от расчетных находятся в пределах ошибок измерения, следовательно. разработанные математические модели описывают вентиляционные процессы с удовлетворительной точностью.

Рис. 1. Экспериментальное помещение с размещенными датчиками, пробоотборниками и источником модельного вредного вещества

Время, с

Рис. 2. Изменение безразмерной концентрации вредного вещества в верхней зоне помещения:

— - расчет: ♦- эксперимент

В третьей главе для решения уравнений разработанных моделей взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции использован метод конечных разностей. Метод основан на построении дискретной пространственновременной сетки, замене производных в исходных дифференциальных уравнениях на эквивалентные им конечно-разностные выражения и в перегруппировке членов полученных алгебраических уравнений для построения алгоритма их решения, реализуемого на компьютере с минимальными затратами ресурсов.

Математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции и математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализованы в виде программ в среде пакета Ма^аЬ в сочетании с языком программирования С++.

Для создания программы использован внутренний интерфейс между Ма1ЬаЬ и С++, что дает доступ к встроенным математическим функциям библиотек Ма1ЬаЬ. Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализована в среде пакета МаИ^аЬ БтиНпк в сочетании с языком программирования С++.

Модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков, что придает ей высокую гибкость.

Математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты использована для моделирования нестационарных полей скоростей и температур в помещении шириной 12 м, высотой 6 м и длиной 24 м с вентиляцией и источником теплоты.

Кратность воздухообмена составляла 3 ч'1. Приточный воздух подавался воздухораспределителями с двух сторон на высоте 2,0 м со скоростью 0,2 м/с. Удаление воздуха производилось из верхней зоны по центру помещения. Источник теплоты размещен на полу.

Температура поверхности источника теплоты составляла 380 К, ограждающих конструкций - 290 К. Начальная температура воздуха в помещении - 290 К. Критерии подобия процессов вентиляции принимали значения: 3,7-103<Яе<10-103; 1 ■ 107<бг Рг<7• 1010; 0,01<А<2; 0<27к1,5 10 \

Результаты расчетов для сечения помещения приведены на рис. 3.

Анализ рис. 3 показывает, что при указанных значениях критериев подобия над источником тепла возникает и развивается тепловая конвективная струя с зоной максимальных скоростей воздуха и повышенных температур. По обе стороны конвективной струи образуются две циркуляционные зоны.

С течением времени при 2Ъ>5-10'6 правая зона циркуляции растет и охватывает все помещение, левая зона уменьшается, смещается влево и вниз и в конце концов исчезает.

Конвективную струю сносит влево набегающий воздушный поток, и в дальнейшем вентиляционные потоки, создаваемые системами вентиляции, и конвективные потоки от источника теплоты объединяются в единый поток, циркулирующий по помещению.

Движение воздуха выходит на стационарный режим при Ш>1,2Л0'5.

По результатам расчетов получен коэффициент эффективности воздухообмена при Яе = 4-10\ Сг /’г =6,0- Ю'° и 2Л>1,3-104, который может быть аппроксимирован зависимостью

К, =1,21ЛГ~0'041. (24)

Рис. 3. Изотермы воздуха. Отображено 9 уровней температуры от 290 до 380 К: а) г/г=2 Ю6; б) 2Л=7-106; в) гЛ=2-10'5; вг Рг=610" /?<>= ФЮ^^О.Ог

Математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции была использована для оценки влияния систем местной вытяжной вентиляции на поля скоростей воздушных потоков на примере помещения сборки электронных компонентов с системами общеобменной вентиляции и технологическим оборудованием с местными отсосами. Рассматривалось помещение шириной 12 м, высотой 6 м и длиной 18 м. Системы общеобменной вентиляции подавали воздух сверху вниз плоскими струями через воздухораспределители. Воздух удалялся системами общеобменной вентиляции из верхней зоны помещения и системами местной вытяжной вентиляции из нижней зоны. Кратность воздухообмена составляла 6 ч"1. Рассчитывались три варианта организации воздухообмена. Во всех вариантах 100 % приточного воздуха подавалось в верхнюю зону помещения. Удаление воздуха осуществлялось в первом варианте 100 % от общего объема из нижней зоны местными отсосами, во втором варианте - 50 % из верхней зоны общеобменной вентиляцией и 50 % из нижней зоны местными отсосами, в третьем варианте - 70 % из верхней зоны общеобменной вентиляцией и 30% - из нижней зоны местными отсосами. Результаты расчетов скоростей воздушных потоков в сечении помещения приведены на рис. 4.

Рис. 4. Скорости воздушных потоков в сечении помещения во втором варианте воздухообмена. Диапазон изменения скоростей воздуха от 0 до 0,27 м/с: а) векторное поле, б) изотахи

Анализ результатов расчетов показывает, что при увеличении части воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией из верхней зоны от 0 до 70%, искривление струй воздухораспределителей нарастает. Распределение воздушных потоков становится неустойчивым при увеличении части воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией из верхней зоны, более 60 %.

Математическая модель полей скоростей, температур воздушных потоков и концентраций вредных веществ использована для расчета полей концентраций вредных веществ тяжелей и легче воздуха на примере помещения шириной 12 м, высотой 6 м и длиной 24 м с технологическим оборудованием, выделяющим вредные вещества.

Кратность воздухообмена составляла 5ч'1. Приточный воздух подается воздухораспределителем в верхнюю зону по центру помещения и удаляется из нижней зоны с двух сторон помещения, температура приточного воздуха, ограждающих конструкций и поверхностей технологического оборудования составляет 290 К. В первой серии расчетов технологическое оборудование выделяло аммиак - газ легче воздуха, во второй серии - пары ацетона, плотность которых выше плотности воздуха. Критерии подобия процессов принимали следующие значения: Ке=1104; Grt. Sc- 1,5Ю10- 4 Ю10; 0<^'<9ЮЛ Расход аммиака составлял С/ск„ =0,2 м3/с, ацетона - 01 стк = 0,1 м3/с.

Результаты расчетов нестационарных полей концентраций аммиака для сечения помещения приведены на рис. 5.

б)

а)

Рис. 5. Поле концентраций аммиака. Показано 9 уровней безразмерной концентрации с/е,Л. от О, I до 0,9: а) Яо'=1,510'5; б) -4,2-10'5; в) Л>'=8,3-105

в)

Концентрации аммиака распределяются по помещению под действием воздушных потоков неравномерно. При Ро '<2-10’5 аммиак распространяется преимущественно над источником его выделения. При Ро' >210'5 аммиак начинает рас-

пространяться по всему помещению, и зона максимальных концентраций смещается влево. При /•£>'>7-10'5 распределение аммиака по помещению выходит на стационарный режим. Средние безразмерные концентрации аммиака в рабочей зоне помещения в стационарном режиме варьируются в пределах 0,05-й),3, а над источником выделения достигают 0,8. По высоте помещения средние безразмерные концентрации аммиака растут от 0,15 в рабочей зоне помещения до 0,4 в верхней зоне.

Результаты расчетов нестационарных полей концентраций ацетона для сечения помещения приведены на рис. 6.

Рис. 6, Поле концентраций ацетона. Показано 9 уровней безразмерной концентрации с1с„дк от 0,1 до 0,9; /'0=8,3-10 5

Распределение ацетона по помещению выходит на стационарный режим при /ч/>5- 10'5. Средние концентрации ацетона в рабочей зоне помещения варьируются в пределах 0,15-5-0,35. В рабочей зоне концентрации ацетона достигают

0,5, в верхней зоне - 0,3. Использование разработанных моделей позволило получить полную картину процесса распространения вредных веществ в помещении. Полученные результаты позволяют оценить вклад различных факторов в процесс формирования полей концентраций вредных веществ и учесть их при проектировании систем вентиляции.

Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации использована на примере чистых помещений. Схема помещения приведена на рис. 7.

Модель переноса вредного вещества в помещении из четырех сообщающихся зон составлена из разработанных блоков в среде \1atLab БппиПпк (рис. 8).

—И-Г г

ш

1 2 1 ]

—м—'

Рис. 7. Схема воздухообмена помещения из четырех сообщающихся зон:

С=> - общеобменный приток; ^яия - общеобменная вытяжка; - перетекание

Полученные результаты расчета концентраций вредного вещества позволяют выбрать оптимальную схему и величину воздухообмена в помещении сложной конфигурации.

В четвертой главе разработан метод определения оптимального маршрута прокладки газопровода. Пусть дан взвешенный ориентированный граф С(У, Е). Множество вершин этого графа представляет собой множество всех точек, но которым может прокладываться сеть. Ребра графа соединяют эти точки между собой. Длина ребра представляет собой стоимость передвижения из одной концевой

Кратности воздухообменов в зонах помещения составляли: в I - 5 ч'1. во 2 -7 ч в 3 - 18 ч"1, в 4 -7 ч Из зоны в зону перетекает 10 % от объема приточного воздуха. В первой зоне действовал периодический источник вредного вещества с периодом 10 мин. шириной импульса выделения вредного вещества 30 % периода и интенсивностью С/(У-с„ак)=1, а в третьей зоне действовал случайный источник интенсивностью С/(У-ст)к)= 1. Результаты расчетов нестационарных полей безразмерных концентраций приведены на рис. 9.

Рис. 9. Изменение во времени безразмерных концентраций вредною вещества:

----- первая зона: .... вторая зона;

третья зона; - четвертая зона

Рис. 8. Модель переноса вред*юго вещества в помещении т четырех сообщающихся зон

вершины в другую. Длина ребер, или стоимость перемещения, задана матрицей С = |^„|. Необходимо отыскать последовательность ребер, соединяющую начальную и конечные вершины графа и имеющую наименьшую длину. Таким образом, полученное решение должно удовлетворять следующему условию:

С(;/) = £С(н)-*тт, (25)

где и -все ребра, входящие в путь р.

На трассу газопровода влияют природные и геологические факторы, наличие дорог, перепады высот и т.д. Исходные данные представлялись в растровом виде. Каждому фактору соответствует растровая карта, отражающая влияние данного фактора на трассу.

При выборе трассы газопровода, помимо других факторов, должна учитываться экономическая эффективность. Поэтому экономическая эффективность должна быть включена в функцию стоимости перемещения по ребрам графа. Разницу в экономической эффективности вариантов прокладки газопровода можно определить но сравнительному чистому дисконтированному доходу за расчетный период эксплуатации газопровода. Капиталовложения и дисконтированные эксплуатационные расходы при строительстве газопровода были представлены в виде растровых карт, которые учитывались в дальнейшем расчете трассы прокладки газопровода.

Для определения значимости каждого фактора и степени его влияния па итоговую трассу прокладки использован метод анализа иерархий, при этом весовые коэффициенты рассчитывались из индивидуальных суждений с использованием матрицы попарных сравнений влияния факторов. Пусть сравниваются п факторов. Обозначим относительную важность фактора с индексом / относительно фактора с индексом у как Эти значения образуют квадратную матрицу А -(ач) порядка». В этой матрице должны выполняться следующие ограничения:

/ . .

• (26) = и = у.

Таким образом, матрица Л является обратно-симметричной.

Весовые коэффициенты непротиворечивы, если для элементов матрицы выполняется свойство транзитивности, то есть = «///«• для всех индексов /,_/ и к. Такая матрица может существовать, если ее элементы представляют собой точно измеренные значения.

Необходимо найти вектор а порядка п, такой, что Аа = Ла, то есть собственный вектор порядка п.

В случае если элементы матрицы представляют собой отражение суждений экспертов, условие ал = может не выполняться, поскольку суждения экспертов могут быть в большей или меньшей степени противоречивы. Тогда вектор а должен удовлетворять следующим условиям:

Да = Х а,

1 " (27)

А,|п.1( >0.

Если Л1П1„ отличается от и. то -это означает, что суждения экспертов в той или иной степени противоречивы. В обратном случае, если А|ш< =/;, суждения непротиворечивы. Можно рассчитать индекс согласованности:

< '• ■' 7" • (28) П - 1

Этот показатель отражает противоречивость суждений экспертов. Как правило, суждения можно считать в достаточной степени непротиворечивыми, если О-<0.1.

Таким образом, метод анализа иерархий позволяет получить весовые коэффициенты для карт факторов, влияющих на трассу прокладки газопровода, на основе попарного сравнения факторов экспертами. Кроме того, этот метод позволяет оценить степень противоречивости суждений экспертов.

Карты влияющих факторов объединялись в единую карту с учетом полученных весов карт. По итоговой карте рассчитывалась трасса прокладки.

В задачу проектирования оптимальной трассы входит нахождение эффективного, согласно выбранным критериям, решения. В каждом случае таких решений может быть несколько. Поэтому при нескольких вариантах трассы газопровода процесс проектирования принимает вариантный характер. Из нескольких решений может быть выбрано наиболее эффективное, выбираемое по одному или нескольким показателям.

Для нахождения нескольких вариантов трассы прокладки использованы генетические алгоритмы, представляющие собой стохастические методы оптимизации. имитирующие процессы эволюции на основе естественного отбора. При расчете трасс прокладки газопровода с применением генетических алгоритмов необходимо определить представление и структуру данных. Особью в популяции, в терминологии генетических алгоритмов, будет являться вектор переменной длины /У =(/),./),.д„), представляющий собой последовательность ячеек на сетке, по

которой идет расчет трассы. Каждая особь в популяции является потенциальным решением поставленной задачи.

Перед началом работы главного цикла генетического алгоритма формировалась начальная популяция. Для этого для каждого потенциального решения варьировались весовые коэффициенты карт стоимости факторов, влияющих на трассу прокладки, рассчитывалась итоговая поверхность стоимости, и по ней рассчитывалось потенциальное решение.

Этот процесс необходимо повторить для получения каждой особи начальной популяции. В результате мы получим множество различных потенциальных решений поставленной задачи.

Следующим этапом работы генетического алгоритма является задание функции приспособленности особей популяции /(.г). На каждой итерации алгоритма эта функция рассчитывается для каждой особи популяции, в результате че-

го каждой особи сопоставляется число, определяющее, насколько близко данное решение к оптимальному. В качестве функции, оценивающей маршрут прокладки газопровода согласно выбранным критериям, установим следующую функцию:

Лл-> = ^шах, (29)

где / - номера ячеек трассы прокладки на сетке. С' - стоимость движения в ячейке с индексом /.

Функция приспособленности используется для отбора лучших решений, к которым далее применяются эволюционные операторы кроссовера и мутации. Вероятность особи попасть в следующие поколения прямо пропорциональна приспособленности особи. В результате применения этих операторов получаются новые решения. Для отбора наилучших решении использовался так называемый метод рулетки, заключающийся в выборе точки на несимметричном колесе рулетки, каждый сектор которого соответствует особи в популяции, а размер каждого сектора пропорционален значению функции приспособленности для данной особи.

После селекции особей из текущей популяции к отобранным особям применяются эволюционные операторы: оператор скрещивания (или оператор кроссовера) и оператор мутации. Каждой трассе сопоставлялись вероятности применения операторов, в соответствии с которыми операторы применялись или не применялись к особи.

В генетическом алгоритме на векторах фиксированной длины с двоичным представлением данных оператор мутации обычно изменяет один или несколько бит особи. Если же решение представляет собой трассу прокладки, то случайное изменение одной из ячеек трассы невозможно, так как нарушится связность графа и в трассе появится разрыв, что недопустимо. Поэтому для мутации трассы прокладки был разработан следующий метод.

1. Пусть дана трасса а = (аи сь,и вектор весовых коэффициентов карт

СТОИМОСТИ IV = (II',, ич IV,, ) .

2. Случайным образом выбирается точка разрыва с индексом .у. Тогда трасса а принимает видя = (а^ а„ аЛ+1,..., а,).

3. Случайным образом формируется вектор «•» = («•,*,ич н’), в котором

к, € [0,2 н-,.].

4. С учетом весовых коэффициентов вектора и’* рассчитывается итоговая поверхность стоимости движения.

5. Ог ячейки разрыва с индексом .у до конечной точки с индексом п по полученной итоговой поверхности стоимости движения рассчитывается трасса с1 -((1„с1.,+1 ,...,с1к).

Результатом работы оператора мутации будет трасса а* = (а{, с/„

(1,+1 ,..., (1к). Для реализации модели выбора трассы разработана компьютерная программа на языке С++.

В пятой главе разработаны технологии управления технологической надежностью газораспределительных сетей. Рассмотрены современные городские

распределительные сети на примере г. Воронежа. Показатели элементов газораспределительной сети собирались по сетям среднего, низкого и высокого давления и заносились в таблицы базы данных формата с1ЬГ. Всего в базу данных занесено более 40 тыс. записей. Для выборки данных по сечениям базы данных формировались запросы к таблицам па языке 80Ь.

Продолжительность эксплуатации участков газопроводов варьируется в широких пределах, т.к. газораспределительные сети города начали строить более 50 лет назад. На рис. 10 приведено распределение протяженности участков газопроводов по продолжительности эксплуатации.

Исследовалась статистика обнаруженных утечек газа из газораспределительных сетей. Результаты анализа статистики обнаруженных утечек газа вследствие разрывов стыков и раскрытий швов приведены на рис. 11.

|

>815:

I г

Рис. II. Число утечек газа из подземных газопроводов вследствие разрывов стыков и раскрытий швов

ЛлЛ

2000 2001 2002 2003 2004

На основании данных о фактическом состоянии газопроводов и оборудования газораспределительных сетей г. Воронежа выделены однородные группы для сбора и обобщения данных о надежности по давлению в газопроводе; внутреннему диаметру газопровода; способу прокладки газопровода; продолжительности эксплуатации газопровода: коррозионной активности грунта, в котором проложен газопровод; глубине прокладки подземного газопровода.

Для оценки надежности газораспределительных сетей всех ступеней давления предложено использовать критерий надежности работы газораспределительных сетей, представляющий собой отношение количества фактически поставленного газа к количеству газа, который должен быть поставлен потребителям по заключенным договорам:

(30)

Текущее состояние газораспределительной сети определяется значительным числом факторов и изменяется во времени. В различных состояниях газораспределительная сеть подает различное количество газа, что ведет к изменению критерия надежности газораспределительной сети.

Па показатели надежности газораспределительной сети оказывает существенное влияние работа аварийно-диспетчерской службы (АДС). Проведено обследование потока неисправностей газораспределительной сети, сообщения о которых поступают в АДС, на примере г. Воронежа (рис. 12).

Рис. 12. Поток неисправностей внутренних газопроводов

Поток неисправностей наружных газопроводов составляет 0-И- 1/сут. внутренних газопроводов - от 3 до 27 1/сут. а газорегуляторных пунктов - от 0+4 1/сут. Наибольший вклад вносят внутренние газопроводы - 92% неисправностей; наружные газопроводы -4% и газорегуляторные пункты -4%.

Разработана методика прогнозирования потока неисправностей газораспределительных сетей с использованием нейронных сетей. 1 Тейронная сеть состоит из нейронов, связанных синаптическими связями, характеризующимися определенной величиной. Нейроны объединены в слои, и взаимодействие нейронов происходит послойно. Для реализации задачи прогнозирования использована иерсеп-тронная нейронная сеть, распознающая структуру исходного временного ряда.

Нейрон преобразуют входные данные по зависимости

8{Х) = ~~ + ат. (31)

а +|.т|

Схема нейрона приведена на рис. 13.

Рис. 13. Схема нейрона Сумматор производит суммирование входных данных:

/V

(32)

Нелинейный преобразователь преобразует входные данные. Синапсы передают данные по зависимости

£(л)=п"л. (33)

Гонка ветвления передает одни и те же данные по нескольким нейронам.

Для обучения многослойных персептронов использован метод обратного распространения. ] очность прогноза контролировалась сравнением значений исходного ряда и показателей нейронной сети. Прогноз потока неисправностей внутренних газопроводов приведен на рис. 14.

Рис. 14. I [рогноч но тока исисираишя'тей внутренних газопроиолоь:

— - реальный поток неисправностей; »«««, пропни потока неисправностей

Для исследования режимов функционирования и определения путей совер шенствования раоота АДС исследовалась средствами теории массового обслужи вания. Получены:

- абсолютная пропускная способность и ремонтных бригад

р"‘" '

А - щ - ОЛ 1 -

-ра

(34)

Р

СО р'

- среднее число заявок в АДС:

к

Р.:

1 + 2

+ 3

+ ... + 1П

+ р

.А________

п"'п\

(35)

(36)

Работа аварийных бригад - сложный процесс, на который влияет значительное количество факторов. Для исследования работы аварийных бригад с реальным потоком неисправностей математическая модель обслуживания аварийных заявок реализована на ЭВМ в среде пакета Ма1ЬаЬ ЗйтшПпк. На рис. 15 приведено окно ЗптшНпк с графиком загрузки ремонтной бригады.

Рис. 15. Окно с графиком работы ремонтной бригады, полученным в результате моделирования

Математическая модель обслуживания аварийных заявок позволила получить оценки работы аварийных служб, учитывающие особенности работы АДС в г. Воронеже.

В качестве основного средства управления надежностью газораспределительных сетей использованы геоинформационные технологии, позволяющие объединить в единый комплекс информацию о проектировании, строительстве и эксплуатации газораспределительных сетей, методы определения показателей надежности газораспределительных сетей по результатам эксплуатации, прогнозирование неисправностей, прогнозирование аварийных заявок на обслуживание газораспределительных сетей, моделирование выполнения аварийных заявок на ремонт газораспределительных сетей.

Геоинформационные системы (ГИС) объединяют современные информационные технологии составления карт и анализа объектов и событий на местности и являются многоаспектными автоматизированными интегрированными информационными системами с пространственной локализацией данных. Интеграция технологий позволяет объединять различные способы обработки информации ГИС в единый процесс, что создает качественно новые технологии. Интеграция аппаратных средств даст возможность создавать распределенные сети сбора, хранения и обработки информации ГИС.

Создание системы управления надежностью газораспределительных сетей базируется на использовании свободно распространяемой ГИС в сочетании с модулями управления надежностью, которые:

- оценивают надежность газораспределительных сетей различных ступеней давления;

- прогнозируют поток неисправностей газораспределительных сетей;

- прогнозируют выполнение заявок АДС.

Система управления надежностью газораспределительных сетей включает:

- топографическую основу - цифровую карту города;

- технологическую часть - газораспределительную сеть с данными газопроводов и оборудования.

Реализация технологий управления надежностью газораспределительных сетей выполнена в виде модулей расширения для ГИС. Для реализации выбран язык разработки C++. Графический интерфейс разрабатывался с использованием объектно-ориентированной библиотеки шаблонов для языка C++ Windows Template Library (WTL) для создания системы окон, всплывающих и ниспадающих меню, сообщений и взаимодействия с Windows API.

Данные модулей управления надежностью газораспределительных сетей собирались, хранились и обрабатывались с использовалнием реляционной системы управления базами данных (РСУБД) MySQL.

В шестой главе рассмотрена задача построения системы мониторинга надежности систем теплоснабжения. Система элементов тепловых сетей S может находиться во множестве состояний St, S2, ... , Sn , в которые она переходит в процессе эксплуатации. Вероятность того, что в момент t система S будет находиться в состоянии St(i= 1,... ,/г), составляет р, (0- Переход системы из состояния S, в состояние Sj по графу состояний происходит под воздействием потока отказов с параметром <w (f). Моделью вероятности состояний системы элементов тепловых сетей S служит система дифференциальных уравнений Колмогорова:

^T = S>;('HW-a(0X4(0 (,=1- 2- -’«)• (37)

«г ;=]

Систему дифференциальных уравнений (37) решают при начальных условиях, задающих начальное состояние системы элементов тепловых сетей. Практическое использование подобного подхода возможно для системы со сравнительно небольшим количеством состояний, когда система тепловых сетей имеет не более нескольких десятков элементов. При этом система (37) будет состоять из нескольких сотен дифференциальных уравнений.

К созданию модели вероятности состояний системы элементов тепловых сетей возможен иной подход - на основе метода динамики средних. При этом непосредственно определяются средние характеристики исследуемых процессов, протекающих в системе элементов тепловых сетей. Пусть система состоит из N элементов, которые могут находиться в к состояниях. Величина средней численности состояния Nt(t) для любого момента времени представляет собой случай-

ную функцию времени. Необходимо найти для любого момента времени основные характеристики случайной величины Л^(/) - ее математическое ожидание и дисперсию. Математическое ожидание и дисперсия численности к-го состояния составят:

т,(г) = Л/-р4(<), (38)

А(0=#-л(0-(1-Р*(0). (39)

Соотношения (38-39) показывают, что, зная вероятности состояний отдельных элементов тепловой сети, можно определить, чему равна средняя численность каждого состояния, и ее статистические оценки. Поставленная задача сводится к решению дифференциальных уравнений Колмогорова для математического ожидания численности состояний.

Каждый элемент тепловых сетей отказывает и ремонтируется с определенными интенсивностями, которые для отдельных элементов определить невозможно. Необходимо элементы тепловых сетей разбить на однородные группы для более точного определения интенсивности потоков событий. Для разбиения элементов тепловых сетей на однородные группы по большому количеству признаков использован кластерный анализ.

Кластерный анализ - это способ группировки элементов тепловых сетей в группы, состоящие из близких по свойствам элементов. Внутри кластера элементы тепловых сетей максимально похожи друг на друга, а элементы различных кластеров максимально отличны друг от друга.

Для выделения определяющих признаков элементов тепловых сетей проведено обследование структуры тепловых сетей на примере МКП «Воронежтепло-сеть». Около 10% трубопроводов тепловых сетей эксплуатируются менее 10 лет, 31% трубопроводов тепловых сетей эксплуатируются от 10 до 20 лет и 59% трубопроводов тепловых сетей эксплуатируются более 20 лет. Определено распределение толщины стенки трубопроводов в зависимости от их диаметра. Исследовано распределение потока отказов трубопроводов тепловых сетей по диаметрам. В качестве определяющих признаков для кластеризации выбраны срок эксплуатации, внутренний диаметр, толщина стенки, состояние тепловой изоляции, параметр потока отказов, состояние системы электрохимической защиты.

Разработана методика кластерного анализа элементов тепловых сетей с использованием самоорганизующихся карт Кохонена (СКК). Каждый элемент тепловых сетей описывается группой показателей. Пусть г-й показатель ./-го элемента тепловых сетей равен /> В качестве меры расстояния между элементами в пространстве показателей использовано евклидово расстояние:

Г («)

Самоорганизующаяся карта Кохонена (СКК) состоит из двух слоев нейронов - входного слоя и активного слоя. При определении передаточных коэффициентов нейронов активного слоя используется алгоритм автоматической классификации. Каждый нейрон активного слоя соединен синапсами с соседними нейронами. Обучение ограничено окрестностью наиболее активных нейронов.

Вектор весовых коэффициентов го нейрона активного слоя составляет

(41)

Входной вектор характеристик кластеризуемых элементов

* = (*,,х,,...,*,/. (42)

При обучении СКК вектор входного массива сравнивается с векторами нейронов активного слоя. Сравнение производится по функции близости Нейрон активного слоя с номером с, для которого значение функции близости */(;с, нУ между вектором входного массива и вектором нейронов активного слоя максимально, объявляется «победителем»:

II* ~ >4-1= пм|х - и’,-!}, (43)

или, при использовании функции, определяющей номер минимального расстояния,

с = Мех тт{|д: - и>(|}. (44)

Получаем преобразование п-мерного входного пространства И" на т-мерную сетку нейронов активного слоя. Отображение происходит путем использования итеративной процедуры самообучения, в результате чего формируются кластеры элементов. Таким образом, все элементы входного массива относятся к одному из выявленных кластеров.

Полученная методика кластерного анализа элементов тепловых сетей использована для анализа структуры трубопроводов тепловых сетей МКП «Воро-нежтеплосеть». Кластерный анализ позволил разбить элементы тепловых сетей на 144 кластера. Кластеры с наименее надежными элементами расположились на карте слева, в то время как кластеры с более надежными элементами - справа. Преимущество графического представления СКК состоит в том, что оно дает наглядную классификацию кластеров - на кластеры с более и менее надежными элементами. Посредством СКК можно наблюдать в динамике изменение состояния кластеров во времени.

Для прогнозирования состояния тепловых сетей в будущем необходимо иметь прогноз по параметрам потоков отказов кластеров элементов. Для прогнозирования отказов элементов тепловых сетей использован аппарат нейронных сетей, рассмотренный в 5-й главе. На рис. 16 показаны прогнозы изменения параметра потока отказов во времени на пятилетний период.

Рис. 16. Пятилетний прогноз параметра потока отказов кластера трубопроводов диаметром 400 - 500 мм:

• - факт; — - прогноз

о > Ю 1» 10 2> 30 40

Продолжительность эксплуатации, лет

Полученная карта Кохонена для трубопроводов тепловых сетей использована для определения периодичности технического обслуживания тепловых сетей. Для определения сроков технического обслуживания предлагается подход с использованием данных о фактическом состоянии кластеров элементов тепловых сетей. Основой для планирования технического обслуживания тепловых сетей является карта Кохонена для трубопроводов тепловых сетей с разбивкой кластеров по показателям надежности. В процессе эксплуатации элементов тепловых сетей их параметр потока отказов растет в соответствии с прогнозами. С использованием прогнозов состояния элементов тепловых сетей построена карта Кохонена, показывающая пятилетний прогноз состояния кластеров тепловых сетей без учета ремонтов (рис. 17).

Рис. 17. Карта Кохонена для элементов трубопроводов тепловых сетей:

_ -граница кластеров с параметром потока отказов 0,7 1/(км-год): шт -граница кластеров с параметром потока отказов 0,3 1/(км год); а) текущее состояние; б) прогноз состояния через 5 лет

Сравнение рис. 17а и рис. 176 показывает, как и с какой скоростью происходит смещение границ надежности кластеров за счет старения тепловых сетей. Для того, чтобы не снижалась надежность тепловых сетей, необходимо проводить их техническое обслуживание. Ремонт или перекладка теплосети снижает параметр потока отказов кластера и повышает надежность системы. С течением времени параметр потока отказов кластера вновь начинает расти.

В качестве критерия, определяющего сроки технического обслуживания, капитального ремонта и перекладки сетей выбран критерий минимума дисконтированных затрат на производство и транспортировку тепла потребителям:

3 = Зт + Зо + Зэ +Зн —> пип. (45)

Составляющие дисконтированных затрат учитываются по каждому кластеру элементов тепловых сетей. Учет по кластерам позволяет оценить вклад кластеров в различные виды затрат. Эти показатели служат исходной информацией для принятия решений о проведении технического обслуживания, капитального ремонта и перекладки сетей, что повышает обоснованность принимаемых инженерных решений и планов ремонта.

Реализация системы мониторинга состояния тепловых сетей осуществлена с использованием современных информационных технологий. На основе СУБД FirebirdSQL разработаны основные решения по составу п структуре баз данных и модули кластеризации элементов тепловых сетей; накопления и анализа информации о структуре и состоянии кластеров элементов тепловых сетей; анализа статистики отказов кластеров элементов тепловых сетей и системы в целом; прогнозирования состояния кластеров элементов тепловых сетей; планирования ремонтных работ с учетом анализа и прогноза состояния кластеров элементов тепловых сетей.

Подсистема сбора информации о состоянии тепловых сетей системы мониторинга выполнена с использованием канала GSM связи по технологии GPRS. Информационное взаимодействие обеспечивается через Web-интерфейс Интернет- и интранет-сетей. Центральный Web-cepeep обеспечивает прием и буферизацию информации посредством организации сервиса ftp, а также предоставление информации, хранящейся на сервере базы данных.

Модуль, реализующий подсистемы обработки информации о состоянии тепловых сетей, выполнен с использованием клиент-серверных технологий. Серверная часть, осуществляющая накопление и анализ информации об элементах и кластерах элементов тепловых сетей, выполнена в виде SQL-сервера базы данных. что позволяет хранить и обрабатывать большие массивы данных. Для серверной части системы мониторинга разработана база данных с единой моделью данных, использующая современную бесплатную систему управления базами данных FirebirdSQL. Центральный сервер работает под управлением 64-разрядной серверной операционной системы Windows Server 2003 Datacenter Edition с поддержкой симметричной многопроцессорной обработки данных. Программная составляющая серверной части системы мониторинга выполнена на языке программирования C++. Для обеспечения работы внутреннего интерфейса с СУБД FirebirdSQL применена бесплатная библиотека IBPP.

Рабочее место оператора системы мониторинга реализовано на основе интранет-технологий и действует посредством web-страниц на языке HTML с использованием формата XML и скриптового языка Javascript.

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, включающая уравнение неразрывности, уравнения Навье-Стокса, уравнение теплопроводности и уравнения модели турбулентности, отличающаяся от известных возможностью управления режимами работы систем вентиляции и поступлением теплоты в помещение; обосновано и систематизировано использование определяющих критериев подобия процессов.

Разработана математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, включающая уравнения модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и урав-

нение переноса вредных веществ. Модель отличается от известных тем, что учитывает характер поступления вредных веществ в помещение.

2. Разработана математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. На основе математической модели получены аналитические решения, характеризующие процессы распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. Предложена матрица Кг, являющаяся безразмерным временем для процессов переноса вредного вещества в помещениях сложной конфигурации и характеризующая скорость рассеивания вредного вещества. Для оценки эффективности воздухообмена предложен показатель качества воздуха, который является мерой загрязнения воздуха в зонах помещения сложной конфигурации и позволяет выбрать схему организации воздухообмена исходя из обеспечения заданных параметров микроклимата в рабочей зоне при минимальных кратностях воздухообмена.

3. Получен алгоритм решения уравнений математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и уравнений математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции на основе метода конечных разностей. Для хранения расчетных данных в контрольных точках использован аппарат систем управления базами данных.

Математические модели реализованы в виде программ в среде пакета МаЦ-аЬ в сочетании с языком программирования С++. Для создания программ использован внутренний интерфейс между МагЬаЬ и С++, что дает доступ ко встроенным математическим функциям библиотек Ма1ЬаЬ. Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализована в среде пакета МаИ^аЬ БтиИпк в сочетании с языком программирования С++, модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков. Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанные математические модели описывают вентиляционные процессы с удовлетворительной точностью.

4. С использованием разработанных математических моделей:

• определено влияние взаимодействия вентиляционных и конвективных струй на коэффициент эффективности воздухообмена по температуре и получена зависимость коэффициента эффективности воздухообмена от соотношения энергии приточных и тепловых конвективных струй;

• оценено влияние плотности вредного вещества на его распределение в объеме вентилируемого помещения под действием вентиляции;

• определено влияние перетекания воздуха между зонами помещения под действием приточно-вытяжной вентиляции на поле концентраций вредного вещества в помещениях сложной конфигурации.

Полученные результаты позволяют выбрать эффективную схему и величину воздухообмена для создания микроклимата в помещениях с вентиляцией, источниками тепла и источниками вредных веществ.

5. Разработана математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода, учитывающая экономическую эффективность вариантов проклад-

ки по чистому дисконтированному доходу. Для определения значимости каждого фактора и степени его влияния на итоговую трассу прокладки использован метод анализа иерархий. Весовые коэффициенты факторов рассчитывались с использованием матрицы попарных сравнений. Для расчета трассы прокладки карты влияющих факторов объединялись в единую карту с учетом полученных весов.

6. Получен алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода. Алгоритм позволяет осуществлять выбор из нескольких, близких к оптимальному, вариантов трасс, что дает возможность учесть трудно формализуемые факторы. Для реализации модели выбора трассы, учитывающей экономическую эффективность вариантов прокладки по чистому дисконтированному доходу, разработана компьютерная программа на языке С++.

7. Разработана система управления технологической надежностью газораспределительных сетей. На основе технологии нейронных сетей получена методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей. Используется интегральный критерий надежности газораспределительных сетей, включающий в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования, газовых служб и выполнение договоров на поставку газа. На основе теории массового обслуживания получена математическая модель обслуживания аварийных заявок. Предложенная модель может быть использована при анализе и совершенствовании организации работы аварийных служб.

8. Получены алгоритмы, реализованные в виде программных модулей управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформаци-онных технологий. Модули позволяют оценивать надежность элементов газораспределительных сетей, прогнозировать поток отказов газораспределительных сетей и работу аварийных служб. При написании программного кода модулей использовалась технология метапрограммирования, реализованная в виде шаблонов языка С++, а также автоматическая генерация программного кода. Это позволило быстро и эффективно реализовывать связь топографических данных с программными структурами данных, используемыми непосредственно в расчетах.

9. Разработана система мониторинга состояния надежности тепловых сетей, характерными отличительными признаками которой являются математическое описание состояния тепловых сетей, использование карт Кохонена при кластеризации элементов тепловых сетей, методика прогнозирования отказов. Математическое описание состояния тепловых сетей построено с помощью аппарата теории вероятностей для марковских случайных процессов. Для определения вероятности состояния элементов больших тепловых сетей использован метод динамики средних, позволяющий определить среднее количество элементов тепловых сетей в одинаковом состоянии. Для кластеризации элементов используются самоорганизующиеся карты Кохонена, являющиеся разновидностью нейросетевых алгоритмов. Для прогнозирования потока отказов кластеров элементов тепловых сетей использована методика на основе нейронных сетей.

10. Получены алгоритмы системы мониторинга надежности тепловых сетей. Отличительной чертой предложенного программного обеспечения системы мониторинга являются реализованные на языке С++ с использованием СУБД

FitebirclSQL программные модули, позволяющие выполнять кластеризацию элементов тепловых сетей, накапливать и анализировать информацию о структуре и состоянии кластеров, осуществлять анализ потока отказов кластеров элементов и тепловой сети в целом, прогнозировать состояние кластеров элементов тепловых CCTCii II системы в целом.

Подсистема сбора информации о состоянии тепловых сетей выполнена с использованием канала GSM связи по технологии GPRS, информационное взаимодействие обеспечивается через Web-интерфейс интернет- и интранст-сетеи. Разработанная клиешская часть системы мониторинга реализована при помощи web-страниц па языке HTML с использованием формата XML и скриптового языка Javascript.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах.

Статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК

1. Кузнецов, С.Н. Исследование полей концентраций вентилируемых помещений экспериментально-вычислительным методом / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1985. - №5.-С.86-90.

2. Кузнецов, С.Н. Исследование динамики полей концентраций в помещении с движущимися источниками вредностей / С.Н. Кузнецов, И.И. Полосин // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1988. - №7. - С.89-92.

3. Кузнецов, С.Н. Расчет концентрации загрязняющих веществ в помещениях с нестационарными источниками вредностей / С.Н. Кузнецов. И.И. Полосин // Изв. вузов. Строительство. - 1998. - №7. - С. 83-85.

4. Кузнецов, С.Н. Исследование работы элементов пилотного устройства / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин // Изв. вузов. Строительство. -2002.-№1-2.-С. 135-141.

5. Кузнецов, С.Н. О методике расчета концентраций природного газа при наличии утечки из подземного газопровода / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин. А.А. Свиридов // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Серия: Энергетика. -2001. -№7.1. -С. 72-75.

6. Кузнецов, С.Н. Об одном методе расчета частотных характеристик пилотного устройства / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин 1! Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Серия: Энергетика. - 2001. - Ха 7.1. - С . 76-78.

7. Кузнецов, C.I1. Расчет аварийного поступления природного газа в производственное помещение / В.Н. Мелькумов, В,И. Лукьяненко. С.Н. Кузнецов. А.В. Черемисин // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Серия: Энергетика. - 2007. - Т.З.

№1(9). - С. 222-224.

8. Кузнецов, С.Н. Нестационарные процессы формирования системами вентиляции воздушных потоков в помещениях / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов. К.А. Скляров. А.В. Черемисин // Известия ОрелГТУ. Серия: Строительство. Транспорт. - 2007. - №3-15(537). - С. 36-39.

9. Кузнецов, С.Н. Моделирование распространения вредных веществ в сообщающихся помещениях / С.Н. Кузнецов, К.Д. Скляров. А.В. Черемисин // На-

учный вестник Воронеж, гос. арх.-строит, ун-та. Строительство и архитектура -2008. -№1,- С. 109-113.

10. Кузнецов, С.Н. Нестационарное поле концентраций природного газа в

скважине при его утечке из подземного газопровода / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, А.В. Черемисин // Приволжский научный журнал. -2008 -№4(8).-С. 98-103. '

11. Кузнецов, С.Н. Прогнозирование фильтрации газа в грунте при его утечке из подземного газопровода / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, А.В. Черемисин // Известия ОрелГТУ. Серия: Строительство. Транспорт -

2008. - №3/19(549). - С. 61-65.

12. Кузнецов, С.Н. Формирование конвективных воздушных потоков при действии в помещении источника тепла / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, Р.Н. Кузнецов // Вестник Волгоград, гос. арх.-строит. ун-та. Серия: Строительство и архитектура. - 2008. - № 12. - С. 76-80.

13. Кузнецов, С.Н. Динамика формирования воздушных потоков и полей температур в помещении / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов Н Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2008. - № 4. - С. 172-178.

14. Кузнецов, С.Н. Взаимодействие вентиляционных воздушных потоков с

конвективными потоками от источников теплоты / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов // Известия вузов. Строительство. - 2009. - № 1. - С. 63-70. '

15. Кузнецов, С.Н. Управление надежностью газораспределительных сетей / С.Н. Кузнецов, П.А. Головинский, А.В. Черемисин // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2009. - № 1(13). - С. 36-42.

16. Кузнецов, С.Н. Прогнозирование параметров отказов элементов тепловых сетей методом авторегрессивного интегрированного скользящего среднего / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, Р.Н. Кузнецов, А.А. Горских // Научный вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2009. - № 4. - С. 28-32.

17. Кузнецов, С.Н. Мониторинг надежности тепловых сетей / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, К.А. Скляров, А.А. Горских // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2010. - № 1. - С. 52-58.

18. Кузнецов, С.Н. Реализация математической модели для оценки эффективности схем организации воздухообмена в цехах гальванопокрытий / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников, А.В. Дерепасов // Приволжский научный журнал. - 2009. - №2(10). - С. 42-47.

19. Кузнецов, С.Н. Влияние высоты установки воздухораспределителей на скорость движения воздуха в рабочей зоне помещений производств гальванопокрытий / С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2009. - №2(10). - С.23-29.

20. Кузнецов, С.Н. Построение эффективного воздухообмена для помещений производств с местной вытяжной вентиляцией / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников, А.В. Дерепасов//Известия КазГАСУ. - 2009. - №1(11). - С. 191-195.

21. Кузнецов, С.Н. Моделирование задымленности помещений сложной конфигурации в начальной стадии пожара / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, В.В. Гулак // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архи-

тектура. - 2010. - №3(19). - С.131-139.

22. Кузнецов, С.Н. Математическая модель распространения дымовых газов в помещениях здания с действующей противодымной вентиляцией I С.Н. Кузнецов, В.В. Гулак И Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. - №3(23). - С. 18-23.

23. Кузнецов, С.Н. Повышение эффективности выбора трасс инженерных сетей / С.Н. Кузнецов, В.Н. Кобелев Н Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. - №4(24). - С.45-52.

Статьи в других изданиях

24. Кузнецов, С.Н. Распространение природного газа в грунте при его утечке из подземного газопровода / С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, А.В. Черемисин II Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве» (51В-2008). - Воронеж: ВГАСУ, 2008. - Т.З. - С. 195-197.

25. Кузнецов, С.Н. Поле концентраций природного газа в диагностической скважине / С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, А.В. Черемисин // Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве» (51В-2008). -Воронеж: ВГАСУ, 2008. - Т.З. - С. 198-202.

26. Кузнецов, С.Н. Местная вытяжная вентиляция от промышленных гальванических ванн / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников, А.В. Дерепа-сов // Современные проблемы экологии и безопасности: сб. материалов конф. -Тула: ТулГТУ, 2007. - С.240-242.

27. Кузнецов, С.Н. Исследование эффективности активированного и четырехстороннего местного отсосов от промышленных гальванических ванн / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников, А.В. Дерепасов И Современные проблемы экологии и безопасности сб. материалов конф. - Тула: ТулГТУ, 2007. - С. 242-244.

28. Кузнецов, С.Н. Исследование эффективности местных отсосов новых конструкций от промышленных гальванических ванн / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы междунар. науч.-техн. конф. - М.: МГСУ, 2007. - С. 153-157.

29. Кузнецов, С.Н. Моделирование распределения двухмерных стационарных воздушных потоков в помещении с местными отсосами / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, А.В. Портянников, А.В. Дерепасов II Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы междунар. науч.-техн. конф. - М.: МГСУ,

2009. - С.172-175.

30. Кузнецов, С.Н. Математическая модель распространения дыма в сообщающихся помещения / С.Н. Кузнецов, В.В. Гулак // Инженерные системы и сооружения. - 2010. - №1(2). - С.62-68.

31. Кузнецов, С.Н. Математическая модель системы местных отсосов / С.Н. Кузнецов, Д.С. Сурин, В.В. Гулак II Инженерные системы и сооружения. -2010. -№1(2). - С.86-93.

32. Кузнецов, С.Н. Распределение воздушных потоков в цехах с местными отсосами / С.Н. Кузнецов, Н.А. Копытина, И.С. Чесноков // Инженерные системы и сооружения. - 2010. - №2(3). - С.78-83.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

р - плотность воздуха, кг/м3;

/- время, с;

х, - 1-я пространственная координата, м;

и,- - 1-я компонента скорости течения воздуха, м/с;

р - давление, Па;

Р«# - коэффициент диффузии для переменной кг/мс;

к - кинетическая энергия турбулентности, м2/с2;

# - ускорение свободного падения, м/с2;

Ь,з - символ Кронекера;

С, С* - скорость образования турбулентности, кг/мс3;

е - скорость диссипации турбулентной энергии, м2/с3;

С/, С; - константы /:-е модели турбулентности;

М» - ту рбулентная динамическая вязкость, кг/м-с;

Л - удельная энтальпия воздуха, Дж/кг;

4 - функция источников теплоты. Вт/м5;

Т ‘ температура воздуха. К;

Я - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль К); М ‘ молярная маеса воздуха, кг/кмоль; с" - безразмерная концентрация вредного вещества; ты - функция источников выделения вредного вещества, кг/(с м3);

/•о- критерий Фурье;

Ь'о - критерий Фурье для полей концентраций;

2/г - критерий Жуковского;

Ке - критерий Рейнольдса;

Рг- критерий Прандтля;

5с - критерий Шмидта;

Сгг- критерий Грасгофа;

Сгс - критерий Грасгофа для полей концентраций;

К - соотношения энергии приточных и тепловых конвективных струй;

К, - коэффициент эффективности воздухообмена по температуре;

Кс - коэффициент эффективности воздухообмена по концентрации вредного вещества; с* - концентрация вредного вещества в верхней части у-й зоны помещения, мг/м3;

С; - концентрация вредного вещества в нижней частиу-й зоны, мг/м3;

- количество воздуха, перетекающего из верхней частиу-й зоны в /-ю зону, м3/с;

* количество воздуха, перетекающего из нижней части _/-й зоны в |'-ю зону, м3/с;

Ц* - количество воздуха, перетекающего из верхней части /-й зоны ву'-ю зону, м3/с;

• количество воздуха, перетекающего из нижней части |-й зоны ву'-ю зону, м3/с; и' А]' средний коэффициент турбулентного обмена /м и7-м зон, м2/с;

5 - общая площадь поверхности зон / и j, м2;

1ц - расстояние между центрами зон / и у, м;

V, - объем 1-й зоны, м\

- количество вредного вещества, выделяемого в |-й зоне, мг/с; п, - число зон помещения;

с»* - предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/мЗ;

/?'(/) - критерий надежности газораспределительной сетиу-й ступени давления;

Ф'М ’ объем фактически поставляемого газа сетью у'-й ступени давления, м3/ч;

Ф*{*) ■ объем поставок по заключенным договорам сетьюу'-й ступени давления, м7ч;

Д - параметр потока восстановления элементов газораспределительной системы, характеризующий скорость ликвидации аварий, год'1;

(о - параметр потока отказов элементов газораспределительной системы, год'1; п - количество аварийных бригад; т • число мест в очереди;

ро - предельная вероятность состояния аварийной службы, когда все аварийные бригады свободны; щ, - поток отказов, переводящий систему из состояния Я, в состояние 5;, год'1;

N*(0 - количество элементов тепловых сетей, находящихся в момент времени / в состоянии к',

N - количество элементов тепловых сетей;

р^1) - вероятность нахождения элемента тепловых

сетей в состоянии Л"

3 - общие дисконтированные затраты на тепловую энергию, оборудование и содержание тепловых сетей, руб;

Зт - дисконтированные затраты на тепло, оборудование и содержание тепловых сетей, руб;

30 - дисконтированные затраты на оборудование тепловых сетей, руб;

3, - дисконтированные затраты на эксплуатацию тепловых сетей, руб;

Зн - дисконтированные затраты на ущерб от снижения надежности теплоснабжения, руб.

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 16.01.2012 г. Формат 60x84 1/16. ^ Бумага писчая. Уел, печ. л. 2,0. Тираж 120 экз. Заказ №

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Издательства учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006. г. Воронеж, ул. 20-лет Октября, 84

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВАХ СИСТЕМ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ.

1.1 Современное состояние проблемы использования информационных технологий в обосновании параметров систем вентиляции.

1.2 Современное состояние проблемы использования информационных технологий при выборе оптимальной трассы прокладки газопровода.

1.3 Современное состояние проблемы использования информационных технологий в управлении надежностью газораспределительных сетей.

1.4 Современное состояние проблемы использования информационных технологий в мониторинге надежности тепловых сетей.

1.5 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.1 Математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты.

2.2 Математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции.

2.3 Алгоритм решения уравнений математических моделей процессов вентиляции.

2.4 Использование методов теории подобия для обобщения результатов математического моделирования процессов вентиляции.

2.5 Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации.

2.6 Эксперименты по подтверждению адекватности разработанных математических моделей процессов вентиляции.

2.7 Выводы по второй главе.

3 ПРИМЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ ВЕНТИЛЯЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

3.1 Технологии реализации математических моделей процессов вентиляции.

3.1.1 Технология реализации математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции.

3.1.2 Реализация математической модели переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации.

3.2 Применение математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты.

3.2.1 Нестационарные поля скоростей и температур при взаимодействии воздушных потоков.

3.3 Применение математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции.

3.3.1 Влияние систем местной вытяжной вентиляции на поля скоростей воздушных потоков.

3.3.2 Влияние высоты установки воздухораспределителей на поля скоростей воздуха.

3.3.3 Создание эффективной схемы воздухообмена в производственных помещениях с местной вытяжной и общеобменной вентиляцией.

3.3.4 Нестационарные поля концентраций вредных веществ легче и тяжелее воздуха.

3.4 Использование математической модели переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации.

3.5 Выводы по третьей главе.

4 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА ПРОКЛАДКИ ГАЗОПРОВОДА.

4.1 Постановка задачи выбора трассы прокладки газопровода.

4.2 Формулировка генетического алгоритма для определения трасс прокладки газопроводов.

4.3 Программная реализация построения оптимального маршрута прокладки трассы газопровода.

4.4 Выводы по четвертой главе.

5 ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТЬЮ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ.

5.1 Старение газораспределительных сетей.

5.2 Утечки газа на газораспределительных сетях.

5.3 Критерий надежности газораспределительной сети.

5.4 Модель работы аварийно-диспетчерской службы газораспределительной сети.

5.5 Использование геоинформационных технологий для управления надежностью газораспределительных сетей.

5.6 Выводы по пятой главе.

6 МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ.

6.1 Состояние тепловых сетей.

6.2 Кластерный анализ структуры тепловой сети.

6.3 Использование результатов мониторинга состояния для планирования технического обслуживания тепловых сетей.

6.4 Реализация системы мониторинга состояния тепловых сетей.

6.5 Выводы по шестой главе.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Использование информационных технологий в области теплогазоснабжения и вентиляции необходимо рассматривать как средство информационной поддержки принятия инженерных решений при большом разнообразии используемых методов обработки информации и средств их реализации.

На начальном этапе под использованием информационных технологий подразумевалась замена калькуляторов на компьютеры и автоматизация ручного труда. Информационные технологии «подгонялись» под существовавшие «ручные» методы и использовались в лишь отдельных областях. При подобном «очаговом» подходе к информационным технологиям в лучшем случае лишь улучшалось использование существующих инженерных методов, при этом информационные потоки не объединялись в единые цепочки. Использование собственно новейших информационных технологий при этом полностью игнорировалось. Эти проблемы являются логическим следствием «очагового» использования информационных технологий, свидетельствуют об отсутствии единого подхода к информации и часто проявляются на начальном этапе.

Основой перехода к «непрерывному» использованию информационных технологий в области теплогазоснабжения и вентиляции является системное проектирование, которое ведется по специально разработанным моделям. Проектирование модели начинается с формулировки инженерных задач и идет по пути детализации их составляющих. Выполнение процедур системного проектирования на каждом шаге детализации элементов обеспечивает системную целостность всей модели. Разработка информационной модели представляет собой итеративный процесс, сочетающий разнообразные подходы к использованию информационных технологий при сохранении целостности модели.

В этой связи развитие теоретических основ систем теплогазоснабжения и вентиляции с применением информационных технологий является актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы - развитие теории систем теплогазоснабжения и вентиляции на основе информационных технологий.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

• разработка математических моделей взаимодействия воздушных потоков и распространения вредных веществ при действии систем вентиляции;

• разработка математической модели распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации;

• разработка алгоритмов решения уравнений моделей процессов вентиляции и их реализация в виде программ;

• разработка математической модели выбора оптимальной трассы прокладки газопровода;

• разработка алгоритма и программы расчета оптимального маршрута прокладки газопровода;

• разработка методики управления надежностью газораспределительных сетей;

• разработка алгоритмов и реализация методики управления надежностью газораспределительных сетей в виде программных модулей;

• разработка методики мониторинга надежности тепловых сетей;

• разработка алгоритмов и реализация системы мониторинга состояния тепловых сетей в виде программных модулей;

• внедрение разработанных программ расчета для решения прикладных задач вентиляции.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, включающая уравнение неразрывности, уравнения Навье-Стокса, уравнение теплопроводности и уравнения модели турбулентности, отличающаяся от известных возможностью управления режимами работы систем вентиляции.

Разработана математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, в которую было включено уравнения переноса вредных веществ, что позволило рассчитать их поля концентраций.

2. Разработана математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. На основе математической модели получены аналитические решения, характеризующие процессы распространения вредных веществ. Предложена матрица Ю, характеризующая скорость переноса вредного вещества. Для оценки эффективности воздухообмена введен показатель качества воздуха, который является мерой загрязнения воздуха и позволяет выбрать схему организации воздухообмена исходя из обеспечения заданных параметров микроклимата.

3. Получен алгоритм решения уравнений математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и уравнений математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции на основе метода конечных разностей.

Математические модели реализованы в виде программ в среде пакета Ма1:ЬаЬ в сочетании с языком программирования С++. Для создания программ использован внутренний интерфейс между МаЛаЬ и С++, что дает доступ ко встроенным математическим функциям библиотек Май^аЬ. Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализована в среде пакета Ма^аЬ 81шиНпк в сочетании с языком программирования С++.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанные математические модели описывают вентиляционные процессы с удовлетворительной точностью.

4. С использованием разработанных математических моделей:

• определено влияние взаимодействия вентиляционных и конвективных струй на коэффициент эффективности воздухообмена по температуре;

• оценено влияние плотности вредного вещества на его распределение в объеме вентилируемого помещения;

• определено влияние перетекания воздуха между зонами помещения на поле концентраций вредного вещества в помещениях сложной конфигурации.

Полученные результаты позволяют выбрать эффективную схему и величину воздухообмена для создания микроклимата в помещениях с вентиляцией, источниками тепла и источниками вредных веществ.

5. Разработана математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода, учитывающая экономическую эффективность вариантов прокладки по чистому дисконтированному доходу. Для определения значимости каждого фактора и степени его влияния на итоговую трассу прокладки использован метод анализа иерархий. Весовые коэффициенты факторов рассчитывались с использованием матрицы попарных сравнений.

6. Получен алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода. Алгоритм позволяет осуществлять выбор из нескольких, близких к оптимальному, вариантов трасс, что дает возможность учесть трудно формализуемые факторы. Для реализации модели выбора трассы разработана компьютерная программа на языке С++.

7. Разработана система управления технологической надежностью газораспределительных сетей. На основе технологии нейронных сетей получена методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей. Используется интегральный критерий надежности газораспределительных сетей, включающий в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования, газовых служб и выполнение договоров на поставку газа. На основе теории массового обслуживания получена математическая модель обслуживания аварийных заявок.

8. Получены алгоритмы, реализованные в виде программных модулей управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформационных технологий. Модули позволяют оценивать надежность элементов газораспределительных сетей, прогнозировать поток отказов газораспределительных сетей и работу аварийных служб. При написании программного кода модулей использовалась технология метапрограммирования, реализованная в виде шаблонов языка С++, а также автоматическая генерация программного кода. Это позволяет быстро и эффективно реализовывать связь топографических данных с программными структурами данных.

9. Разработана система мониторинга надежности тепловых сетей, характерными отличительными признаками которой являются математическое описание состояния тепловых сетей, использование карт Кохонена при кластеризации элементов тепловых сетей, методика прогнозирования отказов. Для определения вероятности состояния элементов больших тепловых сетей использован метод динамики средних, позволяющий определить среднее количество элементов тепловых сетей в одинаковом состоянии. Для кластеризации элементов используются самоорганизующиеся карты Кохонена, являющиеся разновидностью нейросетевых алгоритмов.

10. Получены алгоритмы системы мониторинга надежности тепловых сетей. Отличительной чертой предложенного программного обеспечения системы мониторинга являются реализованные на языке С++ с использованием СУБД р1геЫгс!8С)Ь программные модули, позволяющие выполнять кластеризацию элементов тепловых сетей, накапливать и анализировать информацию о структуре и состоянии кластеров, осуществлять анализ потока отказов кластеров элементов и тепловой сети в целом, прогнозировать состояние кластеров элементов тепловых сетей и системы в целом. Подсистема сбора информации о состоянии тепловых сетей выполнена с использованием канала GSM связи по технологии GPRS, информационное взаимодействие обеспечивается через Web-интерфейс интернет- и интранет-сетей.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на основных физических законах теории тепломассообмена, аэродинамики, теории вероятностей, математической статистики, топологии, теории графов и эволюционных вычислений. Основные допущения, принятые при выводе исходных уравнений моделей, широко используются в работах других авторов. Для обобщения и анализа результатов использовалась теория подобия. Адекватность моделей оценивалась путем сопоставления расчетных данных с результатами экспериментальных исследований.

Научная значимость результатов диссертации определяется разработкой математических моделей, алгоритмов и программ расчета систем теплога-зо снабжения и вентиляции с использованием современных информационных технологий.

Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические положения и практические результаты развивают теоретические основы систем теплогазоснабжения и вентиляции путем использования информационных технологий. Разработанные математические модели, методики расчета с использованием информационных технологий внедрены в практику проектирования и эксплуатации систем теплогазоснабжения и вентиляции.

На защиту выносятся:

• математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции;

• математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации;

• алгоритмы решения уравнений математических моделей процессов вентиляции и реализующие их программы;

• результаты расчетов процессов вентиляции с использованием разработанных математических моделей;

• математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода;

• алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода и реализующая его программа;

• система управления технологической надежностью газораспределительных сетей;

• алгоритмы и программные модули управления надежностью газораспределительных сетей;

• система мониторинга надежности тепловых сетей;

• алгоритмы и программные модули системы мониторинга надежности тепловых сетей.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж, 2005-2011 гг.), на конференции «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2007 гг.), на международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве» (Воронеж, 2008 г.), на международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (Москва, 2007, 2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 32 научные работы общим объемом 173 с. Личный вклад автора составляет 115 с.

23 статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации: «Известия вузов. Строительство и архитектура», «Вестник Воронежского государственного технического университета. Энергетика», «Известия Орловского государственного технического университета. Строительство. Транспорт», «Приволжский научный журнал», «Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура», «Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета» и «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура».

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работах [73, 74, 75, 76, 89, 90, 91, 96, 102, 105] представлены математические модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, их реализации в виде программ и результаты расчетов; в работах [77, 82, 85, 87, 100, 101] получена математическая модель вентиляционных процессов в помещениях сложной конфигурации, ее программная реализация и результаты расчетов на модели; в работе [95] получен метод определения оптимального маршрута прокладки газопровода; в работах [78, 92, 98, 104] представлены технологии управления надежностью газораспределительных сетей и программные модули, реализующие технологии управления надежностью; в работах [88, 97] получена система мониторинга надежности тепловых сетей и программные модули, реализующие систему мониторинга.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы из 211 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 276 страниц машинописного текста, включая 1 таблицу и 106 рисунков.

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, включающая уравнение неразрывности, уравнения Навье-Стокса, уравнение теплопроводности и уравнения модели турбулентности, отличающаяся от известных возможностью управления режимами работы систем вентиляции и поступлением теплоты в помещение; обосновано и систематизировано использование определяющих критериев подобия процессов.

Разработана математическая модель взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции, включающая уравнения модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и уравнение переноса вредных веществ. Модель отличается от известных тем, что учитывает характер поступления вредных веществ в помещение.

2. Разработана математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. На основе математической модели получены аналитические решения, характеризующие процессы распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации. Предложена матрица Ш, являющаяся безразмерным временем для процессов переноса вредного вещества в помещениях сложной конфигурации и характеризующая скорость рассеивания вредного вещества. Для оценки эффективности воздухообмена предложен показатель качества воздуха, который является мерой загрязнения воздуха в зонах помещения сложной конфигурации и позволяет выбрать схему организации воздухообмена, исходя из обеспечения заданных параметров микроклимата в рабочей зоне при минимальных кратностях воздухообмена.

3. Получен алгоритм решения уравнений математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты и уравнений математической модели взаимодействия общеобменной и местной вытяжной вентиляции на основе метода конечных разностей. Для хранения расчетных данных в контрольных точках использован аппарат систем управления базами данных.

Математические модели реализованы в виде программ в среде пакета Ма1;ЬаЬ в сочетании с языком программирования С++. Для создания программ использован внутренний интерфейс между Ма1:ЬаЬ и С++, что дает доступ ко встроенным математическим функциям библиотек МаЛаЬ. Математическая модель переноса вредных веществ в помещениях сложной конфигурации реализована в среде пакета Ма£ЬаЬ БтшНпк в сочетании с языком программирования С++, модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков. Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанные математические модели описывают вентиляционные процессы с удовлетворительной точностью.

4. С использованием разработанных математических моделей:

• определено влияние взаимодействия вентиляционных и конвективных струй на коэффициент эффективности воздухообмена по температуре и получена зависимость коэффициента эффективности воздухообмена от соотношения энергии приточных и тепловых конвективных струй;

• оценено влияние плотности вредного вещества на его распределение в объеме вентилируемого помещения под действием вентиляции;

• определено влияние перетекания воздуха между зонами помещения под действием приточно-вытяжной вентиляции на поле концентраций вредного вещества в помещениях сложной конфигурации.

Полученные результаты позволяют выбрать эффективную схему и величину воздухообмена для создания микроклимата в помещениях с вентиляцией, источниками тепла и источниками вредных веществ.

5. Разработана математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки газопровода, учитывающая экономическую эффективность вариантов прокладки по чистому дисконтированному доходу. Для определения значимости каждого фактора и степени его влияния на итоговую трассу прокладки использован метод анализа иерархий. Весовые коэффициенты факторов рассчитывались с использованием матрицы попарных сравнений. Для расчета трассы прокладки карты влияющих факторов объединялись в единую карту с учетом полученных весов.

6. Получен алгоритм выбора оптимальной трассы прокладки газопровода. Алгоритм позволяет осуществлять выбор из нескольких, близких к оптимальному, вариантов трасс, что дает возможность учесть трудно формализуемые факторы. Для реализации модели выбора трассы, учитывающей экономическую эффективность вариантов прокладки по чистому дисконтированному доходу, разработана компьютерная программа на языке С++.

7. Разработана система управления технологической надежностью газораспределительных сетей. На основе технологии нейронных сетей получена методика прогнозирования количества отказов газораспределительных сетей. Используется интегральный критерий надежности газораспределительных сетей, включающий в себя надежность работы газопроводов, газового оборудования, газовых служб и выполнение договоров на поставку газа. На основе теории массового обслуживания получена математическая модель обслуживания аварийных заявок. Предложенная модель может быть использована при анализе и совершенствовании организации работы аварийных служб.

8. Получены алгоритмы, реализованные в виде программных модулей управления надежностью газораспределительных сетей на основе геоинформационных технологий. Модули позволяют оценивать надежность элементов газораспределительных сетей, прогнозировать поток отказов газораспределительных сетей и работу аварийных служб. При написании программного кода модулей использовалась технология метапрограммирования, реализованная в виде шаблонов языка С++, а также автоматическая генерация программного кода. Это позволило быстро и эффективно реализовывать связь топографических данных с программными структурами данных, используемыми непосредственно в расчетах.

9. Разработана система мониторинга состояния надежности тепловых сетей, характерными отличительными признаками которой являются математическое описание состояния тепловых сетей, использование карт Кохонена при кластеризации элементов тепловых сетей, методика прогнозирования отказов. Математическое описание состояния тепловых сетей построено с помощью аппарата теории вероятностей для марковских случайных процессов. Для определения вероятности состояния элементов больших тепловых сетей использован метод динамики средних, позволяющий определить среднее количество элементов тепловых сетей в одинаковом состоянии. Для кластеризации элементов используются самоорганизующиеся карты Кохонена, являющиеся разновидностью нейросетевых алгоритмов. Для прогнозирования потока отказов кластеров элементов тепловых сетей использована методика на основе нейронных сетей.

10. Получены алгоритмы системы мониторинга надежности тепловых сетей. Отличительной чертой предложенного программного обеспечения системы мониторинга являются реализованные на языке С++ с использованием СУБД FirebirdSQL программные модули, позволяющие выполнять кластеризацию элементов тепловых сетей, накапливать и анализировать информацию о структуре и состоянии кластеров, осуществлять анализ потока отказов кластеров элементов и тепловой сети в целом, прогнозировать состояние кластеров элементов тепловых сетей и системы в целом.

Подсистема сбора информации о состоянии тепловых сетей выполнена с использованием канала GSM связи по технологии GPRS, информационное взаимодействие обеспечивается через Web-интерфейс интернет- и интранет-сетей. Разработанная клиентская часть системы мониторинга реализована при помощи web-страниц на языке HTML с использованием формата XML и скриптового языка Javascript.

1. Абрамович, Г.Н. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович. -М: Физматиздат, 1960. - 715 с.

2. Абусев, P.A. Несмещенные оценки и задачи классификации многомерных нормальных совокупностей / P.A. Абусев, Я.П. Лумельский // Теория вероятностей и ее применении.-1980.-№ 2.-С.381-389.

3. Абусев, P.A. О сравнении поточечной и групповой классификации в случае многомерного нормального распределения/Р.А. Абусев// Статистические методы. Пермь., 1982.- 131с.

4. Алехин, М.Ю. Применение теории массового обслуживания для решения производственных задач/ М.Ю.Алехин и др. Л.:ЛКИ, 1989.-375с.

5. Антонов, Е.А. Повышение надежности тепловых сетей / Е.А. Антонов // Электрические станции. 1978. № 1. - С. 36-39.

6. Байхельт, Ф. Надежность и техническое обслуживание: Математический подход/ Ф. Байхельт, П. Франкен. М.: Радио и связь, 1988.-392с.

7. Барлоу, Р. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность / Р. Барлоу, Ф. Прошан. М.: Наука. 1984. 328 с.

8. Батурин, В.В. Аэрация промышленных зданий / В.В. Батурин, В.М. Эльтерман. М.: Госстройиздат, 1963. - 320 с.

9. Баясанов, Д.Б. Распределительные системы газоснабжения/ Д.Б. Баяса-нов, А.А.Ионии.- М.:Стройиздат,Д977.- 406с.

10. Беляев, K.B. Моделирование трехмерных процессов вентиляции на основе решения уравнений Рейнольдса / К.В. Беляев, Д.А. Никулин, М.Х. Стрелец // Математическое моделирование.-1998. -Т.1- С. 71-86.

11. Беляев, Ю.К. Надежность технических систем/ Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, И.А.Ушаков. М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.

12. Берхман, Е.И. Экономика систем газоснабжения/Е.И. Берхман.-М. :Недра, 1975.-285с.

13. Богословский, В.Н. Задачи создания зданий с эффективным использованием энергии в СО, В и КВ/ В.Н. Богословский. -М.: МИСИ, 1985. -315 с.

14. Борисов, A.B. Применение неявной разностной схемы для расчета внутренних течений вязкого газа/А.В. Борисов, Е.М. Ковеня// Числ. методы мех. сплош. среды. -1976.- Т.7, №4.-С.36-47.

15. Борисов, С.Н. Гидравлический расчет газопроводов/С.Н. Борисов, В.В. Даточный.- М. :Недра, 1972.-109с.

16. Боровков, A.A. Вероятностные процессы в теории массового обслуживания/А. А.Боровков.-М., 1972.-371с.

17. Бородавкин, П.П. Выбор оптимальных трасс магистральных трубопроводов / П.П. Бородавкин, B.J1. Березин, С.Ю. Рудерман. М.: Недра, 1974. -240 с.

18. Бородавкин, П.П. Подземные магистральные трубопроводы. Проектирование и строительство. / П.П. Бородавкин. М.: Недра, 1982. - 384 с.

19. Браверман, Э.И. Структурные методы обработки эмпирических данных/ Э.И. Браверман, И.Б. Мучник. М.:Наука, 1983.- 464с.

20. Бухштабер, В.М. Методы анализа и построения алгоритмов автоматической классификации на основе математических моделей / В.М. Бухштабер, В.К. Маслов, Е.А. Зеленюк // Прикладная статистика: Ученые записки по статистике. М.: Наука, 1983.- Т.45.-С. 126-144.

21. Вабищевич, П.Н. Численные методы решения нестационарных уравнений Навье-Стокса в естественных переменных на частично разнесенных сетках / П.Н. Вабищевич, А.Н. Павлов, А.Г. Чурбанов // Мат. моделирование. -1997. -Т.9, №4. С.85-114.

22. Варфоломеев, Ю.М. О проблеме надежности систем теплоснабжения с нагруженным резервированием / Ю.М. Варфоломеев, В.Д. Гусаров // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. -№ 1 - С. 157-159.

23. Витальев, В.П. Эксплуатационная надежность оборудования тепловых пунктов/В.П. Витальев, Н.И. Сельдин // Водоснабжение и санитарная техника. 1980. -№ 5. - С. 14-16.

24. Гаранжа, В.А. Численные алгоритмы для течений вязкой жидкости, основанные на консервативных компактных схемах высокого порядка аппроксимации / В.А. Гаранжа, В.Н. Коныпин // Ж. вычисл. и матем. физ.-1999. -Т.39. -С. 1378-1392.

25. Гебхарт, Б. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен / Б. Гебхарт, Й. Джалурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия. в 2-х книгах. - М.: Мир, 1991.678 с, 528 с.

26. Гнеденко, Б.В. Курс теории вероятностей/ Б.В.Гнеденко.- М.: Наука, 1988.-451с.

27. Гнеденко, Б.В. Математические методы в теории надежности/ Б.В. Гнеденко, Ю.К.Беляев, А.Д.Соловьев. М.: Наука, 1965.-524с.

28. Гольдштик, М.А. Вихревые потоки / М.А. Гольдштик. Новосибирск: Наука, 1981.-336 с.

29. Горбань, А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере/ А.Н. Горбань, Д.А. Россиев. Новосибирск: Наука, 1996.-276с.

30. Горбань, А.Н. Обучение нейронных сетей/А.Н. Горбань. М.: СП «ParaGraph», 1990. - 160 с.

31. Гордюхин, А.И. Газовые сети и установки/А.И. Гордюхин. М.: Стройиздат, 1967.-33 8с.

32. Горин, В.И. Пути повышения надежности теплофикации / В.И. Горин, Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер // Теплоэнергетика. 1982. - № 8. - С. 19-24.

33. Горская, Н.И. Автоматизация выявления повреждений в тепловых сетях/ Н.И. Горская. Новосибирск: Наука, 1987. -159 с.

34. Горская, Н.И. О задаче автоматического выявления поврежденного участка тепловых сетях/ Н.И. Горская //Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1973. -№ 4.- С. 140-147.

35. Госмен, A.M. Численные методы исследования течений вязкой жидкости / A.M. Госмен, В.М. Пан, А.К. Ранчел. М.: Мир, 1972. - 323 с.

36. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990.- 24с.

37. Гримитлин, М.И. Определение коэффициента эффективности использования воздуха. Воздухораспределение. / М.И. Гримитлин, Г.М. Позин. -М.: МДНТП, 1974. 127 с.

38. Гришкова, A.B. Надежность систем теплоснабжения с учетом современных требований к теплотехническим характеристикам здания/ A.B. Гришкова, Б.М. Красовский, Т.Н. Романова, Т.Н. Белоглазова // Изв. вузов. Строительство. 2001. - № 5. - С.73-76.

39. Гухман, A.A. Введение в теорию подобия / A.A. Гухман. 2-е изд.-М.: Высш. школа, 1973. 296 с.

40. Гухман, A.A. Теория подобия, анализ размерностей, характеристические масштабы / A.A. Гухман, A.A. Зайцев. М.: МГОУ, 1993. - 217 с.

41. Дацюк, Т.А. Новая технология проектирования систем обеспечения микроклимата зданий / Т.А. Дацюк, В.Ф. Васильев, В.В. Дерюгин, Ю.П. Ивлев // Вест, гражд. инж.- 2005. -№ 3(4). С.57-62.

42. ДеМерс, М.Н. Географические информационные системы. Основы / М.Н. ДеМерс. Пер. с англ. М.: Дата+, 1999. - 491 с.

43. Дилон, Б. Инженерные методы обеспечения надежности/ Б. Дилон, Ч. Сингх. М.: Мир, 1984. - 318с.

44. Димов, JI.А. Методика оценки опасности дефектов для магистральных трубопроводов / J1.A. Димов // Газовая промышленность.-2000.-№ 3.- С.41-44.

45. Дубровский, С.А. Прикладной многомерный статистический анализ/ С.А. Дубровский. М.: Финансы и статистика, 1982.-216 с.

46. Дэбни, Дж. Simulink 4. Секреты мастерства/Дж. Дэбни, Т. Харман. -М.: Бином, 2003.- 515с.

47. Егоров, И.В. Применение полностью неявных монотонных схем для моделирования плоских внутренних течений/И.В. Егоров, Д.В. Иванов // ЖВМ и МФ. 1996,- Т. 36, №12.- С.91-107.

48. Елисеева, И.И. Группировка, корреляция, распознавание образов. Статистические методы классификации и измерения связей/ И.И. Елисеева, В.О. Рукавишников. М.: Статистика, 1977. -143с.

49. Енюков, И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа/ И.С. Енюков. М.: Финансы и статистика, 1986.- 232с.

50. Еремин, Д.И. Контрастирование. Нейропрограммы / Д.И. Еремин. -Красноярск: изд.КГТУ, 1994. 108с.

51. Ионин, A.A. Газоснабжение/ A.A. Ионин.- М.: Стройиздат, 1989.439с.

52. Ионин, A.A. Надежность городских систем газоснабжения/ A.A. Ионин, К.С. Алибеков, В.А. Жиля, С.С. Затикян.- М.: Стройиздат, 1980.-230с.

53. Ионин, A.A. Вопросы надежности систем теплоснабжения в условиях Севера/ A.A. Ионин, И.В. Мещанинов // Водоснабжение и санитарная техника. 1988.-№ 5.-С. 14-16.

54. Ионин, A.A. Критерии для оценки и расчета надежности тепловых сетей / A.A. Ионин // Водоснабжение и санитарная техника. -1978.- № 12. С. 910.

55. Ионин, A.A. Многокритериальная оценка надежности системы тепловых сетей/ A.A. Ионин // Водоснабжение и санитарная техника. 1994. - № 3. -С. 35-37.

56. Ионин, A.A. Надежность систем тепловых сетей/ A.A. Ионин М.: Стройиздат, 1989.-261 с.

57. Калявин, В.П. Надежность и диагностика / В.П. Калявин. -СПб.:«Элмор», 1998. -230с.

58. Кирпичев, М.В. Теория подобия / М.В. Кирпичев. М.: Изд-во АН СССР, 1953.-162 с.

59. Ковылянский, Я.А. Практическая методика количественной оценки надежности тепловых сетей при проектировании и в условиях эксплуатации/ Я.А. Ковылянский, H.H. Старостенко // Теплоэнергетика. -1997. №5. - С. 3033.

60. Ковылянский, Я.А., Коротков А.И. Опыт разработки СНиП 41-01 «Системы теплоснабжения»/ Я.А. Ковылянский, А.И. Коротков // Промышленная энергетика. 1997. - № 10. - С. 35-37.

61. Королев, Ю.К. Общая геоинформатика. 4.1 Теоретическая геоинформатика. Вып. 1/Ю.К. Королев.-М.:«Дата+», 1998.-576с.

62. Краскэл, Дж.Б. Многомерное шкалирование и другие методы поиска структуры / Дж.Б. Краскэл //Статистические методы для ЭВМ. М.: Наука, 1986. -С.301-347.

63. Красовский, Б.М. Применение теории надежности при проектировании теплофикационных систем, регулируемых по суммарной отопительной ибытовой нагрузке/ Б.М. Красовский, В.Д. Глушков // Тр. Теплоэлектропроекта. 1969.-Вып. 7. - С.105-113.

64. Креслинь, А.Я. Оптимальные алгоритмы функционирования СКВ // В кн. Вентиляция и кондиционирование воздуха.- Рига: РПИ, 1981.- С. 28-32.

65. Кудрявцев, Е.В. Моделирование систем вентиляции/ Е.В. Кудрявцев.- М: Стройиздат, 1950.- 123 с.

66. Кузнецов, И. С. Разработка модели трассировки трубопроводов с использованием генетических алгоритмов / И. С. Кузнецов, Р. Н. Кузнецов, А.А.Горских // Инженерные системы и сооружения. — 2009. — №1. — С. 94—99.

67. Кузнецов, И.С. Методика выбора оптимального маршрута трассы газопровода на основе карт стоимости влияющих факторов / И. С. Кузнецов, Р.Н.Кузнецов // Инженерные системы и сооружения. — 2009. — № 1. — С. 87—93.

68. Кузнецов, И.С. Поиск маршрута прокладки инженерных сетей с наименьшей стоимостью / И. С. Кузнецов, Р. Н. Кузнецов, А. А. Горских // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — №4 (16). — С. 31—38.

69. Кузнецов, С.Н. Поле концентраций природного газа в диагностической скважине / С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, A.B. Черемисин // Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве» (SIB-2008). -Воронеж: ВГАСУ. 2008. -Т.З. - С. 198-202.

70. Кузнецов, С.Н. Взаимодействие вентиляционных воздушных потоков с конвективными потоками от источников теплоты / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов // Известия вузов. Строительство. 2009. - № 1. - С. 63-70.

71. Кузнецов, С.Н. Динамика формирования воздушных потоков и полей температур в помещении / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2008. - № 4. - С. 172-178.

72. Кузнецов, С.Н. Исследование динамики полей концентраций в помещении с движущимися источниками вредностей / С.Н. Кузнецов, И.И. Полосин // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1988. - №7. - С.89-92.

73. Кузнецов, С.Н. Исследование полей концентраций вентилируемых помещений экспериментально-вычислительным методом / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1985. - №5. - С.86-90.

74. Кузнецов, С.Н. Исследование работы элементов пилотного устройства / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин // Изв. вузов. Строительство. -2002. №1-2. -С.135-141.

75. Кузнецов, С.Н. Математическая модель распространения дыма в сообщающихся помещения / С.Н. Кузнецов, В.В. Гулак // Инженерные системы и сооружения. 2010. - №1(2). - С.62-68.

76. Кузнецов, С.Н. Математическая модель распространения дымовых газов в помещениях здания с действующей противодымной вентиляцией / С.Н. Кузнецов, В.В. Гулак // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2011. - №3(23). - С.18-23.

77. Кузнецов, С.Н. Методика оценки пожаровзрывоопасности систем местных отсосов. Ведомственный руководящий материал Минэлектропрома СССР / Паринов В.В., Кузнецов С.Н., Полосин И.И. и др. Воронеж: ВГСПИ, 1988.-34 с.

78. Кузнецов, С.Н. Моделирование задымленности помещений сложной конфигурации в начальной стадии пожара / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов,

79. B.В. Гулак // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2010. -№3(19).-С.131-139.

80. Кузнецов, С.Н. Моделирование распределения двухмерных стационарных воздушных потоков в помещении с местными отсосами / И.И. Полосин,

81. C.Н. Кузнецов, A.B. Портянников, A.B. Дерепасов // Третья международная научно-техническая конференция «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». Сборник докладов. М., МГСУ, 2009. С. 172-175.

82. Кузнецов, С.Н. Моделирование распространения вредных веществ в сообщающихся помещениях / С.Н. Кузнецов, К.А. Скляров, A.B. Черемисин // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2008. - №1. - С. 109113.

83. Кузнецов, С.Н. Мониторинг надежности тепловых сетей / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, К.А. Скляров, A.A. Горских // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2010. - № 1. - С. 52-58.

84. Кузнецов, С.Н. Нестационарное поле концентраций природного газа в скважине при его утечке из подземного газопровода / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, С.П. Павлюков, A.B. Черемисин // Приволжский научный журнал. -2008. №4(8). - С. 98-103.

85. Кузнецов, С.Н. Нестационарные процессы формирования системами вентиляции воздушных потоков в помещениях / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, К.А. Скляров, A.B. Черемисин // Известия ОрелГТУ. Сер. «Строительство. Транспорт». 2007. - №3-15(537). - С. 36-39.

86. Кузнецов, С.Н. О методике расчета концентраций природного газа при наличии утечки из подземного газопровода / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин, A.A. Свиридов // Вестник ВГТУ, Сер. Энергетика. 2001. вып. 7.1.-С. 72-75.

87. Кузнецов, С.Н. Об одном методе расчета частотных характеристик пилотного устройства / С.Н. Кузнецов, В.Н. Мелькумов, И.Г. Лачугин // Вестник ВГТУ, Сер. Энергетика. Воронеж: ВГТУ, 2001. вып. 7.1. - С. 76-78.

88. Кузнецов, С.Н. Повышение эффективности выбора трасс инженерных сетей / С.Н. Кузнецов, В.Н. Кобелев // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2011. - №4(24). - С.24-30.

89. Кузнецов, С.Н. Построение эффективного воздухообмена для помещений производств с местной вытяжной вентиляцией / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, A.B. Портянников, A.B. Дерепасов // Известия КазГАСУ. 2009. -№1(11). -С.191-195.

90. Кузнецов, С.Н. Прогнозирование фильтрации газа в грунте при его утечке из подземного газопровода / В.Н. Мелькумов, С.Н. Кузнецов, С.П. Пав-люков, A.B. Черемисин // Известия ОрелГТУ. Сер. «Строительство. Транспорт». 2008. - №3/19(549). - С. 61-65.

91. Кузнецов, С.Н. Расчет аварийного поступления природного газа в производственное помещение / В.Н. Мелькумов, В.И. Лукьяненко, С.Н. Кузнецов, A.B. Черемисин // Вестник ВГТУ, Сер. Энергетика. 2007. - Т.З. №1(9) - С. 222-224.

92. Кузнецов, С.Н. Расчет концентрации загрязняющих веществ в помещениях с нестационарными источниками вредностей / С.Н. Кузнецов, И.И. Полосин // Изв. вузов. Строительство. 1998. №7. - С.83-85.

93. Кузнецов, С.Н. Реализация математической модели для оценки эффективности схем организации воздухообмена в цехах гальванопокрытий / И.И. Полосин, С.Н. Кузнецов, A.B. Портянников, A.B. Дерепасов // Приволжский научный журнал. 2009. - №2(10). - С. 42-47.

94. Кузнецов, С.Н. Указания по проектированию производственных участков с применением гидридных газов. Ведомственный руководящий материал Минэлектропрома СССР/ В.В. Паринов, С.Н. Кузнецов, Л.И. Шумейко и др. -Воронеж: ВГСПИ, 1986.- 30 с.

95. Кузнецов, С.Н. Управление надежностью газораспределительных сетей / С.Н. Кузнецов, П.А. Головинский, A.B. Черемисин // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. 2009. - № 1(13). - С. 36-42.

96. Кузнецов, С.Н. Математическая модель системы местных отсосов / С.Н. Кузнецов, Д.С. Сурин, В.В. Гулак // Инженерные системы и сооружения. -2010.-№1(2).-С.86-93.

97. Кузнецов, С.Н. Распределение воздушных потоков в цехах с местными отсосами / С.Н. Кузнецов, H.A. Копытина, И.С. Чесноков // Инженерные системы и сооружения. 2010. - №2(3). - С.78-83.

98. Лапин, Ю.В. Внутренние течения газовых смесей/ Ю.В. Лапин, М.Х. Стрелец. -М.: Наука, 1989. -368с.

99. Ларин, Е.А. Метод расчета структурной надежности теплоэнерго-снабжающих систем/ Е.А. Ларин, Л.А. Сандалова // Изв. Вузов. Энергетика. -1989.-№ 7.-С. 61-65.

100. Лелеков, В.И. Оптимальный период контроля аварийных систем защиты трубопроводного транспорта/ В.И. Лелеков // Энергосбережение и водо-подготовка. -1999. № 2. - С. 21-24.

101. Липовских, В.М. Создание надежных конструкций тепловых сетей, приборов и средств диагностики/ В.М. Липовских // Энергетик. 1993. - № 3.-С. 27-28.

102. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа/ Л.Г. Лойцянский. -М.: Наука, 1978. -736с.

103. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики/ Г.И. Марчук. -М.: Наука, 1989. -608с.

104. Мелькумов, В.Н. Разработка метода определения оптимального маршрута прокладки газопровода на основе генетических алгоритмов./ В. Н. Мелькумов, И. С. Кузнецов, Р. Н. Кузнецов, А. А. Горских// Приволжский научный журнал. — 2009. — № 3. — С. 69—74.

105. Мелькумов, В.Н. Определение оптимального маршрута трассы газопровода на основе карт стоимости влияющих факторов / В. Н. Мелькумов, И. С. Кузнецов, Р. Н. Кузнецов // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 1 (13). — С. 21—27.

106. Меренков, А.П. Развитие методов исследования и обеспечения надежности теплоснабжающих систем/ А.П. Меренков, Е.В. Сеннова // Изв. АНСССР. Энергетика и транспорт. 1984. - № 2. - С.58-65.

107. Методы анализа данных: Подход, основанный на методе динамических сгущений/ Под ред. и с предисл. С.А. Айвазяна и В.М. Бухштабера. -М.: Финансы и статистика, 1985. 357с.

108. Мещанинов, И.В. Определение эксплуатационной надежности тепловых пунктов/ И.В. Мещанинов, Т.К. Садыков // Водоснабжение и санитарная техника. 1989. - № 2. - С. 12-13.

109. Милош, Э. Статическая математическая модель и алгоритм расчета воздушного режима многоэтажного промышленного здания/ Э. Милош, В.П. Титов. М.: МИСИ. -1985.- 58 с.

110. Минин, Э.П. О повреждаемости тепловых сетей и резервировании источников для тепловых потребителей первой категории/ Э.П. Минин // Пром. энергетика. 1980. - № 5. - С. 42-43.

111. Моисеев, Б.В. Повышение эффективности и надежности системы теплоснабжения в нефтегазодобывающем регионе Западной Сибири/ Б.В. Моисеев, Г.А. Размазин // Изв. вузов. Строительство. 2000. - № 11. - С. 69-72.

112. Надежность в машиностроении: Справочник/Под ред. В.В. Шашки-на, Г.П. Карзова. -СПб.: Политехника, 1992.-719с.

113. Надежность и энергоэффективность тепловых сетей. URL: http://www.energosovet.ru/nadegts.php (дата обращения: 12.06.2011)

114. Надежность систем энергетики и их оборудования. Справочник в 4-х томах / под общей редакцией Руденко. Т. 1: Общие модели анализа и синтеза надежности. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 480 с.

115. Надежность технических систем: Справочник/Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др.; Под ред. И.А. Ушакова. -М.:Радио и связь, 1985.-608с.

116. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости/С. Патанкар. М.: Энергоатомиздат, 1984.- 152с.

117. Поз, М.Я. Расчёт параметров воздушных потоков в вентилируемых помещениях на основе «склейки» течений/ М.Я. Поз, Р.Д. Кац, А.И. Кудрявцев. Воздухораспределение в вентилируемых помещениях зданий. -М.:1984.-с.26-51.

118. Поз, М.Я. Турбулентные и усредненные параметры воздушных потоков в помещении, вентилируемом плоскими настилающимися струями. Воздухораспределение в вентилируемых помещениях зданий/ М.Я. Поз, Ю.Э. Герен-рот // Сб. трудов МНИИТЭП. М, 1984.- С. 52-75.

119. Позин, Г.М. Принципы разработки приближенной модели тепловоз-душных процессов в вентилируемых помещениях/Г.М. Позин// Изв. вузов. Строительство и архитектура. -1980. №11. - С.122- 127.

120. Позин, Г.М. Проблемы совершенствования методов расчета воздухообмена и воздухораспределения на основе приближенных и точных математических моделей/ Г.М. Позин, К.В. Беляев, Д.А. Никулин, М.Х. Стрелец //Сб. докл. V съезда АВОК. -1996. -С.165-170.

121. Полежаев, В.И. Математическое моделирование тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса/ В.И. Полежаев, A.B. Бунэ, H.A. Верезуб. -М.: Наука, 1987. -272с.

122. Полозов, В.А. Критерии опасности повреждений магистральных газопродуктопроводов/ В.А. Полозов//Газовая промышленность. -1998.- № 6. -С.13-14.

123. Понттогофф, Г. Теория массового обслуживания / Г. Понттогофф.-М.:Транспорт, 1979.-144с.

124. Попырин, JI.С. Исследование живучести систем теплоснабжения/ Л.С. Попырин, М.Д. Дильман // Теплоэнергетика. 1999. - № 4. - С.25-30.

125. Попырин, Л.С. Исследование надежности и живучести систем централизованного теплоснабжения городов/ Л.С. Попырин // Изв. АН. Энергетика. -1995. -№ 6. С.63-70.

126. Потемкин, B.C. Вычисления в среде Matlab/ B.C. Потемкин. -М.: Диалог МИФИ, 2004. -416с.

127. Разработка методики оценки пожаровзрывоопасности систем местных отсосов: Отчет о НИР: У41615 /Воронежский гос. союзн. проекта, ин-т (ВГСПИ); рук. Паринов В.В., отв. исп. Кузнецов С.Н., 1988.- 93 с.

128. Реттер, Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика/ Э.И. Реттер. -М. -.Стройиздат, 1984.- 294 с.

129. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика/ П. Роуч. -М.: Мир, 1980.616 с.

130. Самарский, A.A. Теория разностных схем/ A.A. Самарский. -М.: Наука, 1977. -656с.

131. Сарманаев, С.Р. Моделирование микроклимата жилых и производственных зданий/ С.Р. Сарманаев, Б.М. Десятков // Изв. вузов. Строительство. -2002. -№1-2, с.70-78.

132. Селезнев, В.Е. Методы и технологии численного моделирования газопроводных систем / В.Е. Селезнев, В.В. Алешин, Г.С. Клишин. Изд. 2-е, пе-рераб. М.: КомКнига, 2005. -328 с.

133. Сеннова, Е.В. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем / Е.В. Сеннова, В.Г. Сидлер. Новосибирск: Наука, 1987.-222 с.

134. Сеннова, E.B. Надежность систем энергетики и их оборудования / Е.В. Сеннова, A.B. Смирнов, A.A. Ионин и др. // Справочное издание. Том 4.-Новосибирск: Наука, 2000.-351с.

135. Скафтымов, H.A. Влияние температурных изменений на городские газопроводы/ Н.А.Скафтымов// Строительство трубопроводов.-1964.- № 9.-С.24-25.

136. Смирнов, A.B. Статистический анализ надежности оборудования отопительно-производственных котельных / A.B. Смирнов, С.С. Туманов, Д.В. Щекин//Промышленная энергетика. 1990. - №8. - С. 35-36.

137. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети. Утвержден 24.06.2003 Госстроем России . -М.: Изд-во стандартов, 2003.- 42с.

138. Стрелец, М.Х. Метод масштабирования сжимаемости для расчета стационарных течений вязкого газа при произвольных числах Маха/ М.Х. Стрелец, М.М. Шур//ЖВМ и МФ. -1988. -Т.28, №2. -С.254-266.

139. Суровцев, И.С. Нейронные сети. Введение в современную информационную технологию /И.С. Суровцев, В.И. Клюкин, Р.П. Пивоварова. Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 1994. - 224с.

140. Талиев, В.Н. Аэродинамика вентиляции/ В.Н. Талиев. М.: Стройиз-дат, 1979. -295 с.

141. Тилляева, Н.И. Обобщение модифицированной схемы С.К. Годунова на произвольные нерегулярные сетки/ Н.И. Тилляева // Ученые записки ЦАГИ. -1986. -Т. 17, №2. -С. 18-27.

142. Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии / A.A. Атавин, A.M. Карасевич, М.Г. Сухарев и др.// Под общ. ред. М.Г. Сухарева. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. -320с.

143. Турбулентность. Принципы и применения / Под ред. У. Фроста, Т. Моулдена. М.: Мир, 1980. -535с.

144. Турбулентность / Под ред. П. Бредшоу. М.: Мир, 1980. -343с.

145. Хартвич, П.М. Односторонняя схема высокой точности для расчета несжимаемых трехмерных течений по уравнениям Навье-Стокса / П.М. Хартвич, Ч.-Х. Су // Аэрокосмическая техника. -1990. -№7. -С.95-105.

146. Цветков, В .Я. Геоинформационные системы и технологии / В.Я. Цветков. М.: Финансы и статистика, 1998. - 228 с.

147. Черных, И.В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем / И.В. Черных. -М.:Диалог-МИФИ, 2005. -531с.

148. Черных, И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений / И.В. Черных. -М.:Диалог-МИФИ, 2003. -215с.

149. Шепелев, И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении / И.А. Шепелев. -М.: Стройиздат, 1978. 144 с.

150. Эльтерман, В.М. Теоретические и экспериментальные основы вентиляции производств с выделением токсичных газов и паров. Дис. докт. тех. наук. - М, 1973.-314 с.

151. Эльтерман, В.М. Вентиляция химических производств / В.М. Эльтерман. М.: Химия, 1980. -284с.

152. Bernhardsen, Т. Geographic information systems: an introduction / Т. Bernhardsen. New York: John Wiley&Sons, 1999. - 448p.

153. Berry, J.K. Emergence and Role of GIS in Natural Resource Information Systems // The GIS Applications Book: Examples in Natural Resources / J.K. Berry, W. Ripple, American Society of Photogrammetry and Remote Sensing, Falls Church, VA.- 1994.-P.3-20.

154. Burrough, P.A. Principles of Geographical Information Systems / P.A. Burrough, R.A. McDonnell. Oxford University Press, 1998. - 333p.

155. Cline, M.C. Computation of two-dimensional, viscous nozzle flow/M.C. Cline //AIAA Journal. -1976. -vol.14, №3. -P.295-296.

156. Cressie, N. Geostatistics: A Tool for Environmental Modelers / N. Cres-sie. // Environmental Modeling with GIS, Oxford University Press, Oxford UK.-1993.-P.414-421.

157. Cressie, N. Statistics for Spatial Data / N. Cressie.- John Wiley and Sons, New York NY.- 1991.-P. 128-146.

158. Dey, P.K. Petroleum Pipeline Construction Planning: A Conceptual Framework / P.K. Dey, M.T. Tabucanon, S.O. Ogunlana // International Journal of Project Management. 1996. - №14(4). - P. 231-240.

159. Dorrer, M.G. Psychological Intuition of Neural Networks. / A.N. Gorban, A.G. Kopytov, V.l. Zenkin // Proceedings of the WCNN'95,-1995.- P.193-196.

160. Douglas, D.H. Least cost path in GIS using an accumulated cost surface and slope lines / D.H. Douglas // Cartographica. 1994. - Vol. 31, №3. - P. 37-51.

161. Durst, R. The plane symmetric sudden expansion flow at low Reynolds numbers/ R. Durst, J.C.R. Pereira, C. Troperea // Jour. Fluid Mech. -1993. -Vol.248. -P.567-581.

162. Fearn, R.M. Nonlinear flow phenomena in a symmetric sudden expansion / R.M. Fearn, T. Mullin, A.K. Cliffe // Journ. Fluid Mech. -1990. -Vol.211. -P.595-608.

163. Feldman, S.C. A prototype for pipeline routing using remotely sensed data and geographic information system analysis / S.C. Feldman, R.E. Pelletier, E. Walser, J.R. Smoot, D. Ahl // Remote Sensing of Environment. 1995. - №53. - P. 123-131.

164. Fujii, S. Characterization of airflow turbulence behind HEPA filters/ S. Fujii, K. Yuasa, Y. Arai, N. Ohigashi, Y. Suwa // Proc. of the 11th International Symposium on Contamination Control, Westminster, London, September 21-25. -1992. -P.581-584.

165. Fujita, T. Study on airflow distribution in a line type cleanroom system/ T. Fujita, A. Sueda, K. Hasegawa, M. Kimura, H. Ura, Y. Mizunuma, M. Oosawa, I.

166. Hayakawa // Proc. of the 11th International Symposium on Contamination Control, Westminster, London, September 21-25. -1992. -P.37-42.

167. Goodchild, M.F. Environmental Modeling with GIS / M.F. Goodchild, B.O. Parks, L.T. Steyaert.- Oxford University Press, Oxford UK.-1993.- P. 12751296.

168. Gorban, A.N. How many neurons are sufficient to elect the U.S.A. President? / A.N. Gorban, C. Waxman // AMSE Transaction, Scientific Siberian.- 1993.-V.6. Neurocomputing.- P.168-188.

169. Guetron, R. High-performance protection in containment systems/ R.Guetron, St.Quentin-en-Yvelines//Proc. of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich, Switzerland, September 10-14. -1990. -P.348.

170. Hanel, B. Beitrag zur Berechnung von Freistrahlen mit erhöhten Anfangsturbulenz / Luft und Kältetechnik. 1997. - №4. - s. 193 - 197.

171. Hicken, J. Use of high resolution remote sensing for route selection / J. Hicken, Y. Krumbach // Environmental Remote Sensing Centre, University of Wisconsin-Madison. 1998. - Series ARC-UWM-004-97.

172. Korte, G.B. The GIS Book / G.B. Korte.-OnWord Press, New York, NY. -1993.-421p.

173. Kuchn, T.H. Numerical results of cleanroom flow modeling exercise / T.H. Kuchn, D.Y.H. Pui, J.P. Gratzek//Proc. of the 37th Annual Technical Meeting, San Diego, California, May 6-10. -1991. -P.98-107.

174. Lang, E. Optimization of airflow patterns in cleanrooms by 3D numerical simulation/ E. Lang, B. Kegel //«Technical Solutions Through Technical Cooperation» Inst, of Environmental Sciences, San Diego, California, May 6-10. -1991.-P.171-180.

175. Le Cun, Y. Optimal Brain Damage / Y. Le Cun, J.S. Denker, S.A. Solla // Advances in Neural Information Processing Systems II.- San Mateo, Morgan Kauf-man.-1989.- P.598-605.

176. Lemaire, T. Evaluation of computer flow modeling in operating theatres/ T. Lemaire, P.J. Ham, P.G. Luscuere//Proc. of the 13th International Symposium on Contamination Control, The Hague, The Netherlands, September 16-20. -1996. -P.585-592.

177. Maguire, J.D. Geographic Information Systems: Principles and Applications, Vol. 2 (Applications) / J.D.Maguire, M.F. Goodchild, D.W. Rhind.- Longman Scientific and Technical Press, Essex UK, 1991.- 1296p.

178. Meyers, D.E. Multivariate Geostatistics for Environmental Monitoring / D.E. Meyers // Sciences de la Terra.- 1988.- V.27. P.411-427.

179. Mitchell, J.S.B. An algorithmic approach to some problems in terrain navigation / J.S.B. Mitchell // Artificial Intelligence. 1988. - №37. - P. 171-201.

180. Montemurro, D. GIS-based process helps TransCanada select best route for expansion line / D. Montemurro, T. Gale // Oil & Gas Journal. 1996. - P. 63-71.

181. MULTINEURON neural simulator and its medical applications / S.E. Gi-lev, A.N. Gorban, D.A. Kochenov et al // Proceedings of the International Conference on Neural Information Processing (Oct. 17-20, Seoul, Korea).-1995.-V.2.- P. 12611266.

182. Nielsen, Peter V. Berechnung der Luftbewegung in einem zwangsbeluften Raum. Gesundheits - Ingenieur. 1973. - 94 - №10. - P. 299 - 302.

183. Patankar, S. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow/S. Patankar. 1980. -NY. - 273p.

184. Rakoczy, T. Design of Clean Production Areas Large Clean Room Areas for Flexible Utilization/T.Rakoczy//Proc. of the 8th International Symposium on Contamination Control, Milan, Italy, September 9-11. -1986. -P.218-226.

185. Ripley, B.D., Spatial Statistics / B.D. Ripley.- John Wiley and Sons, New York NY, 2004.- 252p.

186. Ripple, W. Fundamentals of Geographic Information Systems: A Compendium / W. Ripple, American Society of Photogrammetry and Remote Sensing.-Bethesda MD, 1989.- 248p.

187. Sarkka, P. Optimal routing of pipeline / P. Sarkka, L. Esko // Helsinki, University of Technology, GIM. 1999. - P. 6-9.

188. Semin, L.G. Collocation-grid method for solving boundary problems for-Navier-Stokes equations/ L.G. Semin, V.P. Shapeev //Novosibirsk. ICMAR. -1998. -Part.lll. -P. 186-191.

189. Shuen, J.S. A time-accurate algorithm for chemical non-equilibrium viscous flows at all speeds/J.S.Shuen, K.H.Chen, Y.Choi//AIAA Pap. -1992. -№92-3639. -P.5-14.

190. Solka, J.L. Faster computation of optimal paths using a parallel Dijkstra algorithm with embedded constraints / J.L. Solka, J.C. Perry, B.R. Poellinger, G.W. Rogers // Neurocomputing. 1995. - №8. - P. 195-212.

191. Stefanakis, E. On the determination of the optimum path in space / E. Ste-fanakis; M. Kavouras // Proceedings of the European Conference on Spatial Information Theory, COSIT 95, Semmering, Austria. Springer-Verlag. 1995.

192. Suwa, Y. Studies on numerical and transient algorithm for Clean Room efficiency / Y. Suwa // Proc. of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich, Switzerland, September 10-14. -1990. -P.40-44.

193. Toshiaki, N. Study on heat current in vertical laminar flow cleanroom / N. Toshiaki // Proc. of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich, Switzerland, September 10-14. -1990. -P.52-56.

194. Toshigami, K. Finite element analysis of air flow and advection- diffusion of particles in Clean Rooms / K. Toshigami // Proc. of the 8th International Symposium on Contamination Control, Milan, Italy, September 9-11. -1986. -P.256-263.

195. Tsoukalas, L.H. Fuzzy and Neural Approaches in Engineering / L.H. Tsoukalas, R.E. Uhrig.- New York: John Wiley&Sons.Inc, 1997. 587p.

196. Voros, J. Low-cost implementation of distance maps for path planning using matrix quadtrees and octrees / J. Voros // Robotics and Computer Integrated Manufacturing. 2001. - №17. - P. 447^59.

197. Xu, J. Improving simulation accuracy of spread phenomena in a raster-based Geographic Information System / J. Xu, R.G. Lathrop // International Journal of Geographical Information Systems. 1995. - Vol. 9, №2. - P. 153-168.

198. Zhan, C. A directional path distance model for raster distance mapping / C. Zhan, S. Menon, P. Gao // COSIT'93. 1993. - p. 434-443.