Системный анализ перколяционных моделей развития чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах

• Автор: Мирясов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.1. Классификация прогнозируемых чрезвычайных ситуаций техногенного характера и оценка рисков возникновения ЧС

1.2 Распределение прогнозируемых чрезвычайных ситуаций техногенного

характера по видам и вероятности их возникновения

1.3. Анализ особенностей возникновения и развития крупных пожаров

1.4. Исследование аварий, связанных с выбросом вредных веществ

1.5. Особенности чрезвычайных ситуаций, возникших при природных

явлениях и бедствиях

Выводы по главе

ГЛАВА II. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
II. 1 Декомпозиция общей задачи оценки риска возникновения чрезвычайных ситуаций с использованием фактора ожидаемости
11.2 Описание стадий развития ЧС логистической функцией
П.З. Анализ размерности покрывающих решеток
Выводы по II главе
III ПЕРКОЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЙ
III. 1. Анализ возможности применения теории перколяции для исследования развития чрезвычайных ситуаций
111.2. Детерминированные перколяционные модели процессов развития чрезвычайных ситуаций
111.3. Стохастические перколяционные модели процессов развития
чрезвычайных ситуаций
Ш.4. Результативность модели подготовки управляющих решений по
снижению риска возникновения и развития чрезвычайных ситуаций на
промышленных объектах
Выводы по III главе
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность диссертационного исследования. В настоящее время аварии на крупных промышленных объектах по своим негативным последствиям становятся сравнимы с природными катастрофами, а в ряде случаев они являются причинами их возникновения. Возникновение чрезвычайных ситуаций в промышленности часто обусловлено не природными причинами, а техногенными и человеческими факторами. К таким факторам относятся:
- интенсификация технологических параметров (повышение температуры, давления, содержания опасных веществ, энергонасыщенность отдельных узлов производства), связанная с ростом мощности единичных объектов производства;
- комплексная переработкой сырья, ведущая к концентрации на одной и той же площадке различных производств и соответственно риска возникновения повышенной опасностей различной природы;
- ускоренная модернизация технологией, обостряющая противоречия между ростом научно-технического прогресса и возможностями обучения персонала.
Примером высокой концентрации опасностей может служить нефтеперерабатывающая отрасль. При производительности предприятия нефтепереработки до 10 миллионов тонн нефти в год единовременно на площад-ке промышленного предприятия площадью от 0,5 до 2,5 км' может содержаться от 300 до 600 тысяч тонн углеводородного топлива, энергетическая мощность которого эквивалентно приблизительно 3-5 мегатоннам тротила.
Существующему положению вещей по анализу и предотвращению чрезвычайных ситуаций не соответствует имеющаяся теоретическая база. В настоящее время отсутствует единая теория и модели, описывающие рас-

пространение чрезвычайных ситуаций, которые могли бы стать основой разработки эффективной технологии по ликвидации ЧС. Часто используемые детерминированные модели развития чрезвычайных ситуаций используют огромное число приближений, усреднений и допущений, а в итоге с помощью систем дифференциальных уравнений позволяют лишь приближенно рассчитать процесс распространения опасных производственных факторов.
Для анализа связей между развитием процессов распространения опасных факторов и физическими особенностями окружающей среды можно использовать стохастические модели. Например, можно рассматривать физические закономерности развития чрезвычайных ситуаций с использованием конечных цепей Маркова или перколяционных процессов, исследуя процесс распространения опасных факторов ЧС в определенной среде.
Перколяционная модель может быть использована применительно к системам которые можно описать произвольными сетями, конечными и бесконечными графами и т.п. С помощью такой модели можно разработать систему оперативного принятия решения по управлению силами и средствами при ликвидации чрезвычайных ситуаций. Для создания математической модели используется вся полученные технические, организационные и технологические данные об объекте. Это позволяет смоделировать развитие опасных факторов в случае возникновения возможных чрезвычайных ситуаций.
В настоящее время существуют только методики расчета предварительных рисков возникновения ЧС, основанные на статистических данных и детерминировананные модели нарастания опасных факторов. Поэтому разработка критериев и моделей описания поведения сложных природноантропогенных систем до возникновения чрезвычайных ситуаций, при их развитии и при их ликвидации, оптимизация принятия решений по повы-

представляют основную опасность, даже большую, чем потоки лавы (из-за больших скоростей перемещения по склонам).
Чаще всего извержения вулканов начинаются выбросом из кратера столба черного дыма или пепла высотой до 5 км, который быстро расплывается в воздухе в виде огромной тучи; на склонах и на кратере появляются трещины, через которые выделяются удушливые газы или горячая вода.
Вслед за этим обычно начинается ливневый грозовой дождь. Одновременно из кратера выбрасываются крупные и мелкие раскаленные обломки горных пород, из туч выпадает пепел, который покрывает склоны вулкана и окрестности. Затем начинается извержение лавы из жерла вулкана.
Сели (от араб, «сайль»—бурный горный поток) —это внезапно возникающий в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъемом уровня воды и высоким содержанием продуктов разрушения горных пород.
Возникновение грязевого потока в основном способствуют три условия: интенсивный ливень или очень дружное снеготаяние; значительная крутизна склонов речных долин и балок, т. е. большие уклоны водных потоков; наличие на склонах больших масс легко смываемого рыхлого мелкообломочного грунта.
Грязекаменные сели движутся вдоль склонов дискретно из-за постоянно образующихся заторов. Скорость селей может достигать 10 м/с.
Оползень - скользящее смещение горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают на каком-нибудь участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и под-