Введение к работе
Актуальность темы. На российском рынке природного газа для социально значимых категорий потребителей - населения, организаций коммунального комплекса и бюджетных потребителей, с каждым годом поставляется все больше газа. Внутридомовое газовое оборудование, эксплуатируемое населением, потребляет значительный объем газа, поставляемого ООО «Газпром межре- гионгаз».
Безопасная эксплуатация внутридомового газового оборудования приобретает в Российской Федерации все большую актуальность. В последние годы регулярно происходят взрывы бытового газа в помещениях, связанные с эксплуатацией внутридомового газового оборудования, особенно в осеннее - зимний период, что указывает на то, что проблемы технического состояния и обслуживания внутридомового газового оборудования имеют системный характер. Статистика пожаров и взрывов, связанных с использованием природного газа, показывает, что наибольший риск аварий по сравнению с газораспределительными сетями, объектами энергетики, промышленности и транспорта имеется при использовании внутридомового газового оборудования.
Наиболее часто различные инциденты и аварии возникают в местах непосредственного контакта газораспределительных сетей и потребителей газа, т.е. в местах прокладки внутридомовых газовых сетей и установки внутридомового газового оборудования. Также растет количество аварий, вызванных неудовлетворительным техническим состоянием и обслуживанием внутридомового газового оборудования.
В этих условиях средством повышения надежности эксплуатации оборудования наряду с заменой устаревшего оборудования становится улучшение обслуживания, использование новых критериев оценки надежности внутридо- мового газового оборудования и новые методики оценки работы ремонтных служб. Все эти задачи требуют разработки новых методик, алгоритмов и программ.
В контексте рассматриваемых задач необходимы дальнейшие комплексные междисциплинарные исследования проблем обеспечения надежности внутридомового газового оборудования.
В этой связи управление надежностью внутридомового газового оборудования является актуальной научно-технической задачей.
Цель работы: Управление надежностью внутридомового газового оборудования.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи исследования:
разработка модели управления надежностью внутридомового газового оборудования;
создание методики прогнозирования параметра потока отказов внутри- домового газового оборудования;
разработка методики прогнозирования параметра потока восстановления внутридомового газового оборудования;
создание алгоритма определения оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб;
реализация модели управления надежностью внутридомового газового оборудования на ЭВМ.
Научная новизна:
-
Предложена модель управления надежностью внутридомового газового оборудования, отличающаяся от существующих использованием разработанных автором методики прогнозирования потока отказов, методики прогнозирования потока восстановления и алгоритма прогнозирования параметров работы ремонтных служб.
-
Новизной разработанной методики прогнозирования параметра потока отказов внутридомового газового оборудования является использование нейросетевых технологий, не зависящих от распределения исходных данных и способных выполнить прогноз в случае большого числа влияющих факторов. Методика прогнозирования реализована в виде программы в среде пакета MatLab - Simulink - Neural Network Toolbox.
-
При разработке новой методики прогнозирования параметра потока восстановления внутридомового газового оборудования использовано полученное с помощью метода динамики средних обыкновенное дифференциальное уравнение, определяющее связь параметра потока восстановления с критерием надежности и параметром потока отказов. Начальным условием для решения уравнения является начальное значение критерия надежности.
-
На основе теории массового обслуживания разработан алгоритм определения оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб, обеспечивающих заданный уровень надежности внутридомового газового оборудования. Для прогнозирования параметров работы ремонтных служб разработана программа в среде пакета MatLab - Simulink, дающая возможность гибкого управления надежностью внутридомового газового оборудования в зависимости от изменяющихся условий его эксплуатации.
-
На основе полученных методик и алгоритма разработаны программные модули управления надежностью внутридомового газового оборудования с использованием быстрого и надежного сервера системы управления базами данных MySQL, не имеющего лицензионных ограничений и языка программирования С++, обеспечивающего эффективное выполнение расчетов. Использование программных модулей управления надежностью внутридомового газового оборудования позволяет повысить эффективность работы ремонтных подразделений газораспределительной организации и поддерживать на высоком уровне безопасность эксплуатации внутридомового газового оборудования.
Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на методах теории вероятностей, математической статистики, теории систем массового обслуживания и математического моделирования. Основные допущения, принятые в работе, широко используются в работах других авторов. В работе используется широко распространенный пакет для математических расчетов MatLab. Адекватность моделей оценивалась путем сопоставления расчетных данных с реальными показателями.
Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические положения и практические результаты обеспечивают повышение надежности эксплуатации внутридомового газового оборудования. Получены методики, комплексно увязывающие повышение надежности эксплуатации внутридомового газового оборудования и проблемы его обслуживания. Полученные результаты могут использоваться в производственной практике эксплуатации пространственно распределенного оборудования.
На защиту выносятся:
модель управления надежностью внутридомового газового оборудования;
методика прогнозирования параметра потока отказов внутридомового газового оборудования;
методика прогнозирования параметра потока восстановления внутридо- мового газового оборудования;
алгоритм определения оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб;
программные модули управления надежностью внутридомового газового оборудования.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж 20092012).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ общим объемом 37 стр. Личный вклад автора составляет 24 стр.
Три статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов: «Вестник Воронежского государственного технического университета», «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура».
В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работе [1] приведены результаты анализа состава внутридомового газового оборудования на примере г. Воронежа и распределение общего количества оборудования по срокам эксплуатации; в работе [2] предложен критерий оценки надежности внутридомового газового оборудования, получены дифференциальные уравнения для определения критерия надежности и решения этих уравнений; в работе [3] разработана модель выполнения заявок на ремонт оборудования на основе теории массового обслуживания и рассчитаны основные характеристики этой модели аналитически и в среде моделирования пакета MatLab - Simulink.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 107 наименований и приложения. Общий объем работы составляет 117 страниц машинописного текста, включая 3 таблицы и 58 рисунков.
