Игорь А. Тарарычкин – доктор технических наук, профессор
Луганск
Igor A. Tararychkin, Doctor of Engineering, Professor
Lugansk
Введение. Трубопроводные транспортные системы применяются в различных отраслях промышленного производства при доставке потребителям разнообразных веществ и материалов. Если при развитии аварийной ситуации происходит последовательный переход в состояние неработоспособности случайным образом некоторого количества линейных элементов (трубопроводов), то такой сценарий развития событий называется прогрессирующим повреждением. Если в состояние неработоспособности переходят сразу несколько сходящихся в узел трубопроводов, то такой точечный элемент системы оказывается блокированным. Последовательный переход узлов системы в случайном порядке в состояние блокировки называется прогрессирующей блокировкой. Одновременное развитие в системе процессов прогрессирующего повреждения линейных элементов и блокировки транспортных узлов представляет собой смешанное повреждение. Смешанное повреждение является опасным вариантом аварийной ситуации, а его развитие приводит к быстрой деградации транспортных возможностей системы.
Целью работы является изучение особенностей и закономерностей процесса смешанного повреждения сетевых структур трубопроводных систем, а также оценка способности таких структур противостоять его развитию.
Методы исследования. Определение характеристик стойкости сетевых объектов к развитию процесса смешанного повреждения выполнялось с использованием метода имитационного компьютерного моделирования. При этом характер воздействия на систему задавался при помощи циклограммы, целочисленные параметры которой указывают на чередование процессов последовательного повреждения линейных элементов и узлов сетевой структуры.
Результаты. Установлено, что корректное сравнение стойкости различных сетевых структур к смешанному повреждению возможно только в отношении сопоставимых объектов. Для этого анализируемые системы должны иметь в своем составе одинаковое количество узлов, линейных элементов и потребителей целевого продукта. Кроме того, указанные системы должны быть подвергнуты воздействиям с одинаковой циклограммой. Показано, что соотношение стойкости сопоставимых сетевых структур не зависит от конкретного вида циклограммы смешанного повреждения, а определяется характером действующих внутрисистемных связей.
Выводы. Смешанное повреждение представляет собой опасный сценарий развития аварийной ситуации и сопровождается быстрой деградацией транспортных возможностей трубопроводных систем. Способность сетевых структур трубопроводных систем противостоять развитию процесса смешанного повреждения оценивается при помощи показателей, которые устанавливаются с использованием метода имитационного моделирования. Корректное сравнение стойкости к смешанному повреждению различных структур возможно только в случае их сопоставимости. Для этого они должны иметь в своем составе одинаковое количество узлов, линейных элементов и потребителей продукта. Кроме того, такие системы должны быть подвергнуты процедуре повреждения с одинаковой циклограммой. Соотношение стойкости сетевых структур удовлетворяющих условиям сопоставимости не зависит от принятой циклограммы повреждения, а определяется имеющимся набором внутрисистемных связей.
Pipeline transportation systems are used in various industries for the purpose of delivering various substances and materials to consumers. If, as the result of an accident development, a certain number of random linear elements (pipelines) consecutively fail, such scenario of events is called progressive damage. If several pipelines converging at a node fail simultaneously, such point element of the system is blocked. Progressive blocking of a certain set of nodes of a pipeline system in random order is called a progressive blocking. Simultaneous development within a system of progressive damage to linear elements and blocking of transportation nodes represents mixed damage. Mixed damage is a hazardous form of emergency, and its development causes fast degradation of a system’s transportation capabilities.
The Aim of the paper is to study the characteristic properties and patterns of the progress of mixed damage affecting network structures of pipeline systems, as well as evaluating such systems’ capability to resist its development.
Methods of research. The characteristics of network entities’ resilience to the development of mixed damage were identified by means of computer simulation. The nature of the effects to which a system is exposed was defined with a cyclogram, whose integer parameters indicate the alternation of the process of sequential damage of linear elements and nodes of a network structure.
Results. It has been established that a correct comparison of the resilience of various network structures to mixed damage is only possible with regard to comparable facilities. For that purpose, the analyzed systems must have identical numbers of nodes, linear elements and end product consumers. Additionally, such systems must be exposed to effects with identical cyclograms. It is shown that the correlation of the resilience of comparable network structures does not depend on the specific type of mixed damage cyclogram, but is defined by the nature of the connections within a particular system.
Conclusions. Mixed damage is a hazardous development scenario of an emergency situation that is associated with rapid degradation of the transportation capacity of pipeline systems. The ability of network structures of pipeline systems to resist mixed damage is evaluated based on indicators that are defined by means of simulation. A correct comparison of the resilience of various structures to mixed damage is only possible in case they are comparable. For that purpose, they must have identical numbers of nodes, linear elements and product consumers. Additionally, such systems must be exposed to damage procedures with identical cyclograms. The correlation of the resilience of network structures that comply with the comparability conditions does not depend on the adopted damage cyclogram, but is defined by the existing set of connections within a particular system.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.