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Aplicação do algoritmo de DIJKSTRA na otimização multiobjetivo de rotas de evacuação em cenários de nuvem tóxica

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Previous issue date: 2017-04-27 / CAPES / A otimização das rotas de evacuação pode ser considerada como uma das ferramentas que auxiliam o desenvolvimento do planejamento de segurança. O estudo das consequências de nuvens tóxicas é bastante importante devido a sua severidade em relação aos outros tipos de acidentes. Apesar disso, a liberação de nuvens tóxicas ainda ocorre, como no Porto de Santos (2016). Por isso, na elaboração deste trabalho foi calculada a melhor rota de fuga em cenários em que ocorre formação de nuvem tóxica em uma refinaria de petróleo hipotética. Isso foi executado através do algoritmo de Dijkstra considerando dois objetivos a serem minimizados: tempo de evacuação e risco individual durante o trajeto. A dissertação foi desenvolvida em algumas etapas. A primeira consistiu em compreender os processos, identificar e avaliar os riscos que envolvem as unidades de destilação atmosférica, coqueamento retardado e hidrotratamento de uma refinaria hipotética. Então, o software ALOHA foi usado para a análise quantitativa de cada hipótese levantada e também para obtenção do perfil de concentrações tóxicas para cada nó pertencente a uma rota de evacuação. O resultado da etapa anterior foi aplicado em um programa desenvolvido em C++, em que o algoritmo de Dijkstra foi utilizado para a otimização multiobjetivo e, com isso, foram encontrados os nós que compõem as melhores rotas de evacuação em relação aos objetivos de interesse. Para cada uma das quatro situações simuladas foi observada a melhor rota de evacuação em relação aos objetivos separadamente, foram vistas as influências que o tempo e o risco individual exercem no processo de escolha dos nós componentes das rotas ótimas e, logo depois, foram obtidas as rotas ótimas. Três cenários simulados foram referentes ao vazamento do sulfeto de hidrogênio em unidades básicas de processamento do petróleo (unidade de destilação atmosférica, coqueamento retardado e hidrotratamento), o último cenário busca rotas de evacuação em caso de acidente na refinaria hipotética, sem identificação da origem do vazamento do H2S. Além disso, também foi realizada uma análise de sensibilidade a fim de comprovar o modo de obtenção de alguns parâmetros relacionados ao tempo de evacuação. / The optimization of evacuation routes is considered an important asput on the development of security planning. The study of the consequences of toxic clouds is very important due to its severity in relation to other types of accidents. Despite this, a release of toxic clouds still occurs, such as Porto de Santos (2016). Therefore, in the elaboration of this work an optimum escape routes were calculated in scenarios where the formation of toxic cloud occurs in a hypothetical petroleum refinery. The optimum routes were obtained via a Dijkstra algorithm that considers minimization of two objectives: evacuation time and individual risk during the escape. The dissertation was developed in some phases. The fisrt one was to understand the process, identify and assess the risks involved in the atmospheric distillation unit, delayed coking unit and hydrotreating unit within a refinery. The ALOHA software was used to obtain the quantitative analysis of each simulated hypothesis and reveals concentration profiles, that is, the concentration of each node that belongs to an evacuation route. The result of the previous step was applied in a program developed in C ++, where the Dijkstra algorithm was used for multi-objective optimization and with this, it showed the nodes that compose the best evacuation routes in relation to the shortest evacuation time and the shortest individual risk of that journey. In every simulated situation, we can be observe the optimal evacuation route for each objective separately and also the influence of evacuation time and individual risk on the selection of nodes for the routes and then we obtain the optimum routes. Three simulated scenarios were related to the leakage of hydrogen sulphide in basic petroleum processing units (atmospheric distillation unit, delayed coking unit and hydrotreatment unit), the last scenario search for evacuation routes in case of an accident in the hypothetical refinery, without identification of the origin of the H2S leakage. In addition, a sensitivity analysis was also performed to prove the way of obtaining some parameters related to evacuation time.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25589
Date27 April 2017
CreatorsSILVA, Gisele Tatiane de Lima e
Contributorshttp://lattes.cnpq.br/7778828466828647, MOURA, Márcio José das Chagas
PublisherUniversidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia de Producao, UFPE, Brasil
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE
RightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess

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