Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

21.06.02 - пожежна безпека

УДК 614.8

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМИ ПРОФІЛАКТИКИ ПОЖЕЖІ ГАЗОНАФТОПЕРЕРОБНОГО ПІДПРИЄМСТВА

Федоренко Максим

Петрович

Харків - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті цивільного захисту України, МНС України (м. Харків)

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Чуб Ігор Андрійович, Національний університет цивільного захисту України Міністерства надзвичайних ситуацій України (м. Харків), начальник науково-дослідної лабораторії моніторингу надзвичайних ситуацій.

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Бєліков Анатолій Серафімович, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України (м. Дніпропетровськ), завідувача кафедри безпеки життєдіяльності;

кандидат технічних наук Мовчан Іван Олександрович, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності Міністерства надзвичайних ситуацій України (м. Львів), начальник факультету.

Захист відбудеться «_14_» __грудня_______ 2011 р. о __13__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.01 в Харківському національному університеті будівництва та архітектури за адресою: м. Харків, вул. Сумська, 40.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету будівництва та архітектури за адресою:м. Харків, вул. Сумська, 40.

Автореферат розісланий «__9__» _листопада_ 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Т.М. Обіженко

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Аналіз динаміки пожеж у країні протягом останніх 5 років, показує, що дана частина ЧС залишається найбільшою в порівнянні з іншими видами. Це пояснюється, з одного боку, прогресуючим зношуванням основних фондів підприємств та, з другого боку, зменшенням кількості коштів, що виділяються на розвиток пожежної охорони об'єктів. Для подолання ситуації, що склалася, необхідно забезпечити високий рівень пожежної безпеки об'єктів і передбачити зниження ступеня впливу наслідків можливої пожежі. Розв'язання зазначених складних і взаємозалежних задач вимагає наявності розвитої системи забезпечення пожежної безпеки (СЗПБ). Вирішальний внесок у підвищення рівня пожежної безпеки (ПБ) об'єктів 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 об'єктів, зменшення кількості інспекторів ДПН, які займаються пожежно-профілактичною роботою, особливу важливість набуває підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ. Одним зі шляхів вирішення цієї проблеми є математичне моделювання й оптимізація параметрів СЗПБ і її підсистем. У першу чергу це стосується підприємств газонафтопереробної галузі, найнебезпечніших у пожежному відношенні. Тому розробка оптимізаційної математичної моделі й методу розв'язання задачі оптимізації параметрів ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства (ГНПП) для підвищення ефективності її функціонування є актуальною науковою задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в лабораторії моніторингу надзвичайних ситуацій Національного університету цивільного захисту України у відповідності з Постановою Кабінету Міністрів України від 01.07.2002 р. № 870 „Про затвердження Державної програми забезпечення пожежної безпеки в період до 2010 року” у рамках НДР „Удосконалення системи пожежної безпеки промислового підприємства на етапі реконструкції” (№ ДР 0106U011582).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності підсистеми профілактики пожежі СЗПБ газонафтопереробного підприємства шляхом оптимізації її параметрів.

Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні наукові задачі:

· розробка математичної моделі підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП;

· розробка показників ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП і способу їхньої кількісної оцінки;

· розробка методів оптимізації параметрів підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП на всіх етапах життєвого циклу;

· розробка на основі запропонованих моделей математичного і програмного забезпечення АРМ інспектора ДПН для автоматизації процесу планування і підвищення ефективності пожежно-профілактичної роботи на об'єктах ГНПП;

· практичне застосування розроблених моделей, методів і алгоритмів для розв'язання задачі підвищення ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП на всіх етапах життєвого циклу (на прикладі Гнединцівського газопереробного заводу).

Об'єкт дослідження - підсистема профілактики пожежі СЗПБ ГНПП.

Предмет дослідження - математичні моделі і методи підвищення ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП.

Методи дослідження. В дисертаційній роботі при побудові й аналізі оптимізаційної моделі ПП СЗПБ ГНПП використана методологія математичного моделювання складних систем. Визначення параметрів оптимізаційної моделі підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП проведено з застосуванням методу аналізу ієрархій. При рішенні задачі оптимізації підсистеми профілактики пожежі СЗПБ ГНПП використані чисельні методи дискретного математичного програмування (метод гілок і границь).

Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному:

1. Уперше розроблена оптимізаційна математична модель підсистеми профілактики пожежі системи забезпечення пожежної безпеки газонафтопереробного підприємства.

2. Уперше на основі аналізу результатів інспекції протипожежного стану об'єктів газонафтопереробного підприємства визначені параметри оптимізаційної математичної моделі підсистеми профілактики пожежі системи забезпечення пожежної безпеки газонафтопереробного підприємства.

3. Уперше запропоновані критерії оцінки ефективності функціонування підсистеми профілактики пожежі системи забезпечення пожежної безпеки газонафтопереробного підприємства на всіх етапах життєвого циклу.

4. Уперше на базі запропонованої оптимізаційної математичної моделі розроблене математичне і алгоритмічне забезпечення АРМ інспектора ДПН, що дозволяє автоматизувати процес планування і управління пожежно-профілактичною роботою по виявленню й усуненню порушень вимог пожежної безпеки на об'єктах газонафтопереробного підприємства з урахуванням обмежених часових, матеріальних і фінансових ресурсів.

Практичне значення отриманих результатів. Створені в дисертаційній роботі моделі, а також їх алгоритмічна і програмна реалізація дозволяють:

· в автоматизованому режимі формувати плани оглядів об'єктів 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;

· в автоматизованому режимі формувати плани усунення виявлених порушень вимог пожежної безпеки (ПВПБ) на об'єктах ГНПП з урахуванням обмежених матеріальних і фінансових ресурсів, реалізація яких забезпечить максимальне підвищення його загального рівня пожежної безпеки;

· використовувати у ВНЗ МНС України для підвищення якості навчання з питань організації, планування і підвищення ефективності пожежно-профілактичної роботи з виявлення й усунення порушень вимог пожежної безпеки на об'єктах ГНПП.

Результати досліджень впроваджені в:

1. Гнединцівському газопереробному заводі у вигляді

· математичної моделі задачі визначення переліку ПВПБ, що рекомендуються для усунення в поточному кварталі по об'єктах Гнідинцівського ГПЗ;

· алгоритмічного і програмного забезпечення, що реалізує розроблену математичну модель, а також методики визначення переліку ПВПБ, що рекомендуються для усунення в поточному кварталі.

2. Головному управлінні МНС України в Чернігівській області у вигляді

· математичних моделей роботи системи профілактики пожежі газонафтопереробного підприємства на етапах виявлення й усунення ПВПБ;

· критеріїв ефективності функціонування системи профілактики пожежі газонафтопереробного підприємства на діючих об'єктах і в умовах реконструкції;

· математичного і програмного забезпечення АРМ інспектора Державного пожежного нагляду.

3. навчальний процес Національного університету цивільного захисту України у курсах „Профілактика пожеж та інших надзвичайних ситуацій” і „Організація управління діяльністю органів і підрозділів пожежної безпеки”.

Особистий внесок автора. Дисертація є самостійним науковим дослідженням. У роботах із співавторами авторові особисто належать: побудова формалізованого опису СЗПБ виробничого об'єкта та критеріїв кількісної оцінки якості її стану [1, 2]; розробка оптимізаційної математичної моделі ПП СЗПБ ГНПП і критеріїв оцінки ефективності його функціонування на всіх етапах життєвого циклу [3, 4, 6, 11]; аналіз і вибір оптимальних параметрів математичної моделі ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства на всіх етапах життєвого циклу, а також визначення їх кількісних значень [8, 9, 13, 18]; математична постановка, аналіз та розв'язання задачі оптимізації ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства [5, 7, 10, 12]; визначення структури і складу розподіленої автоматизованої системи експертного оцінювання, а також системи розв'язання оптимізаційних задач в складі АРМ інспектора ДПН [11, 14, 17];

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися у рамках: VII і VIII науково-практичних конференцій „Проблеми зниження ризику виникнення надзвичайних ситуацій в Україні (м. Київ, 2005-2006 р.р.); II міжнародної науково-технічної конференції „Шляхи автоматизації, інформатизації та комп'ютеризації діяльності МНС України, (м. Харків, 2005р.); міжнародної науково-практичної конференції „Пожарная и аварийная безопасность объектов” (м. Іванове, РФ, 2006р.); науково-технічної конференції “Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України” (м. Харків, 2006 р.); IV міжнародної науково-технічної конференції „Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация” (м. Мінськ, РБ, 2007 р.); науково-практичної конференції “Пожежна безпека та охорона праці” (м.Черкаси, 2008р.); ІІ науково-практичної конференції “Актуальні проблеми технічних та природничих наук у забезпеченні цивільного захисту” (м. Черкаси, 2009 р.); IV міжнародної науково-практичної конференції „Современные информационные технологии и ИТ-образование” (м. Москва, РФ, 2009 р.); VІІ науково-практичної конференції “Наглядово-профілактична діяльність МНС України (м. Харків, 2010 р.); засіданнях науково-технічного семінару Національного університету цивільного захисту України (м. Харків, 2005 - 20011 р.р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 18 роботах, серед яких 8 статей у наукових фахових виданнях та 10 тез доповідей на конференціях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, переліку використаних джерел (126 найменувань на 13 стор.) і 5 додатків. Повний обсяг дисертації 226 стор., містить 31 рис., 50 табл.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Перший розділ дисертації присвячено систематичному аналізу підходів до математичного моделювання СЗПБ різних об'єктів і її підсистеми, а також методів підвищення ефективності її функціонування. Проаналізовані математичні моделі й методи кількісної оцінки ефективності функціонування СЗПБ і її підсистем, у тому числі - формування часткових і інтегральних функціональних критеріїв, методи оцінки рівня пожежовибухонебезпеки виробничих об'єктів. У розділі обґрунтовано обраний напрямок дослідження.

Побудові математичних моделей СЗПБ і їх підсистем ПП різних об'єктів присвячений ряд вітчизняних і закордонних публікацій, серед яких необхідно відзначити праці М. М. Брушлинського, А.К. Мікєєва М.Г. Топольского, А.В. Федорова, Ю.В. Уварова, R. Whitt, T. Ayral.

Питання оцінки ефективності систем безпеки різних об'єктів розглядаються в роботах вітчизняних і закордонних авторів О.О. Паніна, М. Гарсіа, В.С. Іванова, О.В. Бояринцева. Дослідження Г.Е. Шепитько, І.І. Медведєва, Е.І. Абалмазова, М.Г. Топольского присвячені розробці часткових і інтегральних критеріїв оцінки ефективність функціонування різних систем безпеки, у тому числі - і пожежної.

Основні роботи в області одержання кількісних оцінок рівня пожежовибухонебезпеки різних об'єктів належать В.Т. Монахову, Ю.М. Шебеко, М.А. Руднєву, Д.Дж. Расбашу, N.V. Jgnacia та іншим вченим.

Аналіз літературних джерел дозволяє зробити висновок: незважаючи на необхідність розробки оптимізаційних моделей та методів підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ ГНПП на всіх етапах життєвого циклу, конструктивний апарат рішення даної проблеми в цілому не розроблений.

В другому розділі здійснена розробка оптимізаційної математичної моделі ПП СЗПБ ГНПП. Показане, що ПП СЗПБ виробничого підприємства є цілеспрямованою системою, ціль якої характеризується множиною часткових властивостей P =, а рівень її досягнення множиною часткових критеріїв , де група критеріїв оцінює корисні функціональні властивості, заради яких створювалася система, а група оцінює вартісні характеристики функціонування ПП СЗПБ. У дисертації переведені в обмеження виду , l=1,2,…, L, де - ресурси, виділені для функціонування ПП СЗПБ.

У дисертаційній роботі пропонується оцінка для кількісної характеристики часткових критеріїв, яка має вигляд:

kіф = ,

де s - число елементів, що складають частковий критерій kіф, - ваговий коефіцієнт j-го елемента критерію, а параметр визначається за формулою

j

де , - поточне та бажане значення j-го елемента критерію відповідно.

Часткові критерії мають сенс кількості ПВПБ, виявлених на об'єктах підприємства при проведенні оглядів. Уся множина ПВПБ представляється у вигляді шести кластерів, що мають різний ступінь впливу на рівень ПБ об'єкта. У дисертації пропонується кількісна оцінка якості стану й функціонування ПП СЗПБ підприємства у вигляді інтегрального критерію = (). Інтегральний критерій ураховує також загальний рівень пожежної небезпеки об'єктів підприємства, який можна характеризувати ймовірністю Qq виникнення пожежі в результаті аварій:

,

де m - кількість критеріїв kіф; Qqа - імовірність аварії на q-му об'єкті підприємства, яка може спричинити пожежу (вибух); Qqp - імовірність реалізації пожежі (вибуху) на q-му об'єкті підприємства в результаті аварії.

Оптимізаційна модель ПП СЗПБ виробничого підприємства має вигляд

при системі обмежень



де gl - оператори, які визначають структуру математичної моделі відповідного обмеження; qg - кількісні параметри відповідних обмежень.

Задача оптимізації ПП СЗПБ полягає в мінімізації відхилення його стану від необхідного (бажаного), тобто зводиться до визначення

* = ,

де система обмежень W містить у собі ресурсні обмеження виду:

,

,

де М - кількість об'єктів підприємства, що підлягають інспектуванню; фq час, який необхідно для інспектування q-го об'єкта; Т - фонд часу інспектора ДПН, який витрачається на інспектування об'єктів; rq - ресурси, необхідні для реалізації комплексу профілактичних заходів на q-ом об'єкті; R - фонд ресурсів, виділених на проведення профілактичної роботи на підприємстві.

У дисертації показано, що ефективність функціонування ПП СЗПБ об'єктів можна характеризувати кількістю виявлених і усунутих ПВПБ з урахуванням загального рівня пожежної небезпеки об'єкта. Це дозволяє здійснити декомпозицію задачі (5)-(7) і проводити її рішення у два етапи: виявлення наявних ПВПБ (1 етап) і їх усунення (2 етап). В цих умовах цільова функція задачі () представлена у вигляді суперпозиції функцій 1() і 2(), які є критеріями якості підзадач, що розв'язуються на цих етапах:

( ) = 11( ) + 22( ),

де i (i = 1, 2) - вагові коефіцієнти, що характеризують внесок (важливість) кожного з етапів у загальне підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ підприємства, 0 i 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 об'єкті підприємства, виявлених інспекцією в момент часу t; ? загальна кількість ПВПБ, виявлених на q-ом об'єкті підприємства за тривалий строк, що належать до j-го типу з і-го кластера. Значення й можна визначити на основі аналізу приписів, що направляються керівництву підприємства інспектором ДПН.

Таким чином, на першому етапі розв'язання задачі оптимізації ПП СЗПБ підприємства цільова функція має вигляд

1 =,

а система обмежень включає нерівність виду (6).

На другому етапі критерії, що входять у вираз (5), мають вигляд:

=, =,

де ? кількість виявлених ПВПБ на q-ом об'єкті, 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 об'єкті при інспекції його представником ДПН у моменти часу t-1, t-2, а також раніше, термін усунення яких минув до моменту часу t.

На другому етапі цільова функція має вигляд

2 = =,

де М - кількість об'єктів підприємства, на яких були виявлені ПВПБ.

Якщо в якості критерію використовується величина ? кількість виявлених ПВПБ на q-ом об'єкті підприємства, що належать до j-го типу з i-го кластера, термін усунення яких минув у період часу (t-1, t), і не усунутих до моменту часу t, то

=,

У цьому випадку цільова функція має вигляд

2 = =.

Система обмежень на другому етапі включає нерівність виду (7).

Оцінка величин вагових коефіцієнтів і часткових критеріїв , що характеризують ступінь їх впливу на рівень ПБ підприємства, у дисертації здійснена на основі експертного оцінювання з використанням методу аналізу ієрархій. При цьому використовувалася дворівнева ієрархічна схема порівняння - досліджувався вплив ПВПБ усередині кластера (другий рівень) і кластерів між собою (перший рівень). Загальний вектор пріоритетів 1 на першому рівні (по кластерах) визначався як середнє геометричне векторів пріоритетів:

1 ={11, 12, 13, 14, 15, 16}={0.1569, 0.1640, 0.1378, 0.2289, 0.1880, 0.1243}.

Результати експертизи на другому рівні ( усередині кластерів):

2 ={21, 22, 23, 24}={0.37788, 0.16516; 0.340162; 0.116798}.

3 ={31, 32, 33, 34, 35, 36}= {0.4368; 0.1920; 0.1236; 0.0860; 0.0850; 0.07667}.

4 ={41, 42, 43, 44}={0.0871; 0.1247; 0.3030; 0.4851}.

5 ={51, 52}={0.63; 0.37}.

6 ={61, 62, 63, 64, 65, 66, 67}={0.0491; 0.1952; 0.1221; 0.1205; 0.1561; 0.1246; 0.2328}.

7 ={71, 72, 73}={0.2793, 0.4924, 0.2282}.

Кількісні значення ймовірностей Qqa, Qqp. і Qq в дисертації були визначені для об'єктів Гнединцівського ГПЗ. Розрахунки ймовірності Qqp реалізації пожежі в результаті аварії визначалися на основі аналізу статистичних даних по ГНПП. Імовірності Qqa виникнення на об'єктах аварій, що приводять до пожежі, визначалися з особливостей технологічного процесу і побудови логічних дерев подій. Розрахунки проводилися для об'єктів двох цехів Гнідинцівського ГПЗ - цеху підготовки й стабілізації нафти (ЦПіСН) і цеху по переробці газу (ЦПГ).

Основні результати розділу опубліковані в роботах [1-4, 11, 13, 15, 18].

У третьому розділі викладені результати з формулювання, аналізу й розв'язанню задач оптимізації ПП СЗПБ ГНПП на етапах виявлення наявних ПВПБ і усунення виявлених ПВПБ в умовах нормального функціонування об'єктів.

На етапі виявлення наявних ПВПБ виникає оптимізаційна задача:

необхідно в кожний період часу визначити такий склад вибірки об'єктів, що інспектуються, при якому забезпечується обстеження найбільш критичних для загального рівня ПБ підприємства об'єктів, а необхідні для цього витрати часу не перевищують виділених на ці цілі.

Математична модель задачі оптимізації роботи ПП СЗПБ на етапі виявлення ПВПБ має вигляд: знайти

при обмеженнях

g():=, q [0,1], q = 1, 2,…, M,

а i{0,1} - булева змінна, що приймає значення 0, якщо об'єкт не підлягає поточному огляду (у момент часу t), і 1 - у протилежному випадку.

На етапі усунення виявлених ПВПБ виникає оптимізаційна задача обґрунтування вибірки ПВПБ, що усуваються на даному відрізку часу:

необхідно визначити такий склад вибірки ПВПБ, що усуваються в даний період часу, при якому забезпечується максимальне підвищення загального рівня ПБ підприємства, а необхідні ресурси не перевищують виділених на ці цілі.

Математична модель задачі оптимізації роботи ПП СЗПБ на другому етапі (усунення ПВПБ) має вигляд: знайти



при обмеженнях (7).

Задачі (15)-(16) і (17) є задачами комбінаторної оптимізації з дискретною областю припустимих рішень. У дисертації для їх розв'язання запропонована схема методу, заснована на методі гілок і меж, проаналізована структура бінарного дерева рішень і розроблені правила відсікання безперспективних вершин. На етапі виявлення ПВПБ правило відсікання реалізує обмеження (6), на етапі усунення ПВПБ - обмеження (7). Невиконання обмежень на поточній вершині означає необхідність повернення на попередній рівень.

Даний метод був програмно реалізований і використаний для підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ ЦПГ та ЦПіСН Гнединцівського ГПЗ.

В дисертаційній роботі були визначені середні оцінки розподілу робочого часу інспектора ДПН по видах виконуваних робіт, які показали, що безпосередньо на інспектування об'єктів витрачається 55.6% робочого часу або 265 годин у квартал. Таким чином, обмеження (16) мають вигляд

g():=

Для одержання оцінок фq витрат часу протягом одного кварталу на проведення інспекції об'єктів ЦПіСН і ЦПГ Гнединцівського ГПЗ був проведений хронометраж при виконанні оглядів у період 2007 - 2010 р.р.

Для визначення величин R, rq були проаналізовані ПВПБ, які, згідно приписам органа ДПН, не усунені на початок року (для 2007 - 2010 р.р.), та фонд коштів, що виділяються у поточному році на їх усунення.

Результати розв'язання оптимізаційних задач (15)-(16) і (17) розробленим у дисертації методом для вдосконалення пожежно-профілактичної роботи в ЦПГ і ЦПіСН Гнединцівського ГПЗ зведені в табл. 1 і табл. 2. пожежний безпека газонафтопереробний

Таблиця 1 Результати розв'язання оптимізаційної задачі (15) - (16) для ЦПГ і ЦПіСН

Об'єкт	Дата оглядів	Кількість об'єктів, що підлягають огляду за планом органу ГПН	Кількість об'єктів, що підлягають огляду за результатами рішення задачі (17)-(18)	Максимальне значення 104
ЦПГ	1 квартал 2007	20	18	10.84
	1 квартал 2008	21	19	11.52
	1 квартал 2009	22	21	11.53
	1 квартал 2010	20	19	12.07
ЦПіСН	1 квартал 2007	22	18	10.97
	1 квартал 2008	24	22	11.25
	1 квартал 2009	20	14	10.21
	1 квартал 2010	25	24	11.67

Таблиця 2 Результати розв'язання оптимизаційної задачі (17) для об'єктів Гнідинцівського ГПЗ

Рік	Кошти, необхідні для усунення ПВПБ, тис. грн.	Кошти, виділені на усунення ПВПБ, тис. грн.	Кількість ПВПБ, що не усуваються	Максимальне значення 103
2007	721.3	150.0	6	2.81
2008	619.7	180.0	3	2.78
2009	608.5	220.0	4	2.629
2010	519.2	150.0	3	2.869

Основні результати розділу опубліковані в роботах автора [8 - 11, 13, 15].

У четвертому розділі викладені результати побудови й аналізу особливостей математичної моделі ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства на етапі його реконструкції. Показане, що при реконструкції підприємства у систему обмежень (4) вносяться додаткові умови:

,

де fp - оператори, що визначають структуру математичної моделі обмежень, внесених реконструкцією підприємства; qf - кількісні параметри цих обмежень, а у вираженні (2) для інтегрального критерію з'являється доданок рек:

= норм - рек,

де норм - величина інтегрального критерію при нормальній роботі підприємства; рек - величина, що визначає зниження ефективності функціонування ПП СЗПБ, пов'язане з реконструкцією підприємства.

У цьому випадку задача оптимізації ПП СЗПБ зводиться до пошуку

* =,

* =, i = 1, 2, …, I; j = 1, 2, …, J,

де область припустимих рішень W1 задається системою обмежень (18).

Сформульована задача оптимізації ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства на етапі виявлення ПВПБ в умовах реконструкції, визначений вид цільової функції й системи обмежень задачі, знайдені значення її параметрів.

Нехай на функціонуючому підприємстві проводиться реконструкція і вводяться нові об'єкти ={g}, g=1,2,…,G. Тоді виникає задача обґрунтування вибірки об'єктів, що періодично інспектуються, з урахуванням введених:

необхідно в кожний період часу визначити такий склад вибірки об'єктів, що періодично інспектуються, з урахуванням введених, при якому забезпечується обстеження найбільш критичних для загального рівня ПБ підприємства об'єктів, а необхідні для цього витрати часу не перевищують виділених.

Сформульована оптимізаційна задача має критерій якості вигляду

,

де i - булева змінна; обчислюється за формулою (19), а - за формулою

,

де ? кількість ПВПБ j-го типу із кластера i на q-ом об'єкті, що вводиться, виявлених інспекцією в момент часу t; ? загальна кількість ПВПБ, виявлених на q-ом об'єкті, що вводиться, за тривалий строк, що належать до j-го типу з і-го кластера; ? імовірність реалізації пожежі (вибуху) у результаті можливої аварії на q-ом об'єкті, що вводиться.

Математична модель задачі оптимізації роботи ПП СЗПБ на етапі виявлення ПВПБ в умовах реконструкції має вигляд: знайти

при обмеженнях

g():=, q [0,1], q = 1, 2,…, M,

де g - час, який необхідно для обстеження g-го об'єкта, що вводиться.

Для розв'язання задачі був використаний запропонований метод (розд. 3).

Чисельна реалізація моделі показана на прикладі оптимізації ПП СЗПБ в умовах реконструкції ЦПіСН Гнідинцівського ГПЗ. Цех має у своєму складі 3 об'єкта, що були введені в експлуатацію в першому кварталі 2010 року - адміністративний будинок, їдальня зі складом продуктів і механічна ділянка.

Для об'єктів, що вводяться, у якості оцінки відношення / було обрано середнє значення ймовірності виявлення ПВПБ інспектором ДПН для функціонуючих об'єктів підприємства qі, що мають аналогічне призначення:

/ = рсред(q) = = .

Оцінки ймовірності визначалися з аналізу статистичних даних підприємств газонафтопереробної галузі. Оцінка g витрат часу інспектора ДПН на огляд об'єктів, що вводяться, здійснена на основі „Методики розрахунку витрат часу й вартості проведення органом ДПН експертизи протипожежного стану підприємства, об'єкта, приміщення”. У результаті чисельного розв'язання задачі (23)-(24) був визначений склад множини {q} пожежонебезпечних об'єктів ЦПіСН, включаючи об'єкти, що вводяться, які повинні бути оглянуті в 1 кварталі 2010 р. Результати чисельних досліджень дани в табл. 3.

Таблиця 3 Результати чисельних досліджень моделі (23)-(24)

Період оглядів	Кількість об'єктів, що підлягають огляду	Час, необхідний для оглядів, години	Кількість об'єктів, що не оглядаються	Максимальне значення критерію 104
1 квартал 2010	23	265	5	10.89

У розділі проведений порівняльний аналіз ефективності функціонування ПП СЗПБ об'єктів Гнідинцівського ГПЗ на всіх етапах життєвого циклу з використанням розроблених оптимізаційних моделей та у відповідності з планом роботи органу ДПН.

На етапі виявлення ПВПБ в умовах нормальної роботи об'єктів був проведений порівняльний аналіз результатів розрахунку ефективності функціонування ПП СЗПБ ЦПГ і ЦПіСН за період з 2007 року по 2010 рік. Графічна інтерпретація результатів порівняльного аналізу наведена на рис. 1, який показує, що ефективність функціонування ПП СЗПБ при використанні оптимізаційної моделі (15)-(16) вище у всіх періодах спостереження.

Відносне збільшення ефективності ПП СЗПБ на етапі виявлення ПВПБ при нормальній роботі ЦПГ і ЦПіСН при використанні оптимізаційної моделі (15)-(16) показане на рис. 2, воно коливається від 21.4% до 26.2%.

Рисунок 1 - Ефективність функціонування ПП СЗПБ ЦПГ (а) і ЦПіСН (б) на етапі виявлення ПВПБ відповідно до плану-графіку органу ДПН і при розрахунку по моделі (15)-(16).

- проведені інспекції відповідно до плану-графіку;

На етапі виявлення ПВПБ в умовах в умовах реконструкції об'єктів був проведений порівняльний аналіз результатів розрахунку ефективності функціонування ПП СЗПБ ЦПіСН у 1 кварталі 2008 року. Відносне збільшення ефективності ПП СЗПБ на етапі виявлення ПВПБ в умовах реконструкції об'єктів цеху з використанням оптимізаційної моделі (23)-(24) показане. Воно складає 21 %.

На етапі усунення ПВПБ в умовах нормальної роботи об'єктів був проведений порівняльний аналіз результатів розрахунку ефективності функціонування ПП СЗПБ об'єктів Гнідинцівського ГПЗ за період з 2007 року по 2010 рік. Графічна інтерпретація результатів порівняльного аналізу наведена на рис. 4, який показує, що ефективність функціонування ПП СЗПБ Гнідинцівського ГПЗ на етапі усунення ПВПБ при нормальній роботі об'єктів підприємства при використанні оптимізаційної моделі (17) підвищується на

У п'ятому розділі запропонована схема побудови підсистеми АРМ інспектора ДПН для підвищення ефективності функціонування ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства, що складається із двох функціональних блоків. Побудова підсистеми АРМ інспектора ДПН має своєю метою підвищення ефективності роботи інспектора ДПН на підконтрольних об'єктах.

Спектр задач, розв'язуваних підсистемою, зводиться до двох груп:

· автоматизація процесу розв'язання оптимізаційних задач по підвищенню ефективності функціонування ПП СЗПБ на підприємстві, що включає в себе оперативне планування й управління пожежно-профілактичною роботою (виявлення й усунення ПВПБ) - блок задач «OPTIM»;

· організація оперативної взаємодії з віддаленими експертами для одержання даних по поняттям, що погано формалізуються, які використовуються в якості вихідних даних при розв'язанні оптимізаційних задач - блок задач «EXPERT».

Визначені склад і основні функції запропонованих функціональних блоків, розроблені їхні алгоритмічні й програмні реалізації. У якості математичного ядра розробленого інформаційного й програмного забезпечення використовуються чисельні методи розв'язання задач комбінаторної оптимізації, що мають дискретну область припустимих рішень, засновані на методі гілок і границь, а також метод обробки результатів експертного оцінювання, що використовує схему методу аналізу ієрархій.

Результатом роботи блоку задач «EXPERT» є вектор пріоритетів, індекс узгодженості й відношення узгодженості експертів.

Результатами роботи блоку задач «OPTIM» є квартальний план оглядів нормально функціонуючих об'єктів підприємства та об'єктів, що знаходяться на стадії реконструкції, оптимальний з погляду витрат часу інспектора ДПН і підвищення рівня пожежної безпеки, і план усунення виявлених ПВПБ, сформований виходячи з реальних фінансових можливостей підприємства.

Розроблена підсистема АРМ інспектора ДПН може служити інструментальним засобом як для інспектора ДПН так і для керівника підприємства при ухваленні рішення про раціональний розподіл обмежених ресурсів (часових, матеріальних, фінансових) для підвищення загального рівня пожежної безпеки підприємства.

Основні результати, які викладені в п'ятому розділі, опубліковані в роботах автора [11, 14, 16, 17].

ВИСНОВКИ

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 розв'язання 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 об'єктів 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 об'єктах 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 розв'язуються на зазначених етапах.

6. Визначена оцінка рівня пожежної небезпеки об'єктів 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 об'єктах Гнідинцівського газопереробного заводу Чернігівської області:

· на етапі виявлення ПВПБ в умовах нормального функціонування об'єктів цеху по переробці газу й цеху підготовки й стабілізації нафти визначений склад множини пожежонебезпечних об'єктів цехів, які підлягають першочерговому огляду інспектором ДПН;

· на етапі усунення виявлених ПВПБ в умовах нормального функціонування виробничих об'єктів 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 об'єктів цеху підготовки й стабілізації нафти визначений склад множини пожежонебезпечних об'єктів цеху, які підлягають першочерговому огляду інспектором ДПН, з урахуванням нових об'єктів, що введені.

9. Проведений порівняльний аналіз ефективності функціонування ПП СЗПБ об'єктів 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 об'єктів 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 об'єктів 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.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Чуб І.А. Принципи створення формалізованого опису системи пожежної безпеки виробничого об'єкту / 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: VIIІ 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 комп'ютеризації 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 об'єкту / 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-профилак-тической 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.

АНОТАЦІЇ

Федоренко М.П. Підвищення ефективності системи профілактики пожежі газонафтопереробного підприємства. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 - пожежна безпека. - Харківський національний університет будівництва та архітектури МОНмолодьспорту України, Харків, 2011.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності підсистеми профілактики пожежі системи забезпечення пожежної безпеки (ПП СЗПБ) газонафтопереробного підприємства шляхом оптимізації її параметрів. Показане, що ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства є складною системою, для оцінки ефективності функціонування якої введений набір часткових критеріїв і на їхній основі розроблений інтегральний критерій, що враховує рівень пожежної небезпеки об'єктів підприємства. Побудована оптимізаційна математична модель і сформульована задача оптимізації ПП СЗПБ газонафтопереробного підприємства на всіх етапах життєвого циклу. Визначені параметри сформульованої оптимізаційної задачі. Знайдені значення часткових критеріїв, виконана оцінка вагових коефіцієнтів часткових критеріїв, що характеризують їх вплив на рівень ПБ газонафтопереробного підприємства, на основі експертного оцінювання методом аналізу ієрархій. Здійснена декомпозиція задачі оптимізації роботи ПП СЗПБ на дві взаємозалежні підзадачі, які відповідають етапам виявлення наявних ПВПБ і їх усунення. Для рішення сформульованих оптимізаційних задач запропонована модифікація методу гілок і границь, що враховує їхні особливості.

Проведені чисельні дослідження оптимізаційної моделі ПП СЗПБ на об'єктах Гнединцевського газопереробного заводу Чернігівської області та порівняльний аналіз ефективності функціонування ПП СЗПБ об'єктів на всіх етапах життєвого циклу з використанням розроблених оптимізаційних моделей та у відповідності з планом роботи органу ДПН.

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

Ключові слова: система профілактики пожежі, математична модель, газонафтопереробне підприємство, підвищення ефективності, оптимізація.

Федоренко М.П. Повышение эффективности системы профилактики пожара газонефтеперерабатывающего предприятия. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 21.06.02 - пожарная безопасность. - Харьковский национальный университет строительства и архитектуры МОНмолодспорта Украины, Харьков, 2011. Диссертационная работа посвящена повышению эффективности подсистемы профилактики пожара системы обеспечения пожарной безопасности (ПП СОПБ) газонефтеперерабатывающего предприятия путем оптимизации ее параметров. Показано, что ПП СОПБ газонефтеперерабатывающего предприятия является сложной системой, для характеристики эффективности функционирования которой введен набор частных критериев и на их основе разработан интегральный критерий, учитывающий уровень пожарной опасности объектов предприятия.

Построена математическая модель и сформулирована задача оптимизации ПП СОПБ газонефтеперерабатывающего предприятия на всех этапах жизненного цикла. Проанализирована целевая функция и система ограничений оптимизационной задачи. Определены параметры сформулированной оптимизационной задачи. Найдены количественные значения частных критериев на базе анализа результатов пожарно-профилактической работы на объектах предприятия. Выполнена оценка величин весовых коэффициентов частных критериев, характеризующих их влияния на уровень ПБ газонефтеперерабатывающего предприятия, на основе экспертного оценивания с использованием метода анализа иерархий. Осуществлена декомпозиция задачи оптимизации работы ПП СОПБ на две взаимосвязанные подзадачи, соответствующие этапам выявления имеющихся НТПБ и их устранения. Целевая функция основной оптимизационной задачи представлена в виде суперпозиции двух целевых функций, которые являются критериями качества соответствующих подзадач, решаемых на указанных этапах. Для решения сформулированных оптимизационных задач предложена модификация метода ветвей и границ, учитывающая их особенности. Показано, что дерево решений оптимизационных задач является бинарным. Разработаны правила отсечения бесперспективных вершин дерева решений.

Проведены численные исследования оптимизационных моделей ПП СОПБ на объектах Гнединцевского газоперерабатывающего завода Черниговской области и сравнительный анализ эффективности функционирования ПП СОПБ объектов предприятия на всех этапах жизненного цикла с использованием разработанных оптимизационных моделей и в соответствии с планом-графиком органа ГПН. Результаты сравнительного анализа показали, что с использованием разработанных оптимизационных моделей эффективность функционирования ПП СОПБ объектов Гнединцевского ГПЗ повышается во всех рассмотренных случаях.

Предложена схема построения подсистемы АРМ инспектора ГПН для повышения эффективности функционирования подсистемы профилактики системы обеспечения пожарной безопасности газонефтеперерабатывающего предприятия, разработана ее алгоритмическая и программная реализация.

Ключевые слова: система профилактики пожара, математическая модель, газонефтеперерабатывающее предприятие, повышение эффективности, оптимизация.

Fedorenko M.P. The increase of the fire prevention system effectiveness of the gas processing plant. - Manuscript.

A dissertation for seeking a scientific degree of Cand. Tech. Sci. on a specialty 21.06.02 - fire safety. - Kharkov National University of Construction and Architecture, Kharkov, 2011. The thesis is devoted to the effectiveness increase of the Fire Prevention subsystem of the Fire Safety Supporting System (FP FSSS) of the gas processing plant by means of its parameter optimization. It is shown that FP FSSS of the gas processing plant is a complex system. And to evaluate its operating effectiveness the number of partial criteria has been entered. On the grounds of those criteria the integral criterion, which takes into consideration the Fire Safety level (FS) was developed. The optimization mathematical model was constructed and the problem of optimization of the FP FSSS of the gas processing plant at all stages of the life cycle was defined. The parameters of the defined optimization problem are determined. The value of the partial criteria was calculated. The weight coefficient of the partial criteria that specify their influence on the FS level of the gas processing plant, on the grounds of the expert estimation using the hierarchy analysis method is evaluated.

The problem of optimization of the FP FSSS of the gas processing plant was decomposed into two interdependent subproblems, which correspond with the stages of discovering the existent FSSS and its removal. For working out the defined optimization problems the modification of the branches and boundaries method, that takes into a count their peculiarities, is suggested.

Numerous research of the FP FSSS optimization model was conducted at the units of the Gnedyntsevsky gas processing plant in Chernihov region. Also the comparative analysis of the FP FSSS units operating effectiveness at all stages of the life cycle when using the developed optimization models and in accordance with the operating plan of the SFI (State Fire Inspection) organ was carried out. The scheme for constructing the subsystem for SFI automated workplace for increasing the operating effectiveness of the FP FSSS at the gas processing plant, its algorithmic and software support has been developed.

Key words: fire prevention system, mathematical model, gas processing plant, effectiveness increase, optimization.

Размещено на Allbest.ru

...