Детальная информация

Цель дипломной работы — разработка методики подбора сил и средств ликвидации межсистемных аварий на инфраструктурно сложных территориях, основанной на анализе сценариев, имитационном моделировании и учёте особенностей городской инженерной инфраструктуры. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: 1. Проанализировать нормативные, теоретические и инфраструктурные основы функционирования систем жизнеобеспечения в зоне ответственности ПАО «ТГК-1» с целью выявления факторов, способствующих распространению межсистемных аварий. 2. Разработать математическую и имитационную модель распространения аварийных воздействий в инфраструктурно сложной городской среде с учётом стохастических факторов. 3. Оценить последствия типовых сценариев межсистемных аварий и на их основе сформировать систему классификации по уровням тяжести с учётом ущерба, времени простоя, масштаба эвакуации и вероятности реализации. 4. Обосновать численность и состав сил и средств, необходимых для ликвидации последствий межсистемных аварий, с использованием разработанного алгоритма расчёта и цифровой реализации. Объектом исследования является система обеспечения реагирования на межсистемные аварии в инфраструктурно сложных территориях. Предметом исследования являются алгоритмы и методы подбора сил и средств для ликвидации последствий межсистемных аварий с использованием математического моделирования. В результате проведённой работы была представлена классификация тяжести межсистемных аварий с учётом параметров ущерба, времени простоя, числа эвакуируемых и вероятности возникновения. Также изложен подход к построению математической модели, позволяющей рассчитывать требуемое количество сил и средств с учётом особенностей сценария развития аварии. Методика включает интеграцию факторов риска, нормативных требований и сценарного анализа, что отражает системный подход к решению задачи. Также была проведена цифровая реализация разработанного алгоритма с использованием языка программирования Python. В процессе подготовки диплома использовался следующий перечень используемых информационных технологий, в том числе программное обеспечение, облачные сервисы, базы данных и прочие сквозные цифровые технологии: официальный интернет-портал правовой информации (pravo.gov.ru), электронная библиотека СПбПУ (elib.spbstu.ru), научная электронная библиотека (www.elibrary.ru), кроссплатформенная справочная правовая система «КонсультантПлюс», язык программирования Python, с применением библиотек NumPy, Pandas, Matplotlib, Microsoft Excel. По итогам проведённой работы были разработаны модель и методика расчёта сил и средств при планировании и ликвидации последствий межсистемных аварий на объектах критической инфраструктуры. Результаты исследования могут использоваться при разработке планов гражданской обороны и предупреждения чрезвычайных ситуаций, в цифровых системах поддержки принятия решений, а также при подготовке нормативно-методических материалов для организаций энергетического сектора и органов управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям (ГО и ЧС).

The purpose of the thesis is to develop a methodology for selecting forces and means to eliminate intersystem accidents in infrastructurally complex territories, based on scenario analysis, simulation modeling and taking into account the features of urban engineering infrastructure. To achieve this goal, the following tasks are being solved: 1. To analyze the regulatory, theoretical and infrastructural foundations of the functioning of life support systems in the area of responsibility of PJSC TGC-1 in order to identify factors contributing to the spread of intersystem accidents. 2. To develop a mathematical and simulation model for the propagation of emergency impacts in an infrastructurally complex urban environment, taking into account stochastic factors. 3. To assess the consequences of typical scenarios of intersystem accidents and, based on them, to form a classification system by severity levels, taking into account damage, downtime, scale of evacuation and probability of implementation. 4. To substantiate the number and composition of forces and means necessary to eliminate the consequences of intersystem accidents using the developed calculation algorithm and digital implementation. The object of the study is a system for responding to intersystem accidents in infrastructurally complex territories. The subject of the research is algorithms and methods for selecting forces and means to eliminate the consequences of intersystem accidents using mathematical modeling. As a result of the work carried out, a classification of the severity of intersystem accidents was presented, taking into account damage parameters, downtime, the number of evacuees and the likelihood of occurrence. An approach to the construction of a mathematical model is also described, which makes it possible to calculate the required amount of forces and means, taking into account the specifics of the accident scenario. The methodology includes the integration of risk factors, regulatory requirements and scenario analysis, which reflects a systematic approach to solving the problem. A digital implementation of the developed algorithm using the Python programming language was also carried out. During the preparation of the diploma, the following list of information technologies was used, including software, cloud services, databases and other end-to-end digital technologies: the official Internet portal of legal information (pravo.gov.ru ), SPbPU Electronic Library (elib.spbstu.ru ), scientific electronic library (www.elibrary.ru ), cross-platform legal reference system "ConsultantPlus", the Python programming language, using NumPy, Pandas, Matplotlib, and Microsoft Excel libraries. Based on the results of the work carried out, a model and methodology for calculating forces and means in planning and eliminating the consequences of intersystem accidents at critical infrastructure facilities were developed. The research results can be used in the development of civil defense and emergency prevention plans, in digital decision support systems, as well as in the preparation of regulatory and methodological materials for energy sector organizations and civil defense and emergency management bodies.