Підвищення ефективності системи профілактики пожежі газонафтопереробного підприємства - Автореферат

Вирішальний внесок у підвищення рівня пожежної безпеки (ПБ) обєктів вносить профілактична робота з виявлення й усунення причин можливої пожежі. Ці функції в складі СЗПБ виконує підсистема профілактики пожежі (ПП), однієї з особливостей якої є присутність інспектора Державного пожежного нагляду (ДПН). В умовах обмеженості коштів, що виділяються на вирішення проблем ПБ обєктів, зменшення кількості інспекторів ДПН, які займаються пожежно-профілактичною роботою, особливу важливість набуває підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ. Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні наукові задачі: · розробка математичної моделі підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП; Створені в дисертаційній роботі моделі, а також їх алгоритмічна і програмна реалізація дозволяють: · в автоматизованому режимі формувати плани оглядів обєктів ГНПП на всіх етапах його життєвого циклу з урахуванням дефіциту часу інспектора ДПН, реалізація яких дозволить максимально збільшити ефективність пожежно-профілактичної роботи при виявленні порушень вимог пожежної безпеки;Інтегральний критерій ураховує також загальний рівень пожежної небезпеки обєктів підприємства, який можна характеризувати ймовірністю Qq виникнення пожежі в результаті аварій: , де m - кількість критеріїв кіф; Qqa - імовірність аварії на q-му обєкті підприємства, яка може спричинити пожежу (вибух); Qqp - імовірність реалізації пожежі (вибуху) на q-му обєкті підприємства в результаті аварії. L = , де система обмежень W містить у собі ресурсні обмеження виду: , , де М - кількість обєктів підприємства, що підлягають інспектуванню; ?q-час, який необхідно для інспектування q-го обєкта; Т - фонд часу інспектора ДПН, який витрачається на інспектування обєктів; rq - ресурси, необхідні для реалізації комплексу профілактичних заходів на q-ом обєкті; R - фонд ресурсів, виділених на проведення профілактичної роботи на підприємстві. В цих умовах цільова функція задачі L( ) представлена у вигляді суперпозиції функцій L1( ) і L2( ), які є критеріями якості підзадач, що розвязуються на цих етапах: L( ) = l1L1( ) l2L2( ), де li (i = 1, 2) - вагові коефіцієнти, що характеризують внесок (важливість) кожного з етапів у загальне підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ підприємства, 0 <li ? 1 і . На першому етапі часткові критерії, що входять до (5), мають сенс: = , , де - кількість ПВПБ j-го типу із кластера i на q-ом обєкті підприємства, виявлених інспекцією в момент часу t; - загальна кількість ПВПБ, виявлених на q-ом обєкті підприємства за тривалий строк, що належать до j-го типу з і-го кластера. На другому етапі критерії, що входять у вираз (5), мають вигляд: = , = , де - кількість виявлених ПВПБ на q-ом обєкті, що належать до j-го типу з i-го кластера, термін усунення яких минув у період часу (t-1, t), і усунутих до часу t; - загальна кількість ПВПБ, що належать до j-го типу з i-го кластера й виявлених на q-ом обєкті при інспекції його представником ДПН у моменти часу t-1, t-2, а також раніше, термін усунення яких минув до моменту часу t.У дисертації отримані нові науково обґрунтовані результати, які в сукупності забезпечують рішення важливої науково-практичної задачі щодо підвищення ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі СЗПБ газонафтопереробного підприємства шляхом оптимізації її параметрів. Показане, що ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства є складною цілеспрямованою системою, для характеристики ефективності функціонування якої введений набір часткових критеріїв і на їхній основі розроблений інтегральний критерій, що враховує рівень пожежної небезпеки обєктів підприємства. Виконана оцінка величин вагових коефіцієнтів часткових критеріїв, що характеризують ступінь їх впливу на рівень пожежної безпеки газонафтопереробного підприємства, на основі експертного оцінювання з використанням методу аналізу ієрархій. Визначена оцінка рівня пожежної небезпеки обєктів газонафтопереробного підприємства, яка враховує ймовірність виникнення на них пожежі або вибуху в результаті можливої аварії та ймовірність виникнення аварії, що призводить до пожежі або вибуху.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації отримані нові науково обґрунтовані результати, які в сукупності забезпечують рішення важливої науково-практичної задачі щодо підвищення ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі СЗПБ газонафтопереробного підприємства шляхом оптимізації її параметрів.

По роботі й отриманих результатах зроблені наступні висновки.

1. Обґрунтована актуальність розвязання задачі підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства шляхом оптимізації її параметрів.

2. Показане, що ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства є складною цілеспрямованою системою, для характеристики ефективності функціонування якої введений набір часткових критеріїв і на їхній основі розроблений інтегральний критерій, що враховує рівень пожежної небезпеки обєктів підприємства.

3. Побудована оптимізаційна математична модель і сформульована задача оптимізації ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства на всіх етапах життєвого циклу. Проаналізована цільова функція й система обмежень оптимізаційної задачі.

4. Визначені параметри сформульованої оптимізаційної задачі. Знайдені кількісні значення часткових критеріїв на базі аналізу результатів пожежно-профілактичної роботи на обєктах підприємства. Виконана оцінка величин вагових коефіцієнтів часткових критеріїв, що характеризують ступінь їх впливу на рівень пожежної безпеки газонафтопереробного підприємства, на основі експертного оцінювання з використанням методу аналізу ієрархій.

5. Здійснена декомпозиція задачі оптимізації роботи ПП СЗПБ на дві взаємозалежні підзадачі, відповідні до етапів виявлення наявних ПВПБ і їх усунення. Кожна з підзадач має власну функцію мети й систему обмежень. Цільова функція основної оптимізаційної задачі представлена у вигляді суперпозиції двох цільових функцій, які є критеріями якості відповідних підзадач, що розвязуються на зазначених етапах.

6. Визначена оцінка рівня пожежної небезпеки обєктів газонафтопереробного підприємства, яка враховує ймовірність виникнення на них пожежі або вибуху в результаті можливої аварії та ймовірність виникнення аварії, що призводить до пожежі або вибуху.

7. Для рішення сформульованих оптимізаційних задач запропонована модифікація методу гілок і границь, що враховує їхні особливості. Показано, що дерево рішень оптимізаційних задач є бінарним. Розроблені правила відсікання безперспективних вершин дерева рішень.

8. Проведені чисельні дослідження оптимізаційної моделі на обєктах Гнідинцівського газопереробного заводу Чернігівської області: · на етапі виявлення ПВПБ в умовах нормального функціонування обєктів цеху по переробці газу й цеху підготовки й стабілізації нафти визначений склад множини пожежонебезпечних обєктів цехів, які підлягають першочерговому огляду інспектором ДПН;

· на етапі усунення виявлених ПВПБ в умовах нормального функціонування виробничих обєктів Гнідинцівського ГПЗ визначений склад множини профілактичних заходів, які необхідно виконати з урахуванням реального фінансового стану підприємства для максимального зниження рівня його пожежної небезпеки;

· на етапі виявлення ПВПБ в умовах реконструкції обєктів цеху підготовки й стабілізації нафти визначений склад множини пожежонебезпечних обєктів цеху, які підлягають першочерговому огляду інспектором ДПН, з урахуванням нових обєктів, що введені.

9. Проведений порівняльний аналіз ефективності функціонування ПП СЗПБ обєктів Гнідинцівського газопереробного заводу на всіх етапах життєвого циклу з використанням розроблених оптимізаційних моделей та у відповідності з планом роботи органу ДПН. Результати порівняльного аналізу показали, що з використанням розроблених оптимізаційних моделей ефективність функціонування ПП СЗПБ обєктів Гнідинцівського ГПЗ підвищується у всіх розглянутих випадках: · ефективність функціонування ПП СЗПБ цеху по переробці газу на етапі виявлення ПВПБ при нормальній роботі підприємства підвищується на (22.1-26.2) %;

· ефективність функціонування ПП СЗПБ цеху підготовки й стабілізації нафти на етапі виявлення ПВПБ при нормальній роботі підприємства підвищується на (21.4 - 26.1) %;

· ефективність функціонування ПП СЗПБ цеху підготовки й стабілізації нафти на етапі виявлення ПВПБ в умовах реконструкції підприємства підвищується на 21 %;

· ефективність функціонування ПП СЗПБ Гнідинцівського ГПЗ на етапі усунення ПВПБ при нормальній роботі обєктів підприємства підвищується на (23.7 - 25.1) %

10. Запропонована схема побудови підсистеми АРМ інспектора ДПН для підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства, розроблена її алгоритмічна й програмна реалізація

11. Основні положення й результати роботи впроваджені й використовуються на Гнідинцівському газопереробному заводі, у Головному Управлінні МНС України в Чернігівській області, а також у навчальному процесі Національного університету цивільного захисту України, що підтверджується відповідними документами.

1. Чуб І.А. Принципи створення формалізованого опису системи пожежної безпеки виробничого обєкту / І.А.Чуб , М.П.Федоренко // Пожежна безпека та аварійно-рятувальна справа: стан, проблеми, перспективи: VII Всеукраїнська наук.-практ. конф., 30 листопада-1 грудня 2005 р.: тез. доп. - Київ. - 2005. - С. 28-30.

2. Чуб І.А. Оцінка якості стану системи безпеки промислового підприємства / І.А.Чуб , М.П.Федоренко // Проблеми зниження ризику виникнення надзвичайних ситуацій в Україні: VIII Всеукраїнська наук.-практ. конф., 11-12 жовтня 2006 р.: тези доповідей. - Київ. - 2006. - С. 58-61.

3. Чуб І.А. Фактори підвищення ризику виникнення надзвичайних ситуацій на етапі реконструкції промислового підприємства / І.А.Чуб , М.П.Федоренко // Шляхи автоматизації, інформатизації та компютеризації діяльності МНС України: II Міжнародна наук.-техн. конф., 13 грудня 2005 р. - Харків: АЦЗУ. - 2005. - С. 90-92.

4. Чуб І.А. Моделювання системи пожежної безпеки виробничого обєкту / І.А.Чуб , М.В.Новожилова М.П.Федоренко // Науковий вісник будівництва. - 2005. - Вип. 33. - С. 216-219.

5. Чуб И.А. Обобщенная математическая постановка задачи оптимизации системы пожарной безопасности производственного предприятия / И.А.Чуб , М.П.Федоренко // Проблемы пожарной безопасности.-2005.-Вып. 18.-С. 181-184.

6. Чуб И.А. Оптимизация структуры системы безопасности предприятия на этапе реконструкции / И.А.Чуб , М.П.Федоренко // Пожарная и аварийная безопасность объектов: междунар. науч.-практ. конф., 21-23 декабря 2006 г.: тез. докл. - Иваново, РФ. - 2006. - С 81-84.

7. Чуб И.А. Оптимизация системы пожарной профилактики промышленного предприятия / И.А.Чуб , М.П.Федоренко // Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України: наук.-техн. конф., 19 грудня 2006 р.: тез. доп. - Харков: УЦЗУ. - 2006. - С. 110-112.

8. Чуб И.А. Учет изменения экзогенных характеристик при моделировании оптимальной структуры системы безопасности предприятия на этапе реконструкции / И.А.Чуб, М.П.Федоренко // Проблемы пожарной безопасности. - 2006. - Вып. 20. - С. 249-253.

9. Чуб И.А. Выбор оптимальных параметров системы пожарной профилактики предприятия / И.А.Чуб, М.П.Федоренко // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация: IV междунар. науч.-практ. конф., 6-8 июня 2007 г.: тез. докл. - Минск, Республика Беларусь.- 2007.- С. 142-144.

10. Чуб И.А. Модель задачи оптимизации контрольно-профилактической работы на промышленном предприятии / И.А.Чуб, М.П.Федоренко // Проблемы пожарной безопасности. - 2007. - Вып. 22. - С. 203-206.

11. Чуб И.А. Определение параметров подсистемы профилактики системы обеспечения пожарной безопасности предприятия / И.А.Чуб, М.П.Федоренко, Е.А. Петрова // Науковий вісник будівництва. - 2007. - Вип. 43. - С. 268-271.

12. Алексеев О.П. Инструментальные средства повышения эффективности функционирования системы пожарной безопасности газоперерабатывающего предприятия / О.П.Алексеев, И.А.Чуб, М.П.Федоренко // Проблемы пожарной безопасности. - 2008. - Вып. 23. - С. 9 -14.

13. Чуб И.А. Определение количественных значений параметров математической модели подсистемы профилактики системы пожарной безопасности предприятия газонефтеперерабатывающей промышленности / И.А.Чуб , М.П.Федоренко // Проблемы пожарной безопасности. - 2008. - Вып. 24. - С. 232-235.

14. Федоренко М.П. Повышение эффективности пожарно-профилактической работы на газоперерабатывающем предприятии / М.П.Федоренко // Пожежна безпека та охорона праці: наук.-практ. конф., 14-16 травня 2008 р.: тез. доп. - Черкаси: АПБ ім. Героїв Чорнобиля. - 2008.- С. 114-116.

15. Федоренко М.П. Критерий оценки эффективности функционирования системы профилактики пожара газонефтеперерабатывающего предприятия. / М.П. Федоренко // Актуальні проблеми технічних та природничих наук у забезпеченні цивільного захисту: ІІ наук.-практ. конф., 30-31 березня 2009 р.: тез. доп. - Черкаси: АПБ ім. Героїв Чорнобиля. - 2010. - С.114-116.

16. Федоренко М.П. Программное обеспечение пожарно-профилактической работы в составе АРМ инспектора ГПН / М.П. Федоренко // Современные информационные технологии и ИТ-образование: IV междунар. науч.-практ. конф., 16-17 грудня 2009 р.: тез. доп. - Москва: МГУ. - С. 61-65.

17. Федоренко М.П. Разработка программного обеспечения подсистемы профилактики пожара автоматизированного рабочего места инспектора ГПН / М.П. Федоренко, И.А. Чуб, Алексеев О.П. // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. - Харьков:НУГЗУ, 2010. - Вып. 28. - С. 177-182.

18. Федоренко М.П. И.А. Расчет параметров математической модели системы профилактики пожара газонефтеперерабатывающего предприятия / М.П.Федоренко, И.А.Чуб // Наглядово-профілактична діяльность МНС України: VII наук.-практ. конф., 22 грудня 2010 р.:тез. доп. - Харків: НУЦЗУ. - 2010. - С. 110-112.