Застосування логіко-імовірнісного методу дерев відмов і несправностей для прогнозування аварійних ситуацій на напірних гідроспорудах (на прикладі Каховського гідровузла)

Автор(и)

  • Dmytro Stefanyshyn Інститут телекомунікацій та глобального інформаційного простору НАН України бул. Чоколівский, 13, м. Київ, Україна, 03186, Україна https://orcid.org/0000-0002-7620-1613
  • Daniel Benatov Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37 м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-9626-6759

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208467

Ключові слова:

Каховський гідровузол, напірні гідроспоруди, оцінка впливу на довкілля, сценарій аварії, техногенна безпека

Анотація

Розглянуто задачу прогнозування аварійних ситуацій на гідроспорудах гідровузла, що формують його напірний фронт, на основі застосування логіко-імовірнісного підходу.

Актуальність проведених досліджень та їх практична значимість обумовлюється нагальними потребами оцінки відповідності безпеки гідроспоруд положенням міжнародних стандартів безпеки та чинним нормам національного законодавства. Так, у звітах з оцінки впливу гідроспоруд на довкілля мають бути представлені результати оцінювання додаткового ризику виникнення аварійних ситуацій на гідровузлі. Вказане оцінювання, в свою чергу, потребує аналізу ймовірностей виникнення аварій на гідровузлі до і після нового будівництва.

У запропонованому досліджені, на прикладі Каховського гідровузла (Україна), встановлено системний характер можливих причин виникнення аварій на напірних гідроспорудах у складі гідровузлів. Аварія на гідровузлі розглядається як складна природно-техногенна подія, що пов’язана з різними природними і техногенними факторами. Оцінювання повної (узагальненої) ймовірності аварії на гідровузлі здійснюють логіко-імовірнісним методом дерев відмов і несправностей, що ґрунтується на дедуктивному підході. Розраховано верхні граничні оцінки ймовірностей виникнення цих подій на окремих гідроспорудах гідровузла і узагальнену оцінку ймовірності аварії на гідровузлі в цілому. Встановлено, що ймовірність аварії в залежності від гідроспоруди гідровузла може змінюватися. У випадку Каховського гідровузла вона змінюється в межах від 2.1×10–6, рік–1, на русловій земляній греблі, до 5.6×10–6, рік–1, на водозливній греблі. Повна ймовірність аварії на гідровузлі складає 2.35×10–5, аварійних подій на рік. Втім, вказані оцінки не перевищують допустимого значення 5×10–5, рік–1, що регламентовані для гідроспоруд відповідного класу відповідальності за наслідками. Таким чином зроблено висновок, що поточну надійність та безпеку гідроспоруд Каховського гідровузла можна визнати як достатню

Біографії авторів

Dmytro Stefanyshyn, Інститут телекомунікацій та глобального інформаційного простору НАН України бул. Чоколівский, 13, м. Київ, Україна, 03186

Доктор технічних наук, професор, провідний науковий співробітник

Daniel Benatov, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37 м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра екології та технології рослинних полімерів

Посилання

  1. Kakhovska HES imeni P.S. Neporozhnoho. Available at: https://uhe.gov.ua/filiyi/kakhovska_hes_imeni_p_s_neporozhnoho
  2. DBN V.2.4-3:2010. Hidrotekhnichni, enerhetychni ta melioratyvni systemy i sporudy, pidzemni hirnychi vyrobky. Hidrotekhnichni sporudy. Osnovni polozhennia. Available at: https://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/1-1-0-802
  3. Prohrama rozvytku hidroenerhetyky na period do 2026 roku. Skhvaleno rozporiadzhenniam Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 13 lypnia 2016 r. N 552-r. Available at: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/552-2016-%D1%80#n7
  4. Stefanyshyn, D. V. (2010). Pro perspektyvy hidroenerhetyky v Ukraini ta vybir variantu rozvytku Dniprovskoho kaskadu z vrakhuvanniam ryzyku. Hidroenerhetyka Ukrainy, 3, 5–11. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/38734/02-Stephanishin.pdf?sequence=1
  5. Pro otsinku vplyvu na dovkillia. Zakon Ukrainy N 2059-VIII vid 23.05.2017 r. Available at: http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2059-19
  6. Otsinka vplyvu na dovkillia. Yedynyi reiestr. Available at: http://eia.menr.gov.ua/
  7. Stefanyshyn, D. V. (2011). Prohnozuvannia avariy na hrebliakh v zadachakh otsinky y zabezpechennia yikh nadiynosti ta bezpeky. Hidroenerhetyka Ukrainy, 3-4, 52–60. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/57960/13-Stefanishin.pdf?sequence=1
  8. Romanchuk, K. H., Stefanyshyn, D. V. (2014). Imovirnisne modeliuvannia stsenariyiv dvokh netypovykh avariy na hidroenerhetychnykh obiektakh. Hidroenerhetyka Ukrainy, 2-3, 20–25. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/141544/06-Romanchuk.pdf?sequence=1
  9. Obiekty krytychnoi infrastruktury ta obiekty krytychnoi informatsiynoi infrastruktury v yevropeiskykh krainakh. Informatsiyna dovidka, pidhotovlena Yevropeiskym informatsiyno-doslidnytskym tsentrom na zapyt Aparatu Verkhovnoi Rady Ukrainy. Available at: http://euinfocenter.rada.gov.ua/uploads/documents/29297.pdf
  10. Putrenko, V., Benatov, D., Stefanyshyn, D. (2016). A geoinformation system of “the hydrocomplexes of Ukraine” as an important part in supporting managerial decisions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (3 (79)), 46–53. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.61135
  11. Green paper on critical infrastructure protection in Ukraine. Proceedings of International Expert Meetings (2015). Kyiv, 176. Available at: http://old2.niss.gov.ua/public/File/2016_book/Syxodolya_ost.pdf
  12. Metodyka identyfikatsiyi potentsiyno nebezpechnykh obiektiv. Zatverdzhena nakazom MNS Ukrainy vid 23.02.2006 r. za N 98. Zareiestrovano v Ministerstvi yustytsiyi Ukrainy vid 20.03.2006 r. za N 286/12160. Available at: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z0286-06
  13. Pro obiekty pidvyshchenoi nebezpeky. Zakon Ukrainy N 2245-III vid 26.04.2014 р. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2245-14
  14. Veksler, A. B., Ivashintsov, D. A., Stefanishin, D. V. (2002). Nadezhnost', sotsial'naya i ekologicheskaya bezopasnost' gidrotehnicheskih obektov: otsenka riska i prinyatie resheniy. Sankt-Peterburg: VNIIG im. B.E. Vedeneeva, 591.
  15. Ivashintsov, D. A., Stefanishin, D. V., Veksler, A. B. (1993). Ecological and sociodemographic consequences of hydrotechnical construction (Problems of safety and risk). Hydrotechnical Construction, 27 (12), 685–691. doi: https://doi.org/10.1007/bf01545709
  16. Stefanyshyn, D. V. (2012). Statystychni otsinky zhyvuchosti hrebel. Ekolohichna bezpeka ta pryrodokorystuvannia, 11, 53–61. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/57554/06-Stefanishyn.pdf?sequence=1
  17. Stefanishin, D. V. (2008). Breakdown forecast of the designing and constructing dams using the statistical analysis results of the previous breakdowns. Izvestiya VNIIG im. B. E. Vedeneeva, 251, 3–9. Available at: http://www.vniig.rushydro.ru/file/main/vniig/company/activity/publications/collection/5843.html/Volume_251.pdf
  18. Rzhanitsyn, A. R. (1978). Teoriya rascheta stroitel'nyh konstruktsiy na nadezhnost'. Moscow, 239. Available at: https://dwg.ru/lib/1942
  19. Bolotin, V. V. (1981). Metody teorii veroyatnostey i teorii nadezhnosti v raschetah sooruzheniy. Moscow, 351.
  20. Barlou, R., Proshan, F. (1984). Statisticheskaya teoriya nadezhnosti i ispytaniya na bezotkaznost'. Moscow, 328.
  21. Augusti, G., Baratta, A., Kashiati, F. (1988). Veroyatnostnye metody v stroitel'nom proektirovanii. Moscow, 584.
  22. Bolotin, V. V. (1990). Resurs mashin i konstruktsiy. Moscow, 448.
  23. Kumamoto, H., Henley, E. J. (1996). Probabilistic risk assessment and management for engineers and scientists. IEEE Press, 620. doi: https://doi.org/10.1109/9780470546277
  24. The use of risk analysis to support dam safety decisions and management (2000). Trans. of the 20-th Int. Congress on Large Dams. Vol. 1. Q. 76. Beijing-China, 896.
  25. Risk Assessment in Dam Safety Management. A reconnaissance of benefits, methods and current applications (2005). CIGB/ICOLD, 276.
  26. Bellendir, E. N., Ivashintsov, D. A., Stefanishin, D. V. et. al. (2003). Veroyatnostnye metody otsenki nadezhnosti gruntovyh gidrotehnicheskih sooruzheniy. Vol. 1. Sankt-Peterburg: Izd-vo OAO «VNIIG im. B. E. Vedeneeva», 524.
  27. ICOLD Bulletin 99. Dam Failures: Statistical Analysis (1995). ICOLD. Bulletin No. 99. Paris, 216.
  28. Mirtshulava, Ts. E. (2003). Opasnosti i riski na nekotoryh vodnyh i drugih sistemah. Vidy, analiz, otsenka. Tbilisi, 538.
  29. Polovko, A. M., Gurov, S. V. (2006). Osnovy teorii nadezhnosti. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg, 552. Available at: https://ru.b-ok2.org/book/2074949/e16502
  30. Perel'muter, A. V. (2007). Izbrannye problemy nadezhnosti i bezopasnosti stroitel'nyh konstruktsiy. Moscow: Izdatel'stvo ASV, 255.
  31. Ryabinin, I. A. (2007). Nadezhnost' i bezopasnost' strukturno-slozhnyh sistem. Sankt-Peterburg: Izdatel'stvo SPbGU, 276.
  32. Seismic danger. World data center for geoinformatics and sustainable development. Available at: http://wdc.org.ua/uk/node/178
  33. Vaynberg, A. I. (2008). Nadezhnost' i bezopasnost' gidrotehnicheskih sooruzheniy. Izbrannye problemy. Kharkiv: Tyazhpromavtomatika, 304.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Stefanyshyn, D., & Benatov, D. (2020). Застосування логіко-імовірнісного методу дерев відмов і несправностей для прогнозування аварійних ситуацій на напірних гідроспорудах (на прикладі Каховського гідровузла). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2 (106), 55–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208467

Номер

Том 4 № 2 (106) (2020): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Dmytro Stefanyshyn, Daniel Benatov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.