CC BY
108
ОБ ОДНОМ «ОСНОВНОМ» АЛГОРИТМЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТРАССЫ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА
Игорь Олегович Биндер
ОАО «СибНИИНП», Россия, г. Тюмень, ул. Щербакова, 160, заместитель генерального директора, директор департамента инженерных изыскания, тел. 8(3452)48-33-94, e-mail: disi@sibniinp.ru
В статье изложена суть, так называемого «основного» алгоритма трассирования магистральных газопроводов. Показано, что наряду с главным достоинством алгоритма, позволяющего выбирать вариант трассы с минимальными стоимостными затратами в указанный интервал времени, он обладает и существенным недостатком. Поскольку ни один из критериев данного алгоритма не учитывает техногенных рисков. В статье предлагается кроме критериев оптимизации по стоимости и времени учитывать критерии, характеризующие насыщенность местности буграми пучения вечной мерзлоты, перепады высот, полноту коридора коммуникаций.
Ключевые слова: основной алгоритм трассирования магистральных газопроводов, бугры пучения вечной мерзлоты, критерии оптимальности инженерных изысканий.
ABOUT ONE «MAIN» ALGORITHM OF CHOICE OF OPTIMAL VARIANT OF GAS PIPELINE ROUTE
Igor O. Binder
Deputy Director General, Director of Department of engineering survey of «СибНИИНП», Russia, Tyumen, St. Scherbakova, 160, tel. 8(3452)48-33-94, e-mail: disi@sibniinp.ru
The article describes the essence of the so-called «core» of the algorithm of trailing of the main gas pipelines. It is shown that along with the main advantage of the algorithm, which allows to choose the variant of the road with a minimum of cost of expenses in the specified interval of time, it has a significant disadvantage. Because none of the criteria of this algorithm does not take into account technological hazards. In article it is proposed in addition to the optimization criteria on cost and time take into account criteria that characterize the saturation of the countryside hills swelling of the permafrost, the elevation, the completeness of the corridor communications.
Key words: the basic algorithm of trailing of trunk gas pipelines, palsas eternal permafrost, optimality criteria of engineering-geodetic surveys.
Комплекс инженерно-геодезических изысканий для обустройства нефтегазовых месторождений приходится выполнять на территории Крайнего Севера. Главной особенностью ведения работ на этой местности является тот факт, что территория в целом, инженерные сооружения, расположенные на ней, действующие и будущие линейные коммуникации подвержены техногенным рискам. Последние, обусловлены, в том числе и наличием бугров пучения вечной мерзлоты. В этом случае качество инженерных изысканий зависит от успехов модернизации геодезического производства. Модернизация, требует активного внедрения в производство технологий на базе новейших цифровых электронных приборов и программных продуктов. Процесс внедрения новых
технологий затрудняется тем, что в действующей нормативной литературе отсутствуют рекомендации по применению технологий воздушного и наземного сканирований, георадарных обследований, на территориях инженерных изысканий для проектирования трасс трубопроводов и использовании многолучевых эхолотов на подводных переходах магистральных трубопроводов.
Цель данной статьи заключается в обосновании концепции, на базе которой могут быть разработаны рекомендации по выбору той или иной методики инженерно-геодезических изысканий с использованием различного парка геодезических приборов, для достижения требуемой точности, детальности топографических съемок, подробностей гидрографических съемок.
Существует ряд методик выбора оптимального варианта трассы, основанных на идее минимизации критериев для монотонно-убывающей функции. Так в [1, 2] предлагается методика оптимизации трассы магистрального газопровода с помощью минимизации траектории, как вектора пути по минимальной стоимости каждого этапа. Поиск оптимального варианта трассы осуществляется, так называемым «основным алгоритмом» по регулярной сетке в узлах которой указаны математические ожидания (М (Т^ ) и дисперсия (О) с фиксированным временным интервалом 10.
1/х =7х от / (1с^м(г,))
Оптимум достигается если 1/Х =шт; полагая, что 1/Х,- монотонно убывающая функция при выполнении условия;
л/М(Т) < 1о.
Главным недостатком, указанной выше методики трассирования магистральных газопроводов, как и методик, предназначенных для других линейных сооружений [ 4 ] является тот факт, что они ориентированы на достижение минимальных стоимостных и временных затрат без учета техногенных рисков. Однако, не учет последних может привести к возникновению чрезвычайных ситуаций вплоть до катастрофических.
Поэтому необходимо разработать и исследовать коэффициент оптимального проектирования и размещения инженерных сооружений на нефтегазовых месторождениях с возможными техногенными рисками, обусловленными в том числе наличием бугров пучения вечной мерзлоты.
Пусть Кст - коэффициент сложности территории на которой выполняются инженерные изыскания. Коэффициент состоит из суммы коэффициентов таких как,
Кст= К + Кр + Кк + К п.п. + К с.с.
Кь - коэффициент служащий для расчета расчлененности рельефа.
При обследовании подподных переходов трубопроводов для учета расчлененности рельефа дна, предлагается использовать метод, где
коэффициент расчлененности к определяется как отношение длины ломаной линии, характеризующей изменение глубины, к длине проекции этой линии на плоскость. Для линейных изысканий на поверхности земли этот коэффициент характеризует перепад высот т. е. максимальное и минимальное превышение по оси трасса и на площади изысканий в целом.
В этом случае коэффициент может быть найден как отношение средней отметки по оси трассы к максимальному значению высоты на участке трассы.
Кр - коэффициент характеризующий плотность количества бугров пучения на 1 квадратный километр.
Кк - коэффициент характеризующий коридор коммуникаций, диаметр магистрального газопровода, мощность ЛЭП в коридоре, категорию дорог (шоссе, грунтовая, автозимник) , необходимость водовода и т.п.
К пп - коэффициент, зависящий от количества подводных переходов на район изысканий.
К сс. - коэффициент характеризующий сложность топографической съемки в зависимости от наличия многочисленных инженерных коммуникаций (действующие дожимные насосные станции, цеха заводов и т.п.).
На рисунке 1 для Муравленского, Суторминского и Сугмутского нефтегазовых месторождений показана насыщенность территорий месторождений буграми пучения вечной мерзлоты (приблизительно, в процентах от общей площади). Очевидно, что и точность производства угловых и линейных геодезических измерений, точность определения высот и превышений, площадей участков при выборе мест расположения коридоров коммуникаций на территориях с многочисленными буграми пучения должна отличаться от стандартных условий [3].
120
100
80
60
40
20
□ -I--------------,----------------,---------------г
Му равленское Суторминское Сугмутское
Рис. 1. Насыщенность территорий месторождений буграми пучения вечной мерзлоты Для разработки алгоритма по выбору оптимального пути расположения коридора коммуникаций удобно, если максимальное значение каждого из вышеуказанных коэффициентов не будет превышать единицу. Предлагается
для территории нефтегазовых месторождений с суммой коэффициентов 5 и более баллов для создания цифровых моделей местности, использовать весь спектр новейших цифровых геодезических технологий, включая воздушное и наземное лазерное сканирование, георадарные обследования. В случае, когда коэффициент сложности территории, на которой предстоит выполнять инженерные изыскания, в сумме, не превышает пяти баллов, очевидно и в технологию производства инженерно-геодезических изысканий могут не включаться некоторые процессы, например, многолучевое эхолотирование при обследовании подводных переходов или наземное лазерное сканирование.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Рудерман С.Ю. Выбор оптимальных трасс магистральных трубопроводов. [Текст]/ монография. - М. Недра, 1974-240 с.
2. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов под редакцией Дерцакяна А.К. Ленинград, Недра, 1977, 519 с.
3. Биндер И.О., Мурзинцев П.П, О назначении точности инженерно-геодезических изысканий коридоров коммуникаций нефтегазовых месторождений Западной Сибири с учетом техногенных рисков. Геодезия и картография №7, 2012г. с.29-32.
4. Биндер И.О. О методиках инженерно-геодезических изысканий линейных сооружений. Материалы международной научной конференции VIII международного научного конгресса «ИНТЕРЭКСПО Гео-Сибирь-2012».
© И.О. Биндер, 2013
