Информационно-аналитическая система мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода
Полезная модель относится к вычислительной, нформационно-аналитической технике и может быть использована в газотранспортной, газодобывающей, и других областях промышленности для автоматизированного комплексного мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода с целью повышения качества управления разработкой проектов производства работ при проектировании ремонта линейной части магистральных газопроводов. Преимущество автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода заключается в том, что осуществляется комплексное автоматическое сопоставление физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода на основе прямого использования базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода, а также на основе косвенных методов попарного сравнения показателей дефектов, устанавливающих зависимость величины остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода от физико-механических и конструктивных показателей дефектов в стенке магистрального газопровода, что позволяет повысить надежность определения остаточного ресурса и сформировать для автоматизированной системы управления технологическим процессом разработки проектов производства работ при проектировании ремонта линейной части магистральных газопроводов оптимальные технологические режимы строительно-монтажных работ, обеспечить высокую надежность исследований, повысить производительность и точность определения сроков производства ремонта линейной части магистрального газопровода, а также снизить затрат на повышение эксплуатационной надежности системы газоснабжения.
Полезная модель относится к вычислительной, информационно-аналитической технике и может быть использована в газотранспортной, газодобывающей, и Других областях промышленности для автоматизированного комплексного мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода с целью повышения качества управления разработкой проектов производства работ при проектировании ремонта линейной части магистральных газопроводов.
Известна аналитическая информационно-техническая система (полезная модель 
78964), содержащая сервер управления, сервер хранения информации, интерфейс ввода данных, интерфейсы клиентов сервера управления и центр обработки информации, при этом вход-выход интерфейса ввода данных соединен с первыми входами-выходами центра обработки информации и сервера хранения информации, второй и третий входы-выходы центра обработки информации соединены соответственно с первым входом-выходом сервера управления и вторым входом-выходом сервера хранения информации, а второй вход-выход сервера управления соединен с входом-выходом интерфейсов клиентов сервера управления, отличающаяся тем, что введен формирователь изображения, вход которого является входом системы, а выход соединен с входом центра обработки информации.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков и достигаемому положительному результату является автоматизированная информационно-аналитическая система мониторинга проектов (АИАСМП) (полезная модель 91198), принятая авторами за прототип, содержащая автоматизированные рабочие места (АРМ) подразделений предприятия, в том числе планирующего, разрабатывающего конструкторскую и технологическую документацию (КД и ТД), производственного и обеспечивающего подразделений, связанные с блоком управления по шинам данных и управления с возможностью обмена информацией, отличающаяся тем, что в нее введены подсистема аналитической отчетности (ПАО), состоящая из модуля отображения состояния проектов (МОСП), выполненного с возможностью представления отчетной информации о проектах с необходимым уровнем детализации, модуля контроля исполнения (МКИ), выполненного с возможностью представления распорядительных документов и информации об их исполнении, и связанного с шинами данных и управления с возможностью обмена информацией модуля сбора данных (МСД), первый и второй входы-выходы которого соединены соответственно с входами-выходами МОСП и МКИ, а также связанное с шинами данных и управления АРМ подразделения контроля исполнения распорядительных документов.
Система мониторинга линейной части магистральных газопроводов по прототипу не позволяет автоматизировать процесс исследования параметров участков трубопровода и в автоматическом режиме определять по полученным при прохождении поршня-дефектоскопа таблицам магнитных аномалий толщину стенки трубопровода, геометрические параметры обнаруженных дефектов труб, величину давления разрыва трубопровода и значение остаточного ресурса. Кроме того, эта система обладает низкой производительностью, т.к. для оценки прочностных параметров трубопровода она требует обработки параметров всех выявленных при проведении внутритрубной дефектоскопии аномалий. При этом производится оценка полученных результатов технологом, который выполняет классификацию выявленных при проведении обследования дефектов и принимает решение о возможности дальнейшей эксплуатации трубопровода. Возникающие при этом субъективные факторы могут привести в ряде случаев к потерям результатов внутритрубных обследований и дополнительным затратам на выявление потерь и восстановление утраченных результатов.
При проведении мониторинга по прототипу возможны ситуации, когда вследствие ошибок, обусловленных большим количеством выявленных аномалий и необходимостью принятия решений технологом, не будут выявлены все дефекты трубопроводов с критическими и закритическими параметрами, что недопустимо для опасных производственных объектов.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в автоматизации процесса мониторинга остаточного ресурса линейной части магистральных газопроводов, повышении производительности и точности определения показателей дефектов в стенке газопровода, а также сокращении непроизводительных затрат на исследования и осуществление планирования оптимальных технологических режимов строительно-монтажных работ по ремонту дефектных трубопроводов.
Для достижения указанного технического результата в информационно-аналитическую систему мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода, содержащую участки линейной части магистральных газопроводов, каждый из которых снабжен паспортом объекта магистрального газопровода, содержащим технологическую схему участка газопровода, диаметр трубопровода, проектное и испытательное давление, дату ввода участка в эксплуатацию, информацию о типе защитных изоляционных покрытий, сведения о подводных переходах и пересечениях с автомобильными и железными дорогами, установленной запорно-регулирующей арматуре и крановых узлах, перечень камер запуска внутритрубных устройств и камер приема внутритрубных устройств, сведения о наличии средств электрохимической защиты и ряд других параметров, а также соответствующим разделом базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода, выходы которых связаны со входами модулей обработки данных и расчета технологических параметров и прочностных характеристик трубопроводов, дополнительно введена функциональная подсистема аналитической обработки базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода, состоящая из модуля отображения физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода, модуля обработки физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода с использованием метода попарного сравнения, модуля сбора данных, при этом выход подсистемы аналитической обработки данных внутритрубной диагностики связан со вторым входом автоматизированного рабочего места эксперта предприятия, выход которого связан со входом модуля разработки проектов производства работ.
На фиг.1 приведена структурная схема информационно-аналитической системы мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода.
Устройство работает следующим образом. Информационно-аналитическая система позволяет проводить мониторинг остаточного ресурса линейной части как вновь построенных, так и длительное время эксплуатирующихся участков магистральных газопроводов. Информационно-аналитическая система содержит автоматизированное рабочее место (АРМ) эксперта предприятия, связанное с модулем разработки проектов производства работ (ППР) посредством технологических линий обмена информацией. Полученные при проведении внутритрубной дефектоскопии сведения об обнаруженных аномалиях и дефектах стенки трубы хранятся в специализированной базе данных. База данных является частью подсистемы аналитической обработки базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода (ПАО БД ВТД), состоящей из модуля отображения физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода (ФМКД), выполненного с возможностью представления отчетной информации о дефектах с необходимым уровнем детализации, модуля обработки физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода с использованием метода попарного сравнения (МПС), выполненного с возможностью представления остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода в виде количественных показателей и связанного с возможностью обмена информацией с модулем сбора данных (МСД), первый и второй входы-выходы которого соединены соответственно с входами-выходами ФМКД и МПС, а также связанное с данными управления АРМ для разработки проекты производства работ.
Система функционирует на следующих технических средствах: аппаратный сервер (БД и прило-жений) - ProLiant DL165 G7, тип процессора - AMD OpteronТМ, модель 6274 (16 - ядерный, 2,2 ГГц, 16 МБ L3, 80 Вт), количество процессоров - 2, объем оперативной памяти - 16 ГБ RAM, дисковая подсистема 4×2Tb и рабочие станции экспертов предприятия HP Z600 - четырехъядерный процессор Intel® Xeon® E5640 (2,66 ГГц, кэш-память 12 МБ, память 1066 МГц), 8 ГБ RAM, дисковая подсистема 2×2Tb, NVIDIA Quadro FX1800 (768 МБ), DVDRW, Windows 7 Enterprise. На сервере функционирует операционная система Windows Server 2008 R2 64 - bit, на рабочих станция экспертов - Windows 7 Enterprise 64 - bit. Программная часть системы реализована на языке программирования высокого уровня Microsoft Visual FoxPro 9.0 и языке программирования высокого уровня C#. Хранение данных системы, конфигурационных параметров линейных участков магистральных газопроводов и других объектов системы, ведение и формирование архивов событий реализовано на высокопроизводительном сервере баз данных Microsoft SQL Server 10.0.
Информация о событиях и состоянии технологического процесса хранится в течение эксплуатационного периода участков газопроводов. Для интерпретации результатов внутритрубной дефектоскопии и выдачи рекомендации по планированию согласованных компенсирующих мероприятий по ремонту обнаруженных в стенке трубы дефектов используется АРМ эксперта предприятия.
Функционирование системы обеспечивается следующими программами: программный модуль запуска системы OrMgStart; программный модуль связи с базой данных и считывания таблиц магнитных аномалий OrMgReadData; программный модуль преобразования форматов данных OrMgConvert; программный модуль расчета толщины стенки на основе данных мониторинга - OrMgThin; программный модуль оценки дефектов стенки трубы - OrMgDefect; программный модуль оценки остаточного ресурса участков трубопроводов по модифицированному алгоритму B31G - OrMgResurs; программный модуль визуализации для АРМ эксперта - ORMgVsData; программный модуль связи ведения архивов расчетов - OrMgArchive; программный модуль редактирования паспортов объектов - OrMgPasp; программный модуль обработки и построения графических функций профиля дефектов стенки трубы - OrMgChart; программный модуль вычисления остаточного ресурса участков газопровода - OrMgResurs; программный модуль аппроксимаций и экстраполяции вычисляемых функций - OrMgspline; программа программный модуль вычисления относительного риска эксплуатации участков трубопроводов - ORMgRisk; программный модуль формирования технологических режимов ремонта трубопроводов OrMgRemont - который позволяет автоматически осуществлять планирование ремонтов и формирует оптимальный проект производства работ.
Преимущество автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода заключается в том, что осуществляется комплексное автоматическое сопоставление физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода на основе прямого использования базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода, а также на основе косвенных методов попарного сравнения показателей дефектов, устанавливающих зависимость величины остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода от физико-механических и конструктивных показателей дефектов в стенке магистрального газопровода, что позволяет повысить надежность определения остаточного ресурса и сформировать для автоматизированной системы управления технологическим процессом разработки проектов производства работ при проектировании ремонта линейной части магистральных газопроводов оптимальные технологические режимы строительно-монтажных работ, обеспечить высокую надежность исследований, повысить производительность и точность определения сроков производства ремонта линейной части магистрального газопровода, а также снизить затрат на повышение эксплуатационной надежности системы газоснабжения.
Информационно-аналитическая система мониторинга остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода (ИАС ОР МГ), содержащая автоматизированное рабочее место (АРМ) эксперта предприятия, в том числе разрабатывающего проекты производства работ (ППР) и обеспечивающего подразделения предприятия возможностью обмена информацией, отличающаяся тем, что в нее введена подсистема аналитической обработки базы данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода (ПАО БД ВТД), состоящая из модуля отображения физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода (ФМКД), выполненного с возможностью представления отчетной информации о дефектах с необходимым уровнем детализации, модуля обработки физико-механических и конструктивных данных дефектов в стенке магистрального газопровода с использованием метода попарного сравнения (МПС), выполненного с возможностью представления остаточного ресурса линейной части магистрального газопровода в виде количественных показателей и связанного с возможностью обмена информацией с модулем сбора данных (МСД), первый и второй входы-выходы которого соединены соответственно с входами-выходами ФМКД и МПС, а также связанное с данными управления АРМ для разработки проектов производства работ.
