CC BY
14
УДК 528.91 К.Е. Трифонов СГГА, Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
K.E. Trifonov SSGA, Novosibirsk
USING OF GIS-TECHNOLOGIES IN THE OPTIMISATION PROCESS OF PROJECT PARAMETRS OF LINE OBJECKTS IN GAS TRASPORT
This article is devoted to the problem of effective using areas for gas and oil transport lines. We offer a method of using GIS-systems, which is based on complex GIS-areas parameters.
Бурное освоение природных богатств России с одной стороны ставит задачу оперативного получения исходного сырья, с другой стороны -эффективного использования земель, с учётом их функционального назначения. Именно последнее обстоятельство ставит новые задачи при проектировании линейных объектов нефтегазодобывающего комплекса, которые имеют большую протяжённость. Поэтому задачи оптимизации параметров этих объектов являются актуальными и требуют современного решения. Как правило, в практике проектирования линейных объектов основным критерием оценки эффективности проекта является показатель себестоимости работ, позволяющий из ряда проектных альтернатив выбрать оптимальный вариант. Однако на наш взгляд необходимо применять комплексный подход на основе различной информации о территории. Это позволит определить перспективную область прохождения трассы за счет формализации условий положения линейного объекта путём создания аналитической модели.
Автоматизированная технология основана на комплексном расчете параметров землеустроительного проекта. Комплексная составляющая обуславливается учетом текущих строительных, будущих эксплуатационных расходов включающих земельные платежи и техническое обслуживание объекта. Важным аспектом данного подхода является учёт природно-экологических факторов. Район потенциального проложения линейного объекта зонируется не только по инженерно-строительным и эксплуатационным критериям, но и по экологическим и природоохранным. Эти обязательные ограничения учитываются при расчете оптимального проектного решения. В ГИС создаются и выделяются следующие элементы природно-экологического зонирования:
- Особо охраняемые природные территории;
- Эколого-компенсационные зоны;
- Зелёные зоны городов;
- Водораздельные полосы и т.д.
Среди таких элементов зонирования присутствуют и те, на территории которых проведение инженерно-изыскательских и строительных работ исключено или крайне затруднительно так как может привести к серьёзным нарушениям экосистемы региона. В процессе оптимизации проектных параметров линейных объектов нефтегазового комплекса важно учесть этот момент.
При расчете себестоимости проекта основным проектным значением является величина общей длины, изначально зависящая от расположения крайних пунктов и группы территориальных факторов, ограничивающих область допустимого проектирования. К ним относятся природные и техногенные факторы, увеличивающие стоимость работ и пространственное положение трассы.
Модель должна включать отрезки, имеющие индивидуальные характеристики:
- Стоимость строительно-укладочных работ;
- Ширину отведенного земельного участка под эксплуатацию;
- Экономические и эксплуатационные характеристики;
- Характеристики природно-экологических зон.
Данные характеристики выражены относительными показателями, где в качестве базисного принимается нормированный показатель, выраженный в рублях за метр:
С
раб.
СТ х
тр./м.п.
2>гХ Дг
г=1
где Сраб - себестоимость проекта;
СТтр./м.п. - стоимость работ за метр (исходный);
а - коэффициент удорожания строительных работ;
в - коэффициент эксплуатационных расходов;
Д - длина трубы;
1 - количество отрезков.
Основным фактором удорожания работ является ширина землеотводов, зависящая от категории земель и значений диаметра трубы (табл. 1).
Таблица 1. Ширина полосы земель для одного подземного трубопровода, м
Диаметр трубопровода, мм Ширина полосы земель для одного подземного трубопровода, м
На землях несельскохозяйственно го назначения На землях сельскохозяйственного назначения
1. До 426 включительно 20 28
2. Более 426 до 720 включительно 23 33
3. Более 720 до 1020 включительно 28 39
4. Более 1020 до 1220 включительно 30 42
5. Более 1220 до 1420 включительно 32 45
Графическое представление формирования отрезков трассы показана на рис. 1.
Рис. 1. Аэрофотоснимок предполагаемого места проложения трассы
Так существует газопровод, который необходимо соединить с распределителем, расположенным вблизи населенного пункта. В данном случае мы имеем один конечный пункт и другой - "плавающий", местоположение, которого может меняться, но должно совпадать с положением основного трубопровода.
Трасса состоит из трех отрезков, образованных за счет существования различных категории земель по ходу предполагаемого проложения трассы. Все отрезки характеризуются стоимостью строительных и эксплуатационных работ.
Для возможного численного расчета оптимальных значений, были определены граничные условия, отображенные в условной системе и представленные в векторной форме (рис. 2).
Рис. 2. Отображение граничных условий, в условной системе координат в
векторной форме
Исходя из принципа внутреннего использования значений затрат для каждого отрезка была рассчитана их величина, приходящаяся на единицу длины. Данный относительный показатель использован в целевой функции как коэффициент удорожания работ. Соответственно значение длины отрезков не соответствует их физическому значению и оптимальным проектом становится тот, в котором сумма длин отрезков принимает минимальное значение. Этот поход можно считать универсальным, так как он способен учесть любые условия природного и техногенного характера, а также эксплуатационные факторы, учитывающиеся в процессе выбора технологической схемы трубопровода и факторы требования норм и технических условий на проектирование линейных объектов. Математическая интерпретация условий задачи с применением ГИС позволяет автоматизировать данный процесс.
© К.Е. Трифонов, 2009
