Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты

Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты

Розроблено методичний підхід та основні принципи розв’язання задач та прийняття рішень дільницею вентиляції і техніки безпеки вугільної шахти на основі використання мереж Петрі та створення у складі дільниці нового підрозділу – групи інформаційного забезпечення....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2012
1. Verfasser: Бунько, Т.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2012
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53722
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Использование сетей петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты / Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 28-41. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-53722
record_format dspace
spelling irk-123456789-537222014-01-27T03:11:50Z Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты Бунько, Т.В. Розроблено методичний підхід та основні принципи розв’язання задач та прийняття рішень дільницею вентиляції і техніки безпеки вугільної шахти на основі використання мереж Петрі та створення у складі дільниці нового підрозділу – групи інформаційного забезпечення. Methodical approach and basic principles of decision of tasks and acceptance of decisions by the area of ventilation and accident prevention of coal mine on the basis of the use of the Petry networks and creation in composition the area of a new subsection – group of the informative providing is developed. 2012 Article Использование сетей петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты / Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 28-41. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53722 622.451.004.14+622.8.012.2 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Розроблено методичний підхід та основні принципи розв’язання задач та прийняття рішень дільницею вентиляції і техніки безпеки вугільної шахти на основі використання мереж Петрі та створення у складі дільниці нового підрозділу – групи інформаційного забезпечення.
format Article
author Бунько, Т.В.
spellingShingle Бунько, Т.В.
Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
Геотехническая механика
author_facet Бунько, Т.В.
author_sort Бунько, Т.В.
title Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
title_short Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
title_full Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
title_fullStr Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
title_full_unstemmed Использование сетей Петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
title_sort использование сетей петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53722
citation_txt Использование сетей петри для реорганизации работы участка вентиляции и техники безопасности угольной шахты / Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 28-41. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT bunʹkotv ispolʹzovaniesetejpetridlâreorganizaciirabotyučastkaventilâciiitehnikibezopasnostiugolʹnojšahty
first_indexed 2025-07-05T05:04:21Z
last_indexed 2025-07-05T05:04:21Z
_version_ 1836782045624270848
fulltext 28 бенностью этой системы является ее возможность ее использования в трубо- проводах высокого и низкого давления. На основании выше сказанного можно сделать следующие выводы: - использование апппаратуры АКРД позволяет осуществлять автоматизиро- ванный контроль и управление системой дегазации, что способствует повыше- нию эффективности работы этой системы и снижает вероятность возникнове- ния аварийных ситуаций. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аппаратура контроля режима дегазации АКРД: Руководство по эксплуатации 1951.00.00.000РЭ [Текст]: Утв. 12.06.2006 / ОАО «Красный металлист». – Конотоп, 2006. – 33 с. 2. Датчик метана систем дегазации ДМД: Руководство по эксплуатации 1589.00.00.000РЭ [Текст]: Утв. 12.06.2006 / ОАО «Красный металлист». – Конотоп, 2006. – 25 с. 3. Комплекси технічних та програмних засобів пертворення сигналів КЗПС. Перетворювач мікропроцесор- ний багатоканальний ППС.1-М [Текст]: Керівництво з експлуатації / НПВП ТзОВ «Техприлад». – Львив, 2006. – 21 с. 4. Аппаратура «КРУГ». Система контроля параметров дегазационной сети шахты [Текст]: Руководство пользователя ИГТ.041410.002-00.003 РП. – Екатеринбург, 2008. – 20 с. 5. Руководство по оборудованию и эксплуатации системы газоаналитической шахтной многофункцио- нальной «Микрон 1Р» [Текст]: 4217.01.000.000 РЭ. – Екатеринбург, 1997-2009. – Т.1. – 44 с. 6. Системы контроля загазованности оптического типа [Текст] / Р.М. Хамадиев, Д.Н. Федосеев, И.И. Луки- ца, О.Г. Зверев // Экспозиция Нефть Газ. – Казань: Логос, 2007. – № 11. – С. 43 – 45. УДК 622.451.004.14+622.8.012.2 Канд. техн. наук Т.В. Бунько (ИГТМ НАН Украины) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕТЕЙ ПЕТРИ ДЛЯ РЕОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ УЧАСТКА ВЕНТИЛЯЦИИ И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ Розроблено методичний підхід та основні принципи розв’язання задач та прийняття рішень дільницею вентиляції і техніки безпеки вугільної шахти на основі використання мереж Петрі та створення у складі дільниці нового підрозділу – групи інформаційного забезпечення. USE OF THE PETRY NETWORKS FOR REORGANIZATION WORKS OF AREA OF VENTILATION AND ACCIDENT PREVENTION OF COAL MINE Methodical approach and basic principles of decision of tasks and acceptance of decisions by the area of ventilation and accident prevention of coal mine on the basis of the use of the Petry networks and creation in composition the area of a new subsection – group of the infor- mative providing is developed. Для моделирования функционирования организационных структур в на- стоящее время используются методы теории расписаний, конечных автоматов, теории систем массового обслуживания, сети Петри и др. В литературе по ис- следованию операций приведены детальные анализы достоинств и недостатков этих методов [1-3]. Участок вентиляции и техники безопасности (ВТБ) имеет свою специфику, существенно отличающуюся от организационных структур других производственных (не горного профиля) предприятий, функционирует в условиях информационной неопределенности; поэтому адаптация его работы к 29 усложняющимся условиям угледобычи, как показали проведенные исследова- ния, предполагает использование дискретно-событийных моделей, в основу ко- торых положен математический аппарат сетей Петри [4-6]. Наиболее привыч- ным вариантом описания организационной структуры является органиграмма [10] - графическая схема организационной структуры, показывающая управ- ленческую иерархию и наименования организационных единиц, а универсаль- ным средством визуализации определения областей ответственности и полно- мочий в процедурах и задачах процесса управления производством является матрица (или методика) RACI (R – Responsible (исполняет); A – Accountable (не- сет ответственность);C – Consult before doing (консультирует до исполнения); I – Inform after doing (оповещается после исполнения)) [8]. В настоящее время основной структурой по созданию баз данных о состоя- нии шахтных вентиляционных систем (ШВС) являются депрессионные службы государственной военизированной горноспасательной службы (ГВГСС), вы- полняющие комплекс работ по воздушно-депрессионным съемкам (ВДС) [9]. В период между ВДС в ШВС происходят значительные изменения, обусловлен- ные технологическими особенностями добычи угля, вследствие чего базы дан- ных по ШВС перестают отвечать фактическому положению горных работ в шахте и, как следствие этого, результаты расчетов имеют значительные по- грешности. Для оперативного обновления и поддержки баз данных аэродина- мических параметров элементов ШВС на шахтах отсутствуют соответствую- щие организационно-технические структуры. Лишь в отдельных случаях на крупных угледобывающих предприятиях (например, на шахте им. А.Ф. Засядь- ко в Донецке [7]) в составе участка ВТБ есть сотрудники, отвечающие за веде- ние баз данных вентиляционных расчетов; но эта работа для них не является основной, они вынуждены выполнять и другие обязанности в составе участка, что отрицательно влияет на качество проведения работ по совершенствованию вентиляции шахт на базе использования информационно-аналитических техно- логий. Представленная на рис. 1 потоковая процессная схема является моделью деятельности участка ВТБ при решении конкретной вентиляционной задачи. Она является наиболее важной частью организационной модели, поскольку со- держит не только описание процессов обработки информации внутри самого участка, но и описание информационного обмена между всеми заинтересован- ными (и задействованными) участниками информационного процесса органи- зации проветривания шахты. Сеть Петри, адекватная приведенной схеме ин- формационных потоков (одной из ее задач – рис. 1), представлена на рис. 2. Запрос на решение задачи Нужно уточнение р.с.? Сохранить ее ? Замеров достаточно?9 Нужно уточнение р.с.? Расчет верен? Расчет верен Нужен повторный расчет? Рис. 1 - Схема информационных потоков решения одной из задач участка ВТБ. 31 А1 А2 А6 А13 А30 А4 А7 А9 А8 А11 А16а А17 А20 А22 А16бА16А15А13а А14а А24 А24а А25а А25 А7а А29 А27 А26 1 4 2 6 7 9 10 11 8 13 16 17 18 20 14 22 25 2627 Результат Запрос Рис. 2 - Сеть Петри, соответствующая схеме информационных потоков на рис. 1. 32 Такое представление системы легко моделировать сетью Петри. Сеть Петри принципиально отличается от обычного представления вычислительного про- цесса в виде блок-схемы выполнения операций или схемы организационной структуры в функциональном виде. Узлы схемы (блоки решения задач или бло- ки выбора) заменяются переходами, а собственно переходы – позициями. Тем самым достигается возможность синхронизации действий различных исполни- телей при решении задач, что позволяет оценить временные затраты на осуще- ствление технологических операций (ТО) и время запаздывания при необходи- мости одновременного решения их одним исполнителем. Для оценки трудоем- кости и состава работ участка ВТБ была принята обобщенная организационная структура участка ВТБ, регламентированная [11]. Соответствие элементов сети Петри элементам подсхемы, представленной на рис. 1, приведено в табл. 1. Очевидно, что сеть Петри графически проще подсхемы. Это связано с пра- вилами преобразования подсхемы в сеть Петри. Заметим, что на участке ВТБ осуществляется одновременно более 10 технологических процессов (ТП), включающих более 100 ТО; оценка их синхронного решения возможна лишь с применением аппарата сетей Петри. Процесс в сети Петри отображается движением маркеров по следующим правилам: если для всех позиций, из которых существует переход к очередной, маркер равен 1, то осуществляется переход к очередной позиции [4, 5]. При этом значения маркеров входных функций обнуляются, а для выходных – при- сваивается значение 1. Состояние элемента А1 изменяется (проще говоря – он обнуляется при начальном состоянии 1), а элемент А2 становится активным – его состояние с 0 заменяется на 1. Таким образом, прохождение ТП осуществ- ляется перемещением марок от момента «запрос» к моменту «результат»; вре- менные характеристики такого перемещения свидетельствуют о временных (и трудо-) затратах на выполнение ТО. Таблица 1 - Соответствие элементов сети Петри элементам подсхемы решения вентиляционной задачи Элемент подсхемы Элемент сети Петри Характеристика 1 2 3 - А1 Подготовка запроса на решение задачи 1 1 Запрос на решение задачи - А2 Переход от запроса к структурной идентификации 2 2 Структурная идентификация - А3 Переход от структурной идентификации к уточнению расчетной схемы - А6 Переход к сохранению уточненной расчетной схемы 6 6 Сохранение уточненной расчетной схемы - А4 Переход к уточнению расчетной схемы 4 4 Уточнение расчетной схемы - А30 Переход от уточнения расчетной схемы к планированию маршрутного контроля Продолжение табл. 1- 33 1 2 3 - А7 Переход от отказа от уточнения расчетной схемы к планированию маршрутного контроля 7 7 Планирование маршрутного контроля 9 9 Проверка достаточности замеров 8 8 Замеры аэродинамических параметров - А9 Переход к проверке достаточности замеров - А8 Переход от планирования маршрутного контроля к замерам аэродинамических параметров 10 10 Формирование запроса на параметрическую идентификацию - А11 Переход от запроса к параметрической идентификации 11 11 Параметрическая идентификация - А13а Переход к хранению вариантов информации - А15 Переход от проверки на необходимость корректировки к корректировке материалов ВДС - А16а Переход: если корректировка не нужна → к подготовке информации для решения задачи - А16 Переход от корректировки материалов ВДС к подготовке информации для решения задачи - А14а Переход от хранения вариантов информации к проверке необходимости корректировки ВДС 13 13 Хранение вариантов информации - А24 Переход от хранения вариантов информации к хранению варианта расчетов 15 15 Корректировка материалов ВДС - А17 Переход к решению задачи 16 16 Подготовка информации 17 17 Решение задачи - А20 Переход к анализу варианта расчета 18 18 Анализ варианта расчета (ГВГСС) 20 20 Анализ варианта расчета (участок ВТБ) - А22 Если расчет верен → переход к формированию результатов расчета - А16б Переход от неверного расчета к повторной подготовке исходной информации 22 22 Формирование результатов расчета - А24а Переход к хранению варианта расчета 24 24 Хранение варианта расчета - А25 Переход к формированию ответа на запрос 25 25 Формирование ответа на запрос - А25а Переход от отказа сохранения результатов к формированию ответа на запрос - А26 Переход к передаче материалов - А27 Переход к анализу полученных материалов 27 27 Анализ полученных материалов - А29 Выход Принцип маркировки задается из следующих соображений. Скажем, для по- 34 зиции А1 активизация осуществляется линейным переходом → входная функ- ция одна, выходная тоже → т.е. время запаздывания осуществления операции равно нулю, то для перехода 2 дело обстоит иначе. Для его осуществления не- обходима предварительная маркировка позиций А30 (после осуществления пе- рехода 4) и А2 (после осуществления перехода 1). В свою очередь осуществле- ние активизации перехода 4 возможно лишь после активизации позиций А2 и А30. Тем самым возникает запаздывание активизации перехода 2, от чего зави- сит дальнейшая активизация переходов к А7 и 6 (через А6) – к А13 и А7а. Аналогично обстоит дело с циклическими переходами 7 (зависящим от А7а) и 9 (зависящим от А9). Лишь после их активизации может быть осуществлен переход 10 к параметрической идентификации информации для решения зада- чи. Не менее сложен для активизации и блок между позициями А11 и А17. Акти- визация перехода А11 зависит от активизации перехода 14, которая, в свою оче- редь, зависит от активизации перехода 13; процесс этот является циклическим с двумя уровнями запаздывания – по переходам 11 и 13; вопрос затрудняется ор- ганизацией переходов 16 и 20, от чего существенно зависит запаздывание про- хождение информации к позиции А22 и далее к получению конечного результа- та. Проанализирован лишь один вариант решения вентиляционной задачи; даже на этом несложном примере с применением сети Петри выявлены блоки (пози- ции перехода) с возможным запаздыванием обработки информации (в нашем примере – это переходы 2, 7, 11, 13, 16, 24). Рассмотренная задача является лишь одной из целого ряда задач анализа и расчетов воздухораспределения в ШВС. Все они решаются на участке ВТБ одновременно, и весьма ограничен- ным контингентом исполнителей. В ИГТМ НАН Украины разработана еще одна процессная модель ТП - пер- спективного планирования вентиляции, она связана с ТП анализа. Если объеди- нить две модели ТП и преобразовать их в единую сеть Петри – количество пе- реходов достигнет, по нашим оценкам, шестидесяти. Время запаздывания при осуществлении одного перехода колеблется (на основании существующих нор- мативов выполнения ТО) от 10 с до 1÷1,3 часа. Учитывая, что на участке ВТБ вопросами расчетов проветривания на ПЭВМ занимается 2-6 чел – эффектив- ное решение задач осуществления нормального проветривания шахты в норма- тивные сроки представляется сомнительным. В каждом конкретном случае не- обходимо детальное обоснование временных и трудозатрат для решения задач вентиляции. Но даже из приведенного анализа ясно, что эти вопросы требуют реорганизации структуры участка ВТБ с целью выделения в его составе нужно- го количества специалистов (и обеспечения их нужной оргтехникой) для реше- ния задач управления вентиляцией в регламентированные сроки и в нужном объеме. На основании изложенного можно сделать следующий вывод. Процесс при- нятия решений персоналом участка ВТБ при решении задач безопасного кон- троля и управления вентиляционными системами угольных шахт в условиях информационной неопределенности данных описывается функционально- 35 событийной временной сетью Петри, терминальные переходы которой интер- претируют выполнение информационных, вычислительных и технологических процедур с детерминированным временем срабатывания, если процедура явля- ется автоматизированной, и отображаются структурным элементом с неопреде- ленным временем срабатывания, если процедура является интерактивной. Вре- мя принятия решения прямо пропорционально суммарной последовательности срабатывания переходов от начальной позиции элемента сети к конечной путем реализации входных и выходных функций, с учетом их динамической синхро- низации. Положение об участке ВТБ [11] регламентирует восемь их основных задач и 35 основных технологических функций. При этом используются процедуры всех типов: формальные, эвристические, человеко-машинные. Документообо- рот внутри участка и вне его представлен 29 основными и рядом эпизодически составляемых документов; соответствующую размерность имеет и схема вен- тиляционных потоков, причем около 60% из них являются элементами с обрат- ной связью, т.е. происходит двусторонний информационный обмен между уча- стниками процессов организации проветривания шахты. На шахтах действуют должностные инструкции семи основных специалистов, причем, поскольку со- став и структура их не регламентированы, от шахты к шахте они разнятся в пределах требований главного инженера предприятия. Если следовать классификации, приведенной в [10], участок ВТБ представ- ляет собой совокупность многокомпонентных потоков работ, взаимосвязь ко- торых может быть исследована лишь при наличии исчерпывающей информа- ции об их технологических и временных характеристиках и их синхронизации; такой информации в настоящее время нет. Поэтому остановимся на двухком- понентной технологической схеме: одна компонента ее представляет основные потоки работ, а вторая - информационные потоки, процессы обработки инфор- мации с применением ПЭВМ и выработки рекомендаций по оптимизации управления вентиляцией. Используя приемы [10], такую двухкомпонентную технологическую схему, существующую в настоящее время, можно представить в виде, отображенном на рис. 3. Следует лишь отметить, что количество кружков, обозначающих функциональных руководителей (ИТР) и исполнителей (горных мастеров) ус- ловно; на разных шахтах оно может быть различным. Так же условна и степень подчиненности исполнителей функциональным руководителям. Это, однако, не повлияет на общность получаемых результатов. 36 Рис. 3 - Существующая двухкомпонентная технологическая схема функционирования участка ВТБ. На рис. 3 номера с 1 по 7 соответствуют функциональным руководителям, а номера с 9 по 21 – горным мастерам участка ВТБ. В дальнейшем в иерархической структуре, представленной на рис. 3, уровни иерархии будут обозначаться римскими цифрами. Так, элемент 1 будет пред- ставляться, как аI, элемент 4 – как a4 II, элемент 17 – как a17 III, и т.д. Структура является иерархической, поскольку соблюдаются основные правила иерархии: отсутствует подчиненность одного функционального руководителя или испол- нителя другому, и нет непосредственной передачи информации от исполнителя руководителю – в блок 1. Пусть N1 = {a1 1}, N2 = {a2 I, …, a7 II}, N3 = {a9 III, …, a21 III} – множества соответ- ственно руководителей, функциональных руководителей и исполнителей. Тогда множество всех сотрудников участка ВТБ N = N1 ∪N2 ∪N3. В дальнейшем рас- смотрении N1 можно исключить, т.к. взаимоотношения начальника участка ВТБ и его ИТР не являются предметом совершенствования организационной струк- туры участка. Технология взаимодействия исполнителей и функциональных руководите- лей определяет функцию потока f = {f(ai III, aj II)} или технологическую сеть, за- данную графом T(N,f). Для двухкомпонентной технологической схемы f=f1 ∪ f2. Для примера, представленного на рис. 3, структура интенсивности потоков представима в виде: r(a2 II) ={(a9 III, a2 II), (a10 III, a2 II), (a17 III, a2 II)} f1 f2 r(a3 II) ={(a10 III, a3 II), (a11 III, a3 II), (a12 III, a3 II), (a18 III, a3 II), (a20 III, a3 II)} f1 f2 r(a4 II) ={(a12 III, a4 II), (a13 III, a4 II), (a19 III, a4 II), (a21 III, a4 II)} f1 f2 r(a5 II) ={(a14 III, a5 II), (a21 III, a5 II)} f1 f2 37 r(a6 II) ={(a15 III, a6 II), (a21 III, a6 II)} f1 f2 r(a7 II) ={(a16 III, a7 II)} f1 Если стоимостью работ дуги (ai III, aj II) S(ai III, aj II) считать эргономические за- траты их выполнения (трудоемкость + время реализации), легко видеть, что разноплановость подчинения исполнителей функциональному руководителю резко увеличивает Σ S(ai III, aj II). В различных видах многокомпонентных тех- нологических схем существует ряд функций стоимости; наиболее обоснован- ной [10], для двухкомпонентной технологической схемы, какую представляет собой участок ВТБ, является F=S1 + S2 + 1 2S S⋅ . Ввиду сложности аналитиче- ского представления приведем пример F только для а2 II: 2 IIa F = 9 2 10 2 17 2 9 2 10 2 17 2( , ) ( , ) ( , ) [ ( , ) ( , )] ( , )III II III II III II III II III II III IIS a a S a a S a a S a a S a a S a a+ + + + ⋅ Выражение под радикалом характеризует степень снижения эффективности (увеличения стоимости) работ системы а2 II и подчиненных ему исполнителей a9 III, a10 III и a17 III за счет отнесения последних к разным компонентам технологи- ческой схемы функционирования участка ВТБ. Указанная эффективность сни- жается за счет неучета показателей специализации работы элемента а2 II. Снижение стоимости работ может быть достигнуто путем реорганизации схемы рис. 3 и представления ее в виде рис. 4. Рис. 4 - Предлагаемая реорганизация двухкомпонентной технологической схемы функционирования участка ВТБ. Участок ВТБ реорганизуется следующим образом: ( 1 adaptВТБ ВТБ k kS S +⎯⎯⎯→ ). В его состав вводится а8 II – функциональный руководитель, осуществляющий едино- личное руководство а17 III, а18 III, а19 III, а20 III, а21 III. Функциональные руководители а2 II,…, а7 II полностью освобождены от руководства компонентой f2. Для случая, представленного на рис. 4, структура интенсивности потоков представима в ви- де: 38 r(a2 II) ={(a9 III, a2 II), (a10 III, a2 II)} f1 r(a3 II) ={(a10 III, a3 II), (a11 III, a3 II), (a12 III, a3 II)} f1 r(a4 II) ={(a12 III, a4 II), (a13 III, a4 II)} f1 r(a5 II) ={(a14 III, a5 II)} f1 r(a6 II) ={(a15 III, a6 II)} f1 r(a7 II) ={(a16 III, a7 II)} f1 r(a8 II)= {(a17 III, a8 II), (a18 III, a8 II),(a19 III, a8 II),(a20 III, a8 II),(a21 III, a8 II)} f2 Визуально видно, что интенсивность потоков рис. 4 ниже интенсивности потоков рис. 3. Она одинакова лишь для а7 II, который и так работал с одноком- понентным информационным потоком. Рассмотрим и сравним Σ S(ai III, aj II) для схем рис. 3 и 4 на искусственном примере. Исходная информация для рас- четов приведена в табл. 2. Расчет по формулам, аналогичным приведенным выше для 2 IIa F , дает: 2 IIa F = 10+5+5+ 15 5⋅ =28,66 5 IIa F = 5+6+ 5 6⋅ =16,47 Таблица 2 - Исходная информация для расчета суммарной стоимости работ участка ВТБ Исходная функциональная схема Участка ВТБ (рис. 3) Результирующая функциональная схема участка ВТБ (рис. 4) Дуга Стоимость Дуга Стоимость (a9 III,a2 II) (a10 III,a2 II) (a17 III,a2 II) (a10 III,a3 II) (a11 III,a3 II) (a12 III,a3 II) (a18 III,a3 II) (a20 III,a3 II) (a12 III,a4 II) (a13 III,a4 II) (a19 III,a4 II) (a21 III,a4 II) (a14 III,a5 II) (a21 III,a5 II) (a15 III,a6 II) (a21 III,a6 II) (a16 III,a7 II) 10 5 5 4 5 6 4 5 6 8 4 5 5 6 5 4 10 (a9 III,a2 II) (a10 III,a2 II) (a17 III,a8 II) (a10 III,a3 II) (a11 III,a3 II) (a12 III,a3 II) (a18 III,a8 II) (a20 III,a8 II) (a12 III,a4 II) (a13 III,a4 II) (a19 III,a8 II) (a14 III,a5 II) (a21 III,a8 II) (a15 III,a6 II) (a16 III,a7 II) 10 5 5 4 5 6 4 5 6 8 4 5 15 5 10 Даже на таком простом примере видно, что специализация отдельных функ- циональных руководителей резко снижает суммарную стоимость дуг их взаи- модействия с подчиненными исполнителями. Неизменна она лишь для a6 II и 39 a7 II, работающих по однокомпонентной схеме; для остальных же ai II она снижа- ется соответственно на 13.66, 21.24, 22.22 и 11.47, а за счет введения нового a8 II суммарная стоимость повышается всего на 33 условных единицы. Замена условных значений стоимости из таблицы 2 их реальными значе- ниями (многие из которых, кстати, не определены) общей картины не изменит: замена двухкомпонентной технологической схемы однокомпонентной и повы- шение уровня специализации функциональных руководителей значительно по- вышает эффективность работы участка ВТБ. Функциональной структурой {(a17 III,a8 II),…, (a21 III,a8 II)} и явится группа информационного обеспечения (ГИО) участка ВТБ. В табл. 3 представлены основные функциональные обязанности сотрудни- ков ГИО участка ВТБ (матрица RACI [8]) при решении задач проветривания шахт, при этом используются следующие стандартные обозначения. Сотрудник принимает участие : ® - с правом утверждения выработанных рекомендаций; + непосредственное; Х – в порядке совмещения должностных обязанностей. Приведенные задачи, естественно, не исчерпывают их многообразия, однако дают представление о сложности работы участка и необходимости реорганиза- ции его организационной структуры в связи с усложнением комплекса решае- мых задач и переходом вентиляционных расчетов на информационно- аналитические технологии с применением ПЭВМ. В качестве начальника ГИО может выступать помощник начальника участка ВТБ, который и занимается решением задач компьютеризации в настоящее время (либо лицо, аналогичное ему по квалификации). В состав группы должны в обязательном порядке включаться зам. началь- ника ГИО (в крайнем случае, если нет возможности привлечения дополнитель- ного специалиста – один из районных инженеров участка ВТБ), инженер (один или несколько), отвечающий за подготовку информации для вентиляционных расчетов, системный программист (обеспечение работы программных комплек- сов) и оператор, непосредственно отвечающий за выполнение конкретных за- даний перечисленных выше сотрудников ГИО. На основе сформированной модернизированной матрицы прав и полномо- чий разработан нормативно-методический документ, регламентирующий ее права и обязанности - «Группа информационного обеспечения участка венти- ляции. Порядок создания», а разработанная функциональная событийная мо- дель процесса принятия решений персоналом участка ВТБ - положена в основу нормативно-методического документа «Группа информационного обеспечения участка вентиляции. Порядок функционирования». 40 Таблица 3 - Функциональные обязанности сотрудников ГИО при решении задач рас- чета вентиляции шахт, отображаемые матрицей RACI Функции Персонал ГИО Начальник ГИО (пом. нач. уч-ка ВТБ) Зам. начальника ГИО Инже- нер Систем- ный прог- раммист Оператор, др. сотрудники 1. Проведение замеров аэрогазодинамических параметров для расчетов ШВС в период между ВДС ® + Х 2. Корректировка расчетной схемы ШВС ® + Х 3. Расчет количества воздуха для проветривания шахты Х + Х + + 4. Распределение воздуха для проветривания (задачи анализа) + ® + + 5. Разработка мероприятий по совершенствованию проветривания, проверка их на ПЭВМ ® + + + + 6. Подготовка исходной информации для решения других задач расчета и управления вентиляцией и своевременная ее корректировка ® + Х 7.Проведение вентиляционных расчетов Х + + + Социальный эффект предлагаемых решений – внедрение современных ин- формационных технологий на угольных предприятиях, повышающее культуру производства, способствующее привлечению к работе в угольной отрасли вы- сококвалифицированных специалистов и создающее условия для внедрения со- временных автоматизированных систем проектирования, мониторинга и управ- ления производством, а также повышающее безопасность и улучшающее усло- вия труда горнорабочих. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Конвей Р.В. Теория расписаний: Пер. с англ./ Р.В. Конвей, В.Л. Максвелл, Л.В. Миллер. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.лит., 1975.-359 с. 2. Монахов В.М. Методы оптимизации. Применение математических методов в экономике. / В.М. Мона- хов, Э.С. Беляева, Н.Я. Краснер. – М.: Просвещение, 1978. – 345с. 3. Теория расписаний и вычислительные машины / Под ред. Э.Г. Коффмана. –М.: Наука, 1984. - 336 с. 4. Котов В.Е. Сети Петри. / В.Е. Котов - М.: Наука, 1984. -160 с. 5. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. / Дж. Питерсон - М.: Мир, 1984.-264 с. 6. Слепцов А.И. Автоматизация проектирования управляющих систем гибких автоматизированных произ- водств. / А.И. Слепцов, А.А. Юрасов. – К.: Технiка, 1986. - 110 с. 7. Проветривание и газовый режим шахты им. А.Ф. Засядько: состояние и пути совершенствования / Е.Л. Звягильский, А.Ф. Булат, И.А. Ефремов, Б.В. Бокий, Т.В. Бунько, И.Е. Кокоулин - Донецк-Днепропетровск: Норд-Пресс, 2002. - 197с. 8. Управление проектом. Основы проектного управления: учебник / кол. авторов под редакцией проф. М.А. Разу. – М.: КНОРУС, 2006. – 768с. 9. Правила безопасности в угольных шахтах: НПАОП 10.0-1.01-05: Утверждены приказом Государствен- ного комитета Украины по надзору за охраной труда от 16.11.2004 41 № 257. – Киев, 2005. – 196с. 10. Математические модели организаций: учебное пособие / А.А. Воронин, М.В. Губко, С.П. Мишин, Д.А. Новиков. – М.: ДЕНАНД, 2008. – 360с. 11. Положение об участке вентиляции и техники безопасности (ВТБ) шахты. – Макеевка-Донбасс, 1993. – 23 с. УДК 662.6:53:536.483:539.143.43 Д-р техн. наук Т.А. Василенко, канд. физ.- мат. наук А.К. Кириллов, канд. физ.- мат. наук А.Н. Молчанов, инженеры А.В. Вишняков, Д.А. Пономаренко (ИФГП НАН Украины) ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ДИФФУЗИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ «УГОЛЬ-ГАЗ» У роботі розглянуто вплив температури на дифузійні параметри системи вугілля-газ. Отримані значення енергії активації і аналіз її залежності від зовнішніх параметрів дають ін- формацію про фізичні механізми масоперенесення в структурі, що вивчається. THE TEMPERATURE DEPENDENS ON DIFFUSION PARAMETERS OF COAL-GAS SYSTEM The influence of temperature on the diffusion parameters of the system of coal-gas is consid- ered. The obtained values of the activation energy and the analysis of its dependence on external parameters provide information about the physical mechanisms of mass transfer in the studied structure. В 60–70-х годах прошлого столетия учеными разных стран были выполнены экспериментальные исследования динамики метановыделения из частиц углей различных фракций, хорошо согласующиеся с предложенной ими теорией для начальной стадии метановыделения [1, 2, 3]. Интенсивность метановыделения за пределами этого времени резко снижается, может продолжаться неделями и месяцами, что не имеет объяснения в рамках разработанной ранее теории. Основными характеристиками, определяющими выделение метана и обра- зование его опасной концентрации в подготовительных выработках, в зависи- мости от температуры, являются концентрация метана в угольном веществе в закрытых и открытых порах и диффузия молекул метана из угля в воздушное пространство, ограниченное площадью подготовительной выработки. Каждый из перечисленных факторов в большей или меньшей степени характеризует этот процесс, но определяют его, в основном, диффузионные параметры уголь- ного вещества. Рассмотрим выделение метана из пласта пористого угольного вещества в ограниченное воздушное пространство. Перемещение молекул ме- тана в твердом растворе происходит путем твердотельной диффузии [4, 5]. По- кидая твердое тело, молекулы газа переходят в воздушное пространство. Для определения диффузионных параметров рассмотрим выделение метана из пласта пористого угольного вещества. Ввиду того, что уголь имеет весьма сложную трещиновато-поровую структуру, в нем одновременно протекают, по меньшей мере, два процесса массопереноса: твердотельная диффузия и фильт- рация [4, 6]. Поэтому процесс перемещения молекул метана в угле описывается

Ähnliche Einträge