Оценка геокриологических рисков трассы линейной части подземного трубопровода, проложенного в многолетнемерзлых грунтах

Проблема прогнозирования и оценки состояния подземных магистральных трубопроводов, проложенных в криолитозоне, относится к числу наиболее актуальных, приоритетных направлений фундаментальных и прикладных исследований, так как нарушение их работы влияет на безопасность региона. Реальную опасность для подземных магистральных трубопроводов, проложенных в криолитозоне, представляет изменение состояния мерзлого грунта вокруг трубопровода, которое может привести к неравномерной просадке или выпучиванию грунта и, как следствие, к изгибу и повреждению трубопровода. Одним из методов обнаружения и идентификации опасных геокриологических процессов является геотехнический мониторинг, при котором в результате различных обследований оценивается состояние природно-технической системы. Материалы геотехнического мониторинга представляют собой разнородные, зависящие от многих факторов, взаимосвязанные данные. В результате анализа литературы, статистических данных по авариям и отказам аналогичных трубопроводов, знаний экспертов были определены факторы (концепты), получаемые из материалов геотехнического мониторинга и влияющие на динамику геокриологических процессов, поражающих трассу трубопровода. Анализ подобных слабоструктурированных данных сопряжен со многими трудностями и может быть выполнен с использованием методов когнитивного моделирования и технологий. В данной работе рассматривается оценка вероятности активизации геокриологических процессов на участке прохождения трубопровода и ранжирование участков трубопровода по степени опасности развития геокриологических процессов с использованием нечеткой логики и данных геотехнического мониторинга. Предложенная модель выполняется в среде Fuzzy Logic MATLAB с использованием алгоритма Мамдани. Результаты показывают,что данная модель может быть использована как инструмент анализа  геокриологических рисков в задачах ранжирования участков магистрального трубопровода большой протяженности по степеням опасности на многолетнемерзлых грунтах.

1. Слепцов О. И., Левин А. И., Стручкова Г. П., Семенова Т. И. Безопасность газодобывающей отрасли. В кн.: Безопасность Республики Саха (Якутия): социальные, экономические и техногенные проблемы / Под ред. В. Ю. Фридовского, В. А. Прохорова. Новосибирск: Наука, 2008. 296 с. Раздел 4. С. 249—257.

2. Слепцов О. И., Лыглаев А. В., Капитонова Т. А., Стручкова Г. П. Исследование техногенных аварий и антропогенных воздействий на экологическую безопасность Республики Саха (Якутия) // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2007. № 4. С. 88—94.

3. Ахметханов Р. С., Дубинин Е. Ф., Куксова В. И. Применение нечетких множеств при оценке и управлении рисками // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2015. № 4. С. 56—71.

4. Ali Jamshidi, Abdolreza Yazdani-Chamzini, Siamak Haji Yakhchali, Sohrab Khaleghi. Developing a new fuzzy inference system for pipeline risk assessment // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2013. V. 26. Issue 1, January. P. 197—208.

5. Anjuman Shahriar, Rehan Sadiq, Solomon Tesfamariam. Risk analysis for oil & gas pipelines: A sustainability assessment approach using fuzzy based bow-tie analysis // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2012. Vol. 25. Issue 3, May. P. 505—523.

6. Капитонова Т. А., Стручкова Г. П., Левин А. И. Анализ оценки риска магистрального газопровода Мастах — Бэргэ — Якутск, проложенного в криолитозоне // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2018. № 6. С. 34—43.

7. Лисанов М. В., Сумской С. И., Савина А. В. и др. Анализ риска магистральных нефтепроводов при обосновании проектных решений, компенсирующих отступления от действующих требований безопасности // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 3. С. 51—59

8. Лисанов М. В., Савина А. В., Дегтярев Д. В., Самусева Е. А. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 3. С. 51—59.

9. Чухарева Н. В., Савицкий Р. В., Блохина О. Л. Анализ развития аварийных ситуаций при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем в условиях Западной Сибири // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. S2. С. 454—460.

10. Аверкин А. Н. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта. М.: Книга по требованию. 2012. 312 с.

11. Леоненков А. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTech. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736 с.

12. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. М.: Горячая линия — Телеком. 2007. 288 с.