Развитие теории и методов управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта углеводородов
УДК 622.692–027.45
На правах рукописи
ТОКАРЕВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ
НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ
Специальность 05.26.03 – «Пожарная и промышленная безопасность»
(нефтегазовый комплекс)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Уфа – 2011
Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов».
| Научный консультант | доктор технических наук, профессор Гумеров Асгат Галимьянович |
| Официальные оппоненты: | - доктор технических наук, профессор Бакиев Ахмет Вахитович - доктор технических наук, профессор Сущев Сергей Петрович - доктор технических наук Вахитов Азат Галянурович |
| Ведущая организация | ОАО «Институт «Нефтегазпроект» (г. Тюмень) |
Защита состоится «__» ___________ 2011 года в __-__ часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «ИПТЭР».
Автореферат разослан ____ ____________ 2011 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета
д-р техн. наук, профессор Л.П. Худякова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Предприятия трубопроводного транспорта углеводородов относятся к категории опасных производств. Как показывает статистика аварийности, аварии на магистральных трубопроводах могут иметь как незначительные, так и катастрофические последствия. Наиболее катастрофической по своим последствиям была авария на магистральном продуктопроводе под Улу-Теляком в 1989 году. Произошедшая разгерметизация продуктопровода привела к взрыву и пожару, которые повлекли за собой гибель 573 человек, 623 человека получили ранения, полностью были разрушены два пассажирских железнодорожных состава и пути в эпицентре взрыва. Многие крупные аварии на магистральных трубопроводах приводили к серьезному экологическому ущербу. Поэтому одной из основных задач, которые приходится решать на всех стадиях жизненного цикла этих производств, является задача повышения эффективности управления промышленной безопасностью магистральных трубопроводов. При этом речь идет об особом внимании к управлению промышленной безопасностью производств на этапе их проектирования.
Разработке методов оценки риска и управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов посвящены работы отечественных ученых: Акимова В.А., Азметова Х.А., Александрова А.А., Бородавкина П.П., Березина В.Л., Брушлинского Н.Н., Генделя Г.Л., Грищенко А.И., Гумерова Р.С., Гумерова К.М., Елохина А.Н., Идрисова Р.Х., Козлитина А.М., Котляревского В.А., Кузеева И.Р., Ларионова В.И., Легасова В.А., Лисанова М.В., Мартынюка В.Ф., Махутова Н.А., Нугаева Р.Я., Печоркина А.С., Прусенко Б.Е., Сафонова В.С., Шарафиева Р.Г., Швыряева А.А. и др.
Отметим, что актуальная задача повышения эффективности управления промышленной безопасностью магистральных трубопроводов состоит не только в разработке математических моделей их безаварийной эксплуатации, но и в необходимости совершенствования моделей анализа риска эксплуатации этих производств.
Целью работы является развитие теоретических основ управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта и разработка методических основ повышения эффективности управления промышленной безопасностью на магистральных газо- и нефтепроводах.
Задачи исследования:
1. Усовершенствовать существующие методики анализа промышленной безопасности на предприятиях трубопроводного транспорта как обязательного этапа процесса управления промышленной безопасностью на основе системного подхода и современных информационных технологий, а именно:
- разработать методику выбора информативных параметров и процедуру сбора данных о безопасности технологического процесса на предприятиях трубопроводного транспорта;
- разработать метод диагностики нарушений технологических процессов, которые потенциально могут явиться причиной возникновения аварии или отказа технологического оборудования на основе теории нейронных сетей;
- разработать формализованную модель анализа развития аварий на предприятиях трубопроводного транспорта на базе «деревьев событий».
2. Сформулировать теоретические основы управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на основе современных положений теории систем.
3. Показать справедливость полученных системных закономерностей управления промышленной безопасностью на трубопроводном транспорте на примере анализа эксплуатации магистрального трубопровода.
4. Разработать методические подходы к повышению эффективности управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на этапах их проектирования и эксплуатации.
Научная новизна:
1. Научно обосновано положение об управлении промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на основе закономерностей изменения информационной энтропии в открытой системе. На примере впервые поставленной и решенной задачи уменьшения количества возможных состояний технической системы «газотурбинная установка» с 5 до 4, которое компенсируется увеличением степени открытости данной системы на 0,017932 бит, показана справедливость данного теоретического положения.
Разработанная математическая модель получения уточненных газодинамических характеристик газотурбинной установки позволяет уменьшить количество возможных состояний данной технической системы. При этом впервые получены уточненные газодинамические характеристики нагнетателей газотурбинных установок в условиях их эксплуатации.
2. Разработан новый метод диагностики нарушений технологического процесса хранения нефтепродуктов в резервуаре, которые потенциально могут явиться причиной возникновения аварии или отказа технологического оборудования, на основе применения искусственной нейронной сети Хопфилда.
3. Разработан новый классификатор веществ, обращающихся на предприятиях трубопроводного транспорта, на основе видов их огневого превращения; вещества подразделены на 4 класса, для каждого класса веществ построено характерное «дерево событий», описывающее набор возможных сценариев развития аварии.
4. Предложена и программно реализована усовершенствованная модель выбора трассы трубопровода по критериям социального, экологического ущербов и величины стоимости прокладки.
5. Разработана и программно реализована усовершенствованная модель расчета страхового тарифа для страхования гражданской ответственности риска эксплуатации объектов трубопроводного транспорта на основе обработки экспертных оценок уровня промышленной безопасности с помощью алгоритмов нечеткой логики. Модель позволяет подбирать страховой тариф индивидуально для каждого производства в зависимости от уровня его промышленной безопасности в условиях отсутствия апостериорных данных об отказах и авариях.
Практическая ценность:
1. Предлагаемые подходы к построению «деревьев событий» применяются в учебном процессе в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».
2. Разработанная модель выбора трассы магистрального трубопровода на основе оптимизации по критериям социального, экологического ущербов и величины стоимости прокладки применяется в Департаменте проектирования ГУП ИНХП РБ.
3. Разработанная модель выбора страхового тарифа при страховании риска эксплуатации магистрального трубопровода и программа для ЭВМ на ее основе применяется в страховой компании ЗАО СК «Русские страховые традиции».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
Первая всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Уфа, 2000 год);
Третья всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Уфа, 2002 год);
II Всероссийская учебно-научно-методическая конференция «Реализация государственных образовательных стандартов при подготовке инженеров-механиков: проблемы и перспективы» (Уфа, 2003 год);
II Международная научно-техническая конференция «Новоселовские чтения» (Уфа, 2004 год);
Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех –2004» (Ухта, 2004);
I Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2005» (Уфа, 2005 год);
II Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2006» (Уфа, 2006 год);
Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 2006 год);
VI Международная научно-техническая конференция «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (Полоцк, 2006 год);
Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе» (Уфа, 2007 год);
Научно-техническая конференция «Современные технологии в нефтегазовом деле» (Октябрьский, 2007 год);
Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2008 год);
Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе – 2008» (Уфа, 2008 год);
IV Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2008» (Уфа, 2008 год);
Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы экономики топливно-энергетического комплекса» (Уфа, 2008);
Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2009 год);
Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе – 2009» (Уфа, 2009 год);
II Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности производственных объектов» (Уфа, 2009 год);
V Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2009» (Уфа, 2009 год);
Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2010 год);
Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 2010 год);
Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы управления и автоматизации технологических процессов и производств» (Уфа, 2010);
VI Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2010» (Уфа, 2010 год).
Публикации
По результатам работы опубликовано более 45 научных трудов, в том числе 10 статей в журналах из списка ВАК, 2 учебных пособия, получено 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованных источников из 227 наименований, приложений и содержит 307 страниц машинописного текста, 54 рисунка, 22 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы.
В первом разделе рассматривается статистика аварийности на предприятиях трубопроводного транспорта нефти и газа за последние 10 лет, дается анализ основных причин аварий. Здесь же рассматриваются основные подходы к управлению промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта. Делается вывод, что в условиях дефицита информации о состоянии производственных объектов трубопроводного транспорта и апостериорных данных об аварийности на них целесообразно ставить задачу дуального управления промышленной безопасностью. В конце раздела приведена постановка цели работы и вытекающие из нее задачи исследования.
Во втором разделе решается задача совершенствования методов анализа промышленной безопасности производств трубопроводного транспорта (на примере резервуарного парка).
В первом подразделе решается задача разработки методики выбора информативных параметров и процедуры сбора данных о безопасности технологических процессов на производствах трубопроводного транспорта, которые позволят получить качественные исходные данные для ведения анализа промышленной безопасности.
Для анализа промышленной безопасности производств трубопроводного транспорта посредством «деревьев отказов» необходимо составить:
- набор технологических параметров анализируемого процесса;
- набор возможных нарушений технологического процесса;
- набор возможных отказов и видов повреждений технических устройств;
- набор возможных ошибок персонала, которые могут привести к отказу технического устройства или нарушению технологического процесса с последующим развитием аварии.
Процедура сбора данных о безопасности технологических процессов на производствах трубопроводного транспорта предусматривает, что запись данных об отказах технологического оборудования и нарушениях технологического процесса ведется двумя способами:
- в автоматическом режиме для технологических параметров, по которым осуществляется управление технологическим процессом;
- «вручную» для описания отказов технологического оборудования и ошибок персонала, которые не могут быть в общем случае зафиксированы в автоматическом режиме.
Запись нарушений технологического процесса осуществляется посредством «типовых карточек» в автоматическом режиме. Для принятого к анализу резервуарного парка при составлении «типовых карточек» был проведен анализ штатного режима эксплуатации резервуара и возможных нарушений технологического процесса «хранение бензина в резервуаре». К анализу была принята функциональная схема автоматизации вертикального резервуара и насоса товарного парка бензина (рисунок 1).
Рисунок 1 – Функциональная схема автоматизации вертикального резервуара и насоса
Переменная xij, характеризующая технологические параметры, принимает два значения: «-1» и «+1». Если значение технологического параметра в текущий момент времени находится в интервале, соответствующем норме по технологическому регламенту, то xij=+1, в противном случае xij=-1. Например, полностью открытой задвижке соответствует xij=+1, полностью закрытой xij=-1. Включенному состоянию насоса соответствует xij=+1, отключенному состоянию xij=-1. Каждый новый срез параметров сравнивается с имеющимися «типовыми карточками», и, если он соответствует одной из них, фиксируются его порядковый номер и время регистрации.
Типовые ситуации, характерные для технологического процесса «хранение бензина в резервуаре», описываются в таблице 1. Значениям параметров xi, которые ставятся в соответствие сочетаниям переменных xij, соответствуют штатные и аварийные типовые ситуации, описанные в правом столбце.
Таблица 1 – Описание основных типовых ситуаций для технологического процесса «хранение бензина в резервуаре»
| Параметр xi | Описание типовой ситуации |
| x1 | Наполнение резервуара Р-1 (штатный режим) |
| x2 | Опорожнение резервуара Р-1 (штатный режим) |
| x3 | Перемешивание бензина в резервуаре Р-1 (штатный режим) |
| x4 | Переполнение резервуара Р-1 с одновременным отказом контура регулирования уровня жидкости в резервуаре (приборы поз. LSA 21 и LV 21). Возможен перелив резервуара |
| x5 | Снижение уровня бензина в резервуаре Р-1 с одновременным отказом контура регулирования уровня (приборы поз. LSA 22 и LV 22). Возможна разгерметизация резервуара |
| x6-x10 | Повышение температуры подшипников насоса Н-1 |
| x11-x15 | Понижение давления на выкиде насоса Н-1. Возможна разгерметизация насоса (трубопровода) |
Второй подраздел посвящен разработке метода диагностики нарушений технологических процессов на производствах трубопроводного транспорта, которые потенциально могут явиться причиной возникновения аварии, для решения задачи построения «деревьев отказов» технологического оборудования.
Необходимость решения этой задачи обусловлена слабым на сегодняшний день учетом инцидентов в виде нарушений технологического процесса при анализе путей развития отказов технологического оборудования. Накопление массива данных об этих событиях по мере роста периода наблюдений позволит корректировать «деревья отказов», а они служат в свою очередь основой для дальнейшего построения «деревьев событий».
Диагностика нарушений технологических процессов, направленная на обнаружение отклонений параметров технологического процесса от регламентированных значений, осуществляется с помощью модели распознавания образов.
При анализе существующих подходов к распознаванию образов (образов нарушений технологического процесса) были выделены нейросетевые модели. Искусственные нейронные сети позволяют решать задачи распознавания даже без обучающего множества. Действительно, количество типовых ситуаций при ведении сложного технологического процесса может быть достаточно большим. При этом даже опыта экспертов может быть недостаточно для составления полного обучающего множества таких ситуаций. Отметим, что обучающее множество в случае применения нейросетевых моделей необязательно должно быть ограниченным – новые ситуации, ранее не описанные экспертами, будут распознаны и в «деревья отказов» будут внесены коррективы по типам событий.
Для целей распознавания образов нарушений технологического процесса из числа известных нейросетевых моделей выбор был остановлен на нейросетевой модели Хопфилда как модели, имеющей энергетическую интерпретацию. Работа сети Хопфилда может быть охарактеризована некоторой энергетической функцией. Таким образом, сеть Хопфилда является физически подобной системой, что позволяет осуществлять распознавание образов состояния физических объектов (в нашем случае вертикального резервуара, насосов, трубопроводов и арматуры).
Структурная схема сети Хопфилда приведена на рисунке 2. Сеть состоит из одного слоя нейронов. Каждый нейрон связан с остальными нейронами сети посредством синапсов. Один синапс служит входным синапсом для ввода сигнала. Выходы нейронной сети формируются на аксонах.
Рисунок 2 – Структурная схема сети Хопфилда
Любой сигнал описывается вектором x={x1, x2,...xN}T с бинарными компонентами, например, «-1» и «+1».
Обозначим вектор входных сигналов, описывающий p-й образец, через xp (р=
). При распознавании сетью образца на основе исходных данных она формирует вектор выходных сигналов; элементы вектора совпадают с соответствующими элементами образа, т.е. y=xp, где y={y1, y2,…yN}T – вектор выходных сигналов сети.
При инициализации нейронной сети Хопфилда весовые коэффициенты синапсов устанавливаются следующим образом:
(1)
Здесь xip – i-й компонент вектора xp.
Работа сети Хопфилда может быть охарактеризована некоторой энергетической функцией вида
(2)
где 
– значение порога i-го нейрона; wij – веса связи i-го и j-го нейронов.
Функцией активации выбрана логистическая функция
, (3)
где х – очередное рассчитанное состояние нейрона.
На основе «типовых карточек» ситуаций были сформированы файл паттернов и файл тестовых образов при исключении одного параметра (моделирование отсутствия сигнала с датчика). Далее проведено обучение сети, сетью подобраны весовые коэффициенты.
В общем случае по мере увеличения времени эксплуатации количество типовых ситуаций и соответствующих им «типовых карточек» увеличится по сравнению с исходным количеством. Новая ситуация, не имеющая прецедента (нет соответствующей «типовой карточки»), автоматически запоминается и в режиме привлечения внимания оператора высвечивается на экране монитора. Оператор, ознакомившись с этой новой ситуацией, дает ей название и заносит в каталог уже имеющихся «типовых карт» как новый прецедент.
Для тестирования информационно-аналитического комплекса был разработан симулятор технологического процесса «хранение бензина в резервуаре», который позволяет задавать значения измеряемых параметров технологического процесса и транслировать их в информационно-аналитический комплекс. На рисунке 3 показана распознанная типовая ситуация «Повышение температуры подшипников насоса».
Рисунок 3 – Окно информационно-аналитического комплекса сбора и анализа данных о безопасности технологического процесса
Таким образом, сеть Хопфилда позволяет распознавать типовые и близкие к ним сочетания переменных xij, характеризующих текущее состояние технологического процесса в данный момент времени (срез параметров), в том числе и при некорректных сигналах, поступающих с датчиков (например, в случае их неисправности). В частности, с помощью программно реализованной сети Хопфилда могут распознаваться:
- отклонения параметров технологического процесса от регламентированных значений, которые сами по себе или в сочетании с другими факторами могут привести к возникновению и развитию аварии;
- отказы контуров регулирования.
На основе анализа накопленных срезов параметров составляется набор возможных видов отказов средств автоматизации и отклонений параметров технологического процесса от нормы для построения «деревьев отказов».
Третий подраздел посвящен разработке формализованных моделей анализа развития аварий на производствах трубопроводного транспорта на базе «деревьев событий».
Анализ возможных аварийных событий с помощью «деревьев событий» является составной частью анализа риска опасных производственных объектов. Методология построения «деревьев событий» описана в литературе. Однако в литературных источниках не даются особые рекомендации для построения «деревьев событий» для производств трубопроводного транспорта.
Для объектов трубопроводного транспорта при построении «деревьев событий» в качестве исходного события принимается разгерметизация оборудования, за которым следуют промежуточные события – этапы развития аварии, приводящие к событиям конечным – воздействию на персонал, устройства и сооружения объекта анализа, соседние объекты, селитебную территорию.
Наиболее опасные сценарии развития аварийных событий являются результатом огневого превращения пожаровзрывоопасных веществ, поступивших в атмосферу при разгерметизации оборудования, трубопроводов или арматуры. Огневое превращение пожаровзрывоопасных веществ – это пожар, факельное горение, взрыв в форме детонации или дефлаграции, «огневой шар». Виды огневого превращения определяются в основном двумя факторами: видом топлива, продукта и характеристикой места распространения облака топливно-воздушной смеси.
Показано, что, согласно видам огневого превращения, пожаровзрывоопасные вещества, обращающиеся на производствах трубопроводного транспорта, подразделяются на четыре группы, характеристика которых дана в таблице 2.
Таблица 2 – Описание групп основных пожаровзрывоопасных веществ, обращающихся на производствах трубопроводного транспорта, согласно видам огневого превращения
| Группа веществ | Характеристика группы веществ | Типичные представители |
| Первая | Пожароопасные вещества (жидкости) с высокой температурой вспышки и высокой температурой кипения | Дизельное топливо летнее |
| Вторая | Пожаровзрывоопасные вещества (жидкости) с температурой вспышки менее 610С и температурой начала кипения выше 35 0С | Товарная нефть, реактивные топлива, бензин, дизельное топливо зимнее |
| Третья | Пожаровзрывоопасные вещества с температурой кипения 350С и ниже, хранимые как жидкости под давлением | Сжиженные газы С3–С5 |
| Четвертая | Пожаровзрывоопасные газы | Природный газ |
Вещества первой группы участвуют в аварийных событиях в форме
пожара разлива. Вещества второй группы участвуют в аварийных событиях в виде пожара разлива и взрыва парогазового облака. Вещества третьей группы ограниченно образуют разлив жидкости и обычно при пониженных температурах, вследствие чего пожар разлива как таковой отсутствует или носит кратковременный характер. Вещества этой группы способны образовывать облака топливно-воздушных смесей (ТВС), сгорающие в виде «огневого шара». Вещества четвертой группы являются неконденсирующимися газами. Они образуют ТВС, способные к взрыву в широком интервале концентраций, практически неспособны образовывать «огневой шар». Для этой группы характерны аварийные события в виде факельного сгорания горючего вещества и взрыва облака ТВС. Характерное «дерево событий» для случая выброса из разгерметизированного оборудования веществ первой группы представлено на рисунке 4.
Возгорание
предотвращено
Самовоспламенение
вещества Пожар потушен
Развитие
пожара
Выброс Использование
вещества средств защиты Выгорание разлива
1-й группы
Использование
средств тушения Пожара или возгорания нет
Пожар потушен
Без
самовоспламенения
Пожар разлива
Образование
разлива Выгорание разлива
Использование
средств защиты Использование
средств тушения Без возгорания
Источник
зажигания
Рисунок 4 – Характерное «дерево событий» для случая выброса из разгерметизированного оборудования веществ первой группы
Характерные «деревья событий» для случаев выброса из разгерметизированного оборудования веществ второй, третьей и четвертой групп представлены, соответственно, на рисунках 5, 6 и 7.
Оценка поведения смеси продуктов из различных групп при построении «дерева событий» дается после выполнения технологических расчетов фазового состояния «пар – жидкость».
Если образовавшаяся в результате разгерметизации смесь продуктов по своему фазовому состоянию и составу сопоставима с характеристиками групп пожаровзрывоопасных веществ, то следует ожидать протекания аварийного события согласно вышеизложенным сценариям для соответствующей группы. В противном случае следует обосновать большее число возможных сценариев аварийных событий.
Факельное горение
парогазовой фазы
Выход парогазовой
фазы Взрыв облака ТВС
Образование
облака ТВС
Выброс Источник Рассеивание
вещества зажигания облака ТВС
2-й группы Источник
зажигания Ликвидация пожара
Самовоспламенение
разлива
Выгорание разлива
Выход
жидкой фазы Использование
средств тушения Пожар разлива
Без самовоспла-
менения
Отсутствие
пожара разлива
Источник
зажигания
Рисунок 5 – Характерное «дерево событий» для случая выброса из разгерметизированного оборудования веществ второй группы
Образование
«огневого шара»
Выход паро-
газовой фазы Взрыв облака ТВС
Образование
облака ТВС
Выброс Источник
вещества зажигания Рассеивание облака ТВС
3-й группы
Источник
зажигания Пожар разлива
Выход
жидкой фазы
Без возгорания.
Испарение разлива
Источник
зажигания
Рисунок 6 – Характерное «дерево событий» для случая выброса из разгерметизированного оборудования веществ третьей группы
Факел потушен
Образование
факела
Мгновенное Горение факела
воспламенение
Использование
Выброс средств тушения Взрыв облака ТВС
вещества
4-й группы Условия образова-
ния факела Рассеивание облака ТВС
Без мгновенного
воспламенения Взрыв облака ТВС
Источник
зажигания Средства защиты
не сработали
Использование Рассеивание облака ТВС
средств защиты
Источник
зажигания
Рисунок 7 – Характерное «дерево событий» для случая выброса из разгерметизированного оборудования веществ четвертой группы
При построении «деревьев событий» были использованы дополнительные текстовые обозначения, например «Источник зажигания». Это делает «деревья событий» более наглядными и облегчает их чтение.
В третьем разделе излагаются теоретические основы управления промышленной безопасностью объектов трубопроводного транспорта на основе изменения их информационной энтропии.
Вообще, наибольший интерес с точки зрения анализа безопасности технических систем представляют неравновесные состояния. Для неравновесных состояний системы можно записать общее положение об изменении энтропии по И.Пригожину:
, (4)
где 
– изменение энтропии системы, обусловленное потоком энтропии через поверхность системы;
– изменение энтропии системы, обусловленное внутренними диссипативными процессами.
В технических системах величина 
всегда положительна (трубопроводы подвергаются коррозии, металл насосов растрескивается и т.д.). Поэтому чтобы сохранить работоспособность системы, то есть целостность системы в общем случае, необходимо, чтобы выполнялось условие 
. Данное условие выполняется при отрицательном 
, причем 
.
В литературе по системам принято условно разделять системы на открытые и закрытые. Открытые системы взаимодействуют с окружающей средой и обмениваются с ними веществом, энергией или информацией, а закрытые системы, наоборот, с окружающей средой или другими системами никак не взаимодействуют и веществом, энергией или информацией с ними не обмениваются. При этом для реальных физических систем можно записать:
0 < 
< 
max, (5)
где 
– степень открытости системы.
В теории систем формула для нахождения критического уровня организации (упорядочения) системы 
записывается:
= 
– 
< 0, (6)
здесь 
– значение энтропии стационарной системы; 
– значение энтропии системы по окончании некоторого процесса в абсолютно замкнутом состоянии (
= 0).
В теории систем многими авторами (Прангишвили И.В., Шаповалов В.И. и др.) было показано, что в случае, если система организована выше своего критического уровня, то в ней преобладают процессы, увеличивающие энтропию, если ниже – процессы, уменьшающие энтропию.
Таким образом, сформулируем следующий базовый принцип управления промышленной безопасностью технических систем: уменьшение энтропии системы должно сопровождаться увеличением степени ее открытости. В противном случае система будет стремиться вернуться к своему критическому уровню, что может сопровождаться авариями и отказами оборудования. Отметим, что уменьшение энтропии технического устройства достигается, например, улучшением конструкции, уменьшением количества состояний, в которых это устройство может находиться и т.д. Степень открытости может трактоваться как количество информации, которой система обменивается с окружающей средой.
Рассмотрим как пример практической реализации приводимых выше теоретических положений работу газоперекачивающего агрегата (ГПА) в компрессорном цехе предприятия транспорта газа.
ГПА может находиться в пяти состояниях: штатный режим работы, аварийный останов при срабатывании противоаварийной защиты (ПАЗ), необоснованный останов ГПА по противопомпажной защите, авария на ГПА (отказ ГПА), останов ГПА на ремонт.
Экспертная оценка длительности нахождения ГПА в том или ином состоянии в течение года приведена в таблице 3.
Таблица 3.
| Номер состояния | Наименование состояния | Продолжительность в течение года, дней |
| 1 | штатный режим работы | 349,0 |
| 2 | аварийный останов при срабатывании противоаварийной защиты (ПАЗ) | 0,5 |
| 3 | необоснованный останов по противопомпажной защите | 0,5 |
| 4 | отказ ГПА | 1,0 |
| 5 | авария на ГПА (ремонт ГПА) | 14,0 |
Для предотвращения попадания режима работы ГПА в зону помпажа производится оптимизация режима работы цеха компрессорной станции (КС). Оптимизация производится путем выбора числа оборотов ротора центробежного нагнетателя (ЦН), обеспечивающего поддержание заданного давления. Для оптимизации режима работы цеха КС используются газодинамические характеристики установленного типа ЦН. Также для оптимизации используются диспетчерские данные, полученные с контроллеров, установленных на ЦН.
Для решения задачи определения индивидуальных газодинамических характеристик нагнетателей ГПА была разработана математическая модель, позволяющая определить расход газа через нагнетатель ГПА с учетом коэффициента расхода конфузора. Расчет проводится на основе диспетчерских данных с учетом схемы подключения агрегатов в цехе, типов используемых агрегатов и условий отбора топливного газа. Определив коэффициент расхода конфузора, затем находим значение расхода газа через нагнетатель. Далее производится расчет индивидуальных газодинамических характеристик с учетом полученного значения расхода и диспетчерских данных, соответствующих данному расходу.
Также для решения задачи определения индивидуальных газодинамических характеристик нагнетателей ГПА необходимо знать значение расхода на входе цеха КС. С учетом условия отбора топливного газа расход на входе цеха КС при отборе топливного газа со входа КЦ будет равен расходу на входе цеха за вычетом расхода на собственные нужды цеха или, в случае отбора топливного газа с выхода цеха КС, расходу на входе цеха.
Имея выборку поколений данных за некоторый интервал времени, для определения коэффициента расхода конфузора ЦН можно составлять системы линейных уравнений с шагом t:
, (7)
где 
– расход на входе компрессорного цеха в момент времени t1;
– расход на входе компрессорного цеха в момент времени tn;
– перепад давления на i-м конфузоре в момент времени t1;
– перепад давления на i-м конфузоре в момент времени tn;
– избыточное давление на входе i-го конфузора в момент времени t1;
– избыточное давление на входе i-го конфузора в момент времени tn;
– температура газа на входе i-го конфузора в момент времени t1;
– температура газа на входе i-го конфузора в момент времени tn;
Аi – искомый коэффициент расхода конфузора ЦН;
i – порядковый номер ГПА.
В общем случае система линейных уравнений может оказаться вырожденной. Согласно схеме распределения расходов газа между агрегатами в цехе, приведенной на рисунке 8, в результате отборов на агрегатах расходы газа изменяются. Следовательно, в коллекторе будет изменяться давление и в меньшей степени температура газа. Поэтому система будет иметь решение даже при наличии равных или близких коэффициентов расходов конфузоров. В случае, если будет получена вырожденная система, следует увеличить шаг фиксирования уравнений системы t. Система решается методом исключения Гаусса с выбором главного элемента.
Рк Рн
Рвс 
Рнаг
Рвс1 Рвс2
Рнаг1 Рнаг2
Рисунок 8 – Схема последовательно-параллельного соединения
неполнонапорных ГПА на КС
Для агрегатов, подключенных последовательно в группу, расход в каждый момент времени одинаков. Коэффициент расхода определяется сначала для первого агрегата в группе, затем через расход первого агрегата определяется коэффициент расхода конфузора нагнетателя и расход второго агрегата.
Агрегаты, работающие параллельно, могут быть выставлены на разные обороты, и здесь необходимо определить приведенное значение расхода.
Используя полученное значение расхода нагнетателя, диспетчерские данные и номинальные параметры нагнетателя, определяются его приведенные газодинамические характеристики: политропический КПД, степень сжатия, приведенную внутреннюю мощность ГПА.
На основе математической модели разработан программный модуль, позволяющий определить индивидуальные газодинамические характеристики. На рисунке 9 приведен рассчитанный с помощью программного модуля политропный КПД.
Рисунок 9 – Политропный КПД работающих агрегатов (2,3,4) и паспортные характеристики типа нагнетателя (1)
Перейдем к нахождению значений информационной энтропии системы «газотурбинная установка». Энтропия по Шеннону определена как:
, (8)
где pi - вероятность i-го состояния, k – количество возможных состояний системы.
Энтропия системы «газотурбинная установка» при возможности нахождения ГПА во всех 5-ти состояниях:
= 0,087797 хартли.
Энтропия системы «газотурбинная установка» при исключении состояния 3:
= 0,083306 хартли.
Уменьшение энтропии системы «газотурбинная установка» составляет
= 0,004491 хартли.
Количество дополнительной информации по Шеннону о системе «газотурбинная установка», получаемой при повышении степени открытости исследуемой системы, определяется, исходя из диапазона изменений реального (не паспортного) политропного КПД, и составляет
J = 0,017932 бит.
Таким образом, была показана практическая возможность уменьшения информационной энтропии реальной технической системы при одновременном увеличении степени ее открытости – это позволяет избежать возврата данной системы к исходному состоянию по показателю энтропии.
Четвертый раздел посвящен решению задачи выбора трассы магистрального нефтепровода по критериям социального, экологического ущерба и стоимости прокладки.
Обеспечение промышленной безопасности на объектах трубопроводного транспорта начинается на этапе проектирования: проектирование регламентируется целым рядом документов, и, кроме того, предусмотрена экспертиза промышленной безопасности проектов. Однако анализ данных процедур показывает, что при проектировании, например магистральных нефтепроводов (МНП), обеспечивается соблюдение норм проектирования, но не проводится минимизация рисков возможных аварий «внутри» регламентирующих нормативных требований.
Из-за сложности процесса проектирования, обусловленной необходимостью обработки больших объемов информации, могут возникнуть различные ошибки, которые способны привести к реализации сценариев «проектных» и «запроектных» аварий. Кроме того, отметим, что задача минимизации последствий возможных аварий на магистральных нефтепроводах на этапе проектирования в чистом виде до сих пор не ставилась. Решение данной задачи требует больших объемов расчетов, и поэтому возникает необходимость разработки специального программного продукта.
В предложенной модели выбор варианта прокладки будет производиться по критериям оценки эффективности проектных решений при определении:
1) min F(i) – экологического ущерба от аварии, возникшей при разгерметизации нефтепровода;
2) min Y(i) – социального ущерба от аварии, возникшей на участке МНП;
3) min R(i) – стоимости прокладки трубопровода, где i – вариант компоновки трассы МНП.
Процедура проектирования размещения оборудования МНП состоит из следующих этапов.
1. Анализ особенностей области прокладки. Возможны:
– обычные условия;
– обводненность;
– скальные грунты;
– просадочные грунты и т.д.
2. Подбор объектов проектирования:
– трубопроводов;
– электрохимзащиты;
– арматуры и т.д.
3. Применение существующих норм проектирования (СНиП и т.д.):
– на прокладку трубопроводов;
– на транспортировку;
– на размещение оборудования и т.д.
4. Проведение расчетов:
– гидравлических;
– прочностных;
– технологического и экологического риска и т.д.
Задача формулируется в виде нахождения оптимальных вариантов прокладки трассы магистрального трубопровода:
k = arg min(S(k)), (9)
где k
K=w(P),
– вариант проектного решения прокладки трассы;
k – множество допустимых вариантов прокладки трассы;
– выбранные условия эксплуатации;
– выбранное размещение перекачивающих станций;
– выбранная трассировка трубопроводов;
– выбранное размещение систем ЭХЗ;
– выбранное размещение линейной арматуры;
– выбранное размещение конечного пункта;
– выбранные размещение линий электропередачи;
P – множество вариантов прокладки трассы;
, (10)
где 
;
;
; 
;
;
;
–
множества всех возможных вариантов условий эксплуатации, размещения перекачивающих станций, трубопроводов, систем ЭХЗ, арматуры, конечного пункта и ЛЭП; w – модель решения в проекте прокладки трассы.
В качестве целевой функции S(k) рассмотрены суммарные затраты:
S(k) = Sk + Sa, (11)
где Sk – капитальные затраты на строительство, Sa – ущерб от аварий.
Разработанный программный продукт реализует следующие функции:
- ввод данных об авариях и инцидентах на магистральном трубопроводе в базу данных через пользовательский интерфейс;
- ввод данных о вариантах прокладки трубопровода для конкретной местности;
- выполнение расчета экологического и социального ущерба;
- выбор трассы прокладки по трем критериям: стоимость прокладки, экологический и социальный ущербы;
- удобство формы взаимодействия с пользователем, отображения необходимой информации для принятия оптимального варианта прокладки трубопровода.
Из функций и назначения программного продукта следует, что база данных программы должна представлять собой совокупность объектов для хранения и обработки информации двух типов:
- исходная: типы объектов, размерности и т. д.;
- нормативно-техническая: допустимые значения параметров.
Логическая модель базы данных построена на основе анализа объекта исследования и изучения входной и выходной информации, её структуры и назначения. Содержательное описание сущностей и атрибутов логической модели базы данных представлено на рисунке 10.
Рисунок 10 – Логическая модель данных
Разработанный программный продукт позволяет производить ввод и хранение большого массива данных; рассчитывать ущерб и проводить оптимизацию выбора трассы нефтепровода. Окно результатов работы программы представлено на рисунке 11.
Рисунок 11 – Окно результатов работы программы
В пятом разделе исследуется вопрос повышения эффективности управления промышленной безопасностью магистральных нефтепроводов на основе совершенствования страхового механизма снижения риска.
По существу, на этапе эксплуатации наиболее эффективным средством управления промышленной безопасностью магистральных нефтепроводов на макроуровне признается страхование гражданской ответственности предприятий. В настоящее время страхование гражданской ответственности предприятий, эксплуатирующих ОПО, регламентируется федеральными законами, а техническая процедура изложена в нормативных документах страховых компаний.
Диапазон изменения страхового тарифа таков – от 0,2% до 10,7%. Причем выбор конкретной ставки не формализован. Ко всему прочему страхование осуществляется в рамках острой нехватки статистической информации о частоте аварий, их характере и последствиях (ущербе). Отметим, что в классическом страховании жизни также возникают проблемы, связанные с нехваткой апостериорной информации о продолжительности жизни, параметрах ее качества и т.д.
Предлагается решить данную задачу на основе привлечения экспертов, которые выработают оценки регулярности наступления аварий на объекте страхования. Обработка экспертных оценок строится на основе алгоритма нечеткой логики (алгоритма Мамдани). В системах типа Мамдани база знаний состоит из правил вида «Если x1=низкий и x2=средний, то y=высокий».
Для выполнения численных расчетов на этапе дефаззификации использован метод центра тяжести. Метод центра тяжести рассчитывается по формуле:
(12)
где y – результат дефаззификации; x – переменная, соответствующая выходной лингвистической переменной; µ(х) – функция принадлежности нечеткого множества, соответствующего выходной переменной после этапа аккумуляции; Min и Max – левая и правая точки интервала носителя нечеткого множества рассматриваемой выходной переменной.
Разработанный программный продукт в качестве входных параметров предусматривает проведение экспертной оценки регулярности аварии на ОПО, а также создание базы правил, которую пользователь формирует в специальном редакторе правил. Функционально программа осуществляет:
- добавление и удаление лингвистической переменной;
- добавление и удаление функции принадлежности, а также предоставляет возможность выбора отображения графиков функций (треугольник, трапеция);
- возможность формирования базы правил;
- возможность выбора метода дефаззификации;
- вывод результатов;
- результат дефаззификации;
- отображение использованного правила;
- отображение страхового тарифа в процентах;
- отображение страховой премии в рублях.
Приведем описание подсистем разработанного программного продукта.
1. Подсистема редактирования переменных.
Подсистема предназначена для добавления/удаления и редактирования переменных. При создании новой лингвистической переменной указываем ее имя и область определения, а также тип (входная/выходная).
2. Подсистема редактирования функции принадлежности.
Функцией данной подсистемы является добавление/удаление функции принадлежности, а также визуализация терм-множеств в виде треугольников и трапециевидных фигур. При добавлении нового терма необходимо указывать наименование терма и тип фигуры, а также задать параметры фигуры.
3. Подсистема редактирования правил.
Основой для проведения операции нечеткого логического вывода является база правил, содержащая нечеткие высказывания в форме «Если-то» и функции принадлежности для соответствующих лингвистических термов.
Функцией подсистемы является составление правил, которые будут использоваться на следующих этапах вычислений.
4. Подсистема вывода результатов.
Результатом работы программы являются выходные переменные –тарифный план в процентах и сумма страховой премии в рублях. В программе также предусмотрен вывод промежуточных результатов.
Входные и выходные информационные потоки разработанной программы показаны на рисунке 12.
Рисунок 12 – Информационные потоки
В стандартном виде программы терм-множества лингвистической переменной «регулярность аварий» записаны следующим образом:
а) очень редко (10-6..10-4 год-1);
б) редко (10-4..10-2 год-1);
в) часто (10-2..100 год-1);
г) очень часто (>100 год-1).
На рисунке 13 приведен блок визуализации программы. Данный блок предназначен для отображения терм-множеств. Основой для проведения операции нечеткого логического вывода является база правил, содержащая нечеткие высказывания в форме «Если-то» и функции принадлежности для соответствующих лингвистических термов. На рисунке 14 приведен модуль формирования базы правил.
Разработанный программный продукт является составной частью системы управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта. Работа программы проверена на достаточно большом наборе исходных данных, характерных для данной задачи. Степень полноты проверки можно оценить как достаточно высокую.
Рисунок 13 – Блок визуализации
Рисунок 14 – Модуль формирования базы правил
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1 Для повышения достоверности «деревьев отказов» технологического оборудования предприятий трубопроводного транспорта разработана методика выбора информативных параметров и процедура сбора данных о безопасности технологического процесса.
2 Разработан метод диагностики нарушений технологических процессов на основе применения искусственной нейронной сети Хопфилда. Метод реализован на примере информационно-аналитического комплекса сбора данных о безопасности технологического процесса «хранение бензина в резервуаре».
3 Проведена формализация модели развития аварий на производствах трубопроводного транспорта на базе «деревьев событий».
4 Доказано, что уменьшение энтропии технической системы должно сопровождаться увеличением степени ее открытости. В противном случае система будет стремиться вернуться к своему равновесному уровню по показателю информационной энтропии и это может сопровождаться авариями и отказами оборудования. Уменьшение энтропии технической системы достигается уменьшением количества состояний, в которых она может находиться. Степень открытости представляет собой количество информации, которой система обменивается с окружающей средой. Информационная энтропия при этом рассматривается как энтропийная характеристика технической системы.
5 Показано, что уменьшение информационной энтропии технической системы «газоперекачивающий агрегат» на 0,004491 хартли сопровождается одновременным увеличением степени ее открытости на 0,017932 бит.
6 Предложена и реализована на ЭВМ модель выбора трассы магистрального нефтепровода на этапе проектирования по критерия ущерба от возможной аварии и стоимости строительства.
7 Предложена и реализована на ЭВМ модель выбора страхового тарифа при страховании гражданской ответственности эксплуатации магистрального трубопровода. Модель строится на основе экспертных оценок, обрабатываемых по алгоритму Мамдани.
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:
В ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:
1 Токарев Д.В., Зозуля Ю.И., Филиппов В.Н. Задачи анализа безопасности в структуре интегрированной АСУТП в нефтегазовой отрасли //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.– 2004.– №4.– С. 46-48.
2 Зиятдинова Н.М., Токарев Д.В., Гольянов А.И. Определение газодинамических характеристик нагнетателя газоперекачивающего агрегата //Нефтегазовое дело. – 2006. – Т.4. – С. 215-219.
3 Зиятдинова Н.М., Токарев Д.В., Гольянов А.И., Зозуля Ю.И. Уточнение оценок расхода газа на газоперекачивающих агрегатах на основе расчета индивидуальных газодинамических характеристик нагнетателей //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.– 2007.– №4.– С. 44-47.
4 Токарев Д.В., Зозуля Ю.И., Зиятдинова Н.М. Мониторинг отказов технологического оборудования резервуарных парков на основе нейросетевых технологий //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.– 2008.– №4.– С. 28-31.
5 Богданов В.С., Токарев Д.В. Анализ методов расчета поражающего воздействия «огневого шара» при оценке риска эксплуатации опасного производственного объекта //Нефтегазовое дело. – 2008. – Т.6. – № 2. – С. 131-134.
6 Токарев Д.В., Кизина И.Д., Фазлетдинов Р.А. О постановке и вариантах решения многокритериальных и оптимизационных задач в нефтегазовых проектах //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.– 2009.– №4.– С. 56-60.
7 Токарев Д.В. О роли информационной энтропии при управлении промышленной безопасностью //Нефтегазовое дело.– 2009.– Т.7.– №1.– С. 104-106.
8 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. О выборе трассы магистрального нефтепровода по критериям социального и экологического ущербов //Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов.– 2010.– №2.– С. 79-84.
9 Токарев Д.В. О некоторых аспектах дуального управления промышленной безопасностью в масштабе нефтегазовой отрасли //Нефтегазовое дело.– 2010.– Т.8.– №2.– С. 94-96.
10 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. Программная реализация метода выбора трассы магистрального нефтепровода по критерию ущерба от аварии //Нефтегазовое дело.– 2011.– Т.9.– №1. – С. 11-14.
Учебные пособия:
11 Токарев Д.В., Ахмадеев М.Г., Зиятдинова Н.М. Математическое моделирование процессов и аппаратов нефтегазовой отрасли: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– 69 с.
12 Токарев Д.В. Информационное обеспечение анализа промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– 85 с.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ:
13 Информационно-аналитический комплекс «Промышленная безопасность» Версия 1.0. /Токарев Д.В., Зиятдинова Н.М. //Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. – М.: Роспатент. – 2011. - №2011610566.
В других изданиях:
14 Токарев Д.В., Тангатаров А.Ф. Страхование – эффективный способ управления риском //Проблемы прогнозирования, предотвращения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: материалы всероссийской научно-технической конференции. Уфа: Изд-во ГУП «НИИБЖД РБ», 2000.– С. 215-216.
15 Токарев Д.В., Филиппов В.Н. Задачи анализа безопасности в структуре интегрированных АСУ производств ТЭК //Новоселовские чтения: материалы 2-й Международной научно-технической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.– С. 137-138.
16 Токарев Д.В., Зиятдинова Н.М. Информационные аспекты анализа промышленной безопасности резервуарных парков //Трубопроводный транспорт-2005: тезисы докладов учебно-научно-практической конференции /редкол.: А.М. Шаммазов и др. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2005. – С. 155-157.
17 Зиятдинова Н.М., Гольянов А.И., Токарев Д.В. Об особенностях определения расхода газа через нагнетатели газоперекачивающих агрегатов //Трубопроводный транспорт – 2006: тезисы докладов международной учебно-научно-практической конференции. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. – С. 54-55.
18 Токарев Д.В. Управление промышленной безопасностью производств нефтегазовой отрасли на основе современных информационных технологий //Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: Тезисы докладов научно-практической конференции.– Уфа: Транстэк, 2006.– С. 232-233.
19 Токарев Д.В. Системы поддержки принятия решений в задачах управления промышленной безопасностью производств нефтегазовой отрасли //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе: материалы научно-практической конференции. – Уфа: Нефтеавтоматика. – 2006. – С. 46-47.
20 Зиятдинова Н.М., Токарев Д.В., Гольянов А.И., Зозуля Ю.И. Разработка математической модели расчета индивидуальных газодинамических характеристик нагнетателей газоперекачивающих агрегатов //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе: материалы научно-практической конференции. – Уфа: Нефтеавтоматика. – 2007. – С. 38-39.
21 Токарев Д.В. О некоторых результатах анализа промышленной безопасности резервуарных парков //Обеспечение промышленной безопасности на предприятиях нефтяной и газовой отрасли: сборник научных трудов /редкол.: Н.Х. Абдрахманов и др.– Уфа: изд-во УГНТУ, 2007.– С. 77-79.
22 Токарев Д.В Распознавание образов отказов резервуаров на основе нейросетевых технологий //Промышленная безопасность на взравопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– С. 94-100.
23 Токарев Д.В. Методика выбора информативных параметров о безопасности технологического процесса на производствах нефтегазовой отрасли //Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– С. 101-104.
24 Токарев Д.В. Применение метода «деревьев событий» при анализе промышленной безопасности предприятий нефтегазовой отрасли //Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– С. 105-111.
25 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. О минимизации технического риска магистральных нефтепроводов на этапе проектирования //Трубопроводный транспорт – 2008: материалы IV Международной учебно-научно-практической конференции.– Уфа: Типография УГНТУ, 2008. – С. 110-112.
26 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. Экспертные оценки при страховании рисков эксплуатации магистральных нефтепроводов //Трубопроводный транспорт – 2008: материалы IV Международной учебно-научно-практической конференции.– Уфа: Типография УГНТУ, 2008. – С. 107-109.
27 Токарев Д.В., Хасанова Э.И. Управление промышленной безопасностью нефтепроводов на основе использования страхового механизма снижения риска //Актуальные вопросы экономики топливно-энергетического комплекса: межвуз. сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. – Вып. 1. /редкол.: А.М. Фаттахов и др.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– С. 236-241.
28 Токарев Д.В. Информационное обеспечение анализа промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли //Инновации и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности: сборник трудов всероссийской научно-практической конференции /редкол.: Ю.Р. Абдрахимов и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. – С. 51-56.
29 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А., Хасанова Э.И. Модель страхования технических рисков эксплуатации магистральных нефтепроводов //Инновации и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности: сборник трудов всероссийской научно-практической конференции /редкол.: Ю.Р. Абдрахимов и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. – С. 57-59.
30 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. Давлетшина Л.М. Система поддержки принятия решений при управлении промышленной безопасностью магистральных нефтепроводов на этапе проектирования //Инновации и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности: сборник трудов всероссийской научно-практической конференции /редкол.: Ю.Р. Абдрахимов и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. – С. 60-62.
31 Токарев Д.В. Процедура автоматизированного сбора данных о безопасности технологических процессов в нефтегазовой отрасли //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе-2008: материалы научно-практической конференции. – Уфа: Нефтеавтоматика. – 2008. – С. 44-45.
32 Токарев Д.В., Зозуля Ю.И., Фазлетдинов Р.А. Диагностика отказов технологического оборудования резервуарных парков на основе нейросетевых технологий //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе-2008: материалы научно-практической конференции. – Уфа: Нефтеавтоматика. – 2008. – С. 46-47.
33 Токарев Д.В. О некоторых аспектах современного понимания техногенного риска //Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. – №24. – С. 67-71.
34 Токарев Д.В. Об управлении промышленной безопасностью на объектах трубопроводного транспорта //Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009.– С. 266-268.
35 Токарев Д.В. Ведение информационных карточек параметров технологического процесса в резервуарном парке //Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009.– С. 269-271.
36 Токарев Д.В. Об управлении промышленной безопасностью на основе энтропийного подхода //Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: Материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009.– С. 272-278.
37 Токарев Д.В., Зиятдинова Н.М. О программном обеспечении мониторинга отказов технологического оборудования резервуарных парков //Инновации и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности опасных производственных объектов: Материалы 2-ой Всероссийской научно-практической конференции: 29 апреля 2009г. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. – С. 53-57.
38 Токарев Д.В. О концепции дуального управления промышленной безопасностью производств нефтегазовой отрасли //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе-2009: материалы научно-практической конференции. – Уфа: Нефтеавтоматика.– 2009.– С. 57-58.
39 Токарев Д.В. Информационно-аналитический комплекс сбора и анализа данных о безопасности технологических процессов трубопроводного транспорта //Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе-2009: материалы научно-практической конференции.– Уфа: Нефтеавтоматика.– 2009.– С. 58-59.
40 Токарев Д.В., Зиятдинова Н.М. Значимость входной информации. Информационно-аналитический комплекс сбора и анализа данных о безопасности технологического процесса в резервуарном парке предприятия трубопроводного транспорта нефтепродуктов //Технадзор.– 2009.– №9.– С.84.
41 Токарев Д.В. Об IDEF0-модели процедуры формирования отчета о промышленной безопасности на предприятиях трубопроводного транспорта //Трубопроводный транспорт – 2009: материалы V Международной учебно-научно-практической конференции.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. – С. 140-142.
42 Токарев Д.В. Информационная энтропия как инструмент управления промышленной безопасностью //Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: материалы научно-практической конференции.– Уфа: ИПТЭР.– 2010.– С. 324-325.
43 Токарев Д.В., Фазлетдинов Р.А. Об автоматизированной процедуре выбора безопасной трассы магистрального нефтепровода //Проблемы безопасности и защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций: материалы международной научно-практической конференции.– Уфа: УГАТУ.– 2010.– С. 13-19.
44 Токарев Д.В. О дуальности управления промышленной безопасностью в нефтегазовой отрасли //Проблемы управления и автоматизации технологических процессов и производств: сборник трудов всероссийской научно-технической конференции.– Уфа: УГНТУ.– 2010.– С. 314-318.
45 Токарев Д.В., Зиятдинова Н.М. Программный модуль мониторинга отказов оборудования резервуарных парков предприятий добычи и транспорта нефти //Проблемы управления и автоматизации технологических процессов и производств: сборник трудов всероссийской научно-технической конференции.– Уфа: УГНТУ.– 2010.– С. 319-320.
