Розробка математичних моделей та оптимізація режимів роботи станції підігріву нафти магістральних нафтопроводів в умовах нечіткості вихідної інформації
| Autor: | Batyr Orazbayev, Zhadra Moldasheva, Kulman Orazbayeva, Valentina Makhatova, Lyailya Kurmangaziyeva, Aigul Gabdulova |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
багатокритеріальний вибір
main oil pipelines Energy Engineering and Power Technology Industrial and Manufacturing Engineering магістральні нафтопроводи нечеткая информация нечітка інформація multi-criteria selection Management of Technology and Innovation лицо принимающее решение оптимізація T1-995 Industry математические модели Electrical and Electronic Engineering многокритериальный выбор Technology (General) decision-maker Applied Mathematics Mechanical Engineering эвристический метод особа яка приймає рішення магистральные нефтепроводы fuzzy information оптимизация HD2321-4730.9 Computer Science Applications heuristic method Control and Systems Engineering станція підігріву нафти евристичний метод станция подогрева нефти oil heating station математичні моделі mathematical models optimization |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 6, Iss 2 (114), Pp 147-162 (2021) Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 2 (114) (2021): Information technology. Industry control systems; 147-162 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 2 (114) (2021): Информационные технологии. Системы управления в промышленности; 147-162 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 2 (114) (2021): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості; 147-162 |
| ISSN: | 1729-4061 1729-3774 |
| Popis: | The relevance of the study is substantiated by the fact that when managing the processes of oil transportation through main pipelines, it becomes necessary to determine and select the optimal operating modes of the oil pipeline units, taking into account the fuzziness of some part of the initial information. In this regard, solving the problem of multi-criteria selection of effective operating modes for an oil heating station for a hot oil pipeline system, which is often described in a fuzzy environment, based on the apparatus of fuzzy set theories, is an urgent scientific and practical problem. A method for the synthesis of models in the conditions of fuzzy output parameters of the object has been developed, with the help of which fuzzy models of the investigated oil heating station of the main oil pipeline have been built. Based on the modification and combination of various optimality principles, mathematical formulations of the problem of multi-criteria selection of effective operating modes for an oil heating station in a fuzzy environment are obtained. By modifying and adapting the principles of guaranteed results and equality in a fuzzy environment, a heuristic method has been developed for solving the formulated problem of selecting object's operation modes using the initial fuzzy information. The proposed heuristic method for multi-criteria selection in a fuzzy environment is based on the use of the experience and knowledge of the decision-maker. The proposed approach is implemented in the formulation and solution of the problem of multi-criteria selection of operating modes of the oil heating station in Atyrau of the Uzen-Atyrau-Samara main oil pipeline. As a result of the application of the proposed method, an improvement in the degree of fulfillment of a fuzzy restriction on environmental impact was achieved by 2 %, as well as the optimal values of the operating parameters of the object were improved: the temperature was reduced by 1.85 % (5.67 K), pressure – by 0.04 % (kPa) and fuel consumption – by 2.9 % (0.0002 kg/s). The obtained results have confirmed the effectiveness of the proposed approach to solving the assigned tasks. Актуальность исследования обосновывается тем, что при управлении процессами транспортировки нефти по магистральным трубопроводам возникает необходимость определения и выбора оптимальных режимов работы узлов нефтепроводов с учетом нечеткости некоторой части исходной информации. В связи с этим решение задачи многокритериального выбора эффективных режимов работы станции подогрева нефти для системы трубопроводов горячей нефти, которая часто описывается в нечеткой среде, на основе аппарата теорий нечетких множеств, является актуальной научно- практической задачей. Разработан метод синтеза моделей в условиях нечетких выходных параметров объекта, с помощью которого построены нечеткие модели исследуемой станции подогрева нефти магистрального нефтепровода. На основе модификации и сочетания различных принципов оптимальности получены математические постановки задачи многокритериального выбора эффективных режимов работы станции подогрева нефти в нечеткой среде. Путем модификации и адаптации принципов гарантированного результата и равенства в нечеткой среде разработан эвристический метод решения сформулированной задачи выбора режимов работы объекта с использованием исходной нечеткой информации. Предлагаемый эвристический метод многокритериального выбора в нечеткой среде основан на использовании опыта и знаний лица, принимающего решения. Предлагаемый подход реализован при постановке и решении задачи многокритериального выбора режимов работы станции подогрева нефти Атырау магистрального нефтепровода Узень-Атырау-Самара. В результате применения предлагаемого метода достигнуто повышение степени выполнения нечеткого ограничения воздействия на окружающую среду на 2 %, а также повышены оптимальные значения эксплуатационных параметров объекта: температура снижена на 1,85 % (5,67 K), давление – на 0,04 % (кПа), расход топлива – на 2,9 % (0,0002 кг/с). Полученные результаты подтвердили эффективность предлагаемого подхода к решению поставленных задач. Актуальність дослідження обґрунтовується тим, що при управлінні процесами транспортування нафти магістральними трубопроводами виникає необхідність визначення і вибору оптимальних режимів роботи вузлів нафтопроводів з урахуванням нечіткості деякої частини вихідної інформації. У зв'язку з цим вирішення задачі багатокритеріального вибору ефективних режимів роботи станції підігріву нафти для системи трубопроводів гарячої нафти, яка часто описується в нечіткому середовищі, на основі апарату теорій нечітких множин, є актуальним науково-практичним завданням. Розроблено метод синтезу моделей в умовах нечітких вихідних параметрів об'єкта, за допомогою якого побудовані нечіткі моделі досліджуваної станції підігріву нафти магістрального нафтопроводу. На основі модифікації і поєднання різних принципів оптимальності отримані математичні постановки задачі багатокритеріального вибору ефективних режимів роботи станції підігріву нафти в нечіткому середовищі. Шляхом модифікації та адаптації принципів гарантованого результату і рівності в нечіткому середовищі розроблено евристичний метод вирішення сформульованої задачі вибору режимів роботи об'єкта з використанням вихідної нечіткої інформації. Запропонований евристичний метод багатокритеріального вибору в нечіткому середовищі заснований на використанні досвіду і знань особи, яка приймає рішення. Запропонований підхід реалізований при постановці і вирішенні задачі багатокритеріального вибору режимів роботи станції підігріву нафти Атирау магістрального нафтопроводу Узень-Атирау-Самара. В результаті застосування запропонованого методу досягнуто підвищення ступеня виконання нечіткого обмеження впливу на навколишнє середовище на 2 %, а також підвищені оптимальні значення експлуатаційних параметрів об'єкта: температура знижена на 1,85 % (5,67 K), тиск – на 0,04 % (кПа), витрата палива – на 2,9 % (0,0002 кг/с). Отримані результати підтвердили ефективність запропонованого підходу до вирішення поставлених задач. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|