Диссертация (1137104), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Производится нормирование Gnпо каждому критерию, находятGnH =дает6Gnf6∑ Gnf. При условии6∑ GnfH= 1.f =1f =1163Блок-схема процесса оценки КАС представлена на рисунке 3.32. Послезапуска системы оператором происходит ввод экспертных оценок (если этонеобходимо или для нового аппаратного средства).Рисунок 3.32 - Алгоритм модели процесса оценки КАС164ПК производит экспертную оценку характеристик аппаратных средств,оценка их важности и оценка важности групп, которым аппаратные средствапринадлежат.
Полученные результаты можно сохранить в БД. Далее операторвыбирает аппаратные средства, качество которых необходимо сравнить. Такжевыбирает тип подстилающей поверхности, в условиях которой будетэксплуатироваться выбранное аппаратное средство. Затем ПК производитоценку КАС. Результаты приводятся в таблице, которые можно посмотреть взависимости от выбранного пункта выведения результатов. Результатом работыявляются: рекомендации по выбору аппаратного средства; диаграммы срезультатами оценки; отчет.Интерфейс ЭС содержит несколько форм, которые позволяют отображатьразличные критерии, используемые при оценке КАС. При нажатии кнопки«Технические средства» пользователь может просматривать характеристикивыбранногоимаппаратногосредства,выбиратьнеобходимуюгруппухарактеристик, просматривать и редактировать ее содержание, добавлять новыесредства в БД.При нажатии кнопки «Экспертное оценивание» необходимо выбрать, какиеоценки нужно ввести, указать важность групп характеристик, важностьхарактеристик в пределах группы, экспертные оценки характеристик.
Принажатии на кнопку «Анализ КАС» появляется модуль «Оценки КАС». Гдевыбираются АС, качество которых нам необходимо сравнить, а такжевыбирается % соотношение подстилающих поверхностей, в условиях которыхбудет применяться устройство. При нажатии кнопки «Выполнить» системапроизведет расчет и выведет результаты в таблицу.
Результаты отсортированы:в первой строке находится АС с наивысшим коэффициентом, а значит наиболееподходящее. После произведенного анализа КАС можно получить отчетнуюдокументацию в виде диаграммам для каждой группы характеристик илиотображающую общий итог оценки КАС (рисунке 3.33).165При проведении мониторинга МГ БМ необходимо выбрать аппаратныесредства (например, датчики обнаружения концентрации метана, солнечные иаккумуляторные батареи, приемо-передающие устройства и др. устройства),которые позволят значительно повысить достоверность получаемых данных иэффективность работы по обнаружению утечек газа, при этом обладающиеулучшеннымиэксплуатационныевозможностямиитехническимихарактеристиками. На основе выше приведенных алгоритмов и посредствомПО, приведем пример выбора датчика обнаружения утечек метана из 5-тианализируемых, это MSH-P-HC (производитель Dynament), CH-A3 (Alpasense),МИП ВГ-02 (Optosense), HS-131 (Sencera), TGS2611 (Figaro).Рисунок 3.33 - Результаты оценки КАС в виде диаграммЗавершающим этапом оценки качества аппаратных средств, в данномслучае датчиков обнаружения метана, является графическое представлениерезультатов анализа и соответственно выбор наилучшего (рис.
3.34 – 3.37).166Рисунок 3.34 - Результат оценки качества датчиков по обнаружению метанаРисунок 3.35 - Оценка аппаратных средств по всем критериямРисунок 3.36 - Оценка по критерию «Технические характеристики»167Рисунок 3.37 - Оценка по критерию «Эксплуатационные характеристики»Результаты оценки 5-ти различных аппаратных средств с помощью ПО«Оценка КАС» подтверждают, что выбранный датчик утечки газа МИП ВГ-02имеет наиболее высокие качественные показатели (Gnn=0,26), что в несколькораз лучше, по сравнению с ближайшими устройствами.В работе также была проведена оценка эксплуатационных возможностейСТС КУГ в целом, посредством сопоставления показателей комплексааппаратных средств, с существующими изделиями – аналогов, основнымикритериямисравненияявлялись:техническиеиэксплуатационныехарактеристики, информационные свойства и программное обеспечение.Анализ 2-х различных систем показал, что предлагаемая система имеет самыйвысокий относительный коэффициент качества, который в 1,5 раза лучше, посравнению с ближайшей системой с беспроводной передачей данных длямониторинга газового хозяйства компанией ICM [17], что говорит о высокомуровне новизны.Таким образом, экспертная система «Оценка КАС» позволяет проводитьоценку КАС, хранить, обрабатывать информацию о характеристиках каждогоустройства, производить экспертные оценки.
Что в свою очередь позволяетнаглядно оценить результаты работы системы и сформировать отчетнуюдокументацию.1683.9. Выводы по главеДанная СТС КУГ обеспечивает качественную оценку состояния ЛУ МГ засчет, точной локализации места утечки газа, низкой вероятности появленияинформации о ложных утечках, возможности оценить техническое состояниятрассы газопровода.Сформулированные требования к аппаратным средствам СТС позволилиприступить к выбору и реализации основных элементов БМ.
Приведенаобобщенная структура беспроводного модуля, отмечается, что он выполняетследующие основные функции: обнаружение утечки газа; фиксирование времяобнаружения; зарядка устройств; передача собственной и ретрансляционнойинформации, и состоит из: детектора утечки метана; приемо-передающегоустройства; автономного источника питания.Приведен анализ выбора основных элементов ДУМ. Описанный методобнаруженияутекметана,основанныйнаматематическоймоделидиффузионного рассевания газообразных примесей в атмосфере, позволилрассчитать концентрации газов в вертикальном и горизонтальном сечениеоблакаметана,атакжеполяконцентраций,создаваемыеточечнымиисточниками выбросов, и обосновать выбор данного принципа при реализациии эксплуатации БМ.
А учет таких метеорологических характеристик как розаветров и роза скорости ветра только уточнил процесс проектирования СТС.Приведена схема ППУ состоящего из управляющего микроконтроллера,приемопередатчика,встроеннойантенны,флэш-памяти,внешнихсхемсогласования уровней USB, RS232, цифрового порта. Описан способ и методпередачи информации в сенсорной сети.Разработана структура АИП состоящего из аккумулятора, солнечнойбатареи, гибридного регулятора, с приведенной схемой подключения данныхустройств, рассчитана системы электропитания БМ контроля утечек газа.169На основе программного средства «Контроль КАС», была произведенаоценка эксплуатационных возможностей аппаратных средств СТС, на основесопоставления показателей модели системы КУГ, с существующими аналогами,основными критериями сравнения являлись: технические и эксплуатационныехарактеристики, информационные свойства и программное обеспечение.170Глава 4.
ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СЕНСОРНОЙТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫВ данной главе сформулированы требования и разработаны программныесредства телекоммуникационной системы контроля утечек газа из магистралейгазотранспортной сети. Представлена модель автоматизированной системы«Мониторинг»,основнымназначениемкоторойявляется,повышениеэффективности управления и контроля за ТС ЛУ МГ, для обеспечениябезаварийной и длительной эксплуатации объектов ГТС. На основе моделиуточняется функциональная схема системы, а также способы интеграции ее сдругими информационными системами газотранспортной отрасли.Автоматизация процесса расчета и позиционирования БМ вдоль трассыМГ при построении СТС КУГ из объектов ГТС реализована программнымобеспечением «Проектирование СТС».
Анализ данных об утечках газа наобъектах ГТС производится персоналом посредством ПО «Оператор СТС»,призванной объединить всю полученную информацию для удобного хранения вБД и последующего её использования при оценке событий. Инженернаяметодика процесса мониторинга ЛУ МГ посредством БМ, представленная ввиде контекстной диаграммы и реализованная средствами функциональногомоделирования бизнес-процессов, позволяет упорядочить последовательностьвсехэтаповпроведенияработ,сопоставивихссоответствующимобслуживающим персоналом, используемыми аппаратными средствами, атакже с правовыми и нормативными документами.4.1.
Требования к программным средствамПрограммные средства, используемые в составе СТС КУГ, должныудовлетворять следующим требованиям:171•эффективностью-способностьприминимальныхзатратахвычислительных ресурсов выполнять функции, приведенные в требованияхтехнического задания на разрабатываемую систему;•корректностью - способность давать правильные результаты, допустимыхв рамках постановки задачи, при всех комбинациях исходных данных;•полнотой функций - способность выполнять дополнительные функции,представленные в техническом задании на систему, благоприятствующиерешению задач разработки;•быстродействием – способность затрачивать минимальное время реакциина внешние события, минимальные потери времени при защите и передачеинформации;•унификацией - использование небольшого числа исходных модулей;•практичностью – легкость и простота работы пользователей;•адаптивностью и перспективой развития – при изменении программногокомплекса или расширении задач, без ухудшения показателей, простотаприспособления программного обеспечения.4.2.Автоматизированнаясистемамониторингаиуправлениясостояния магистральных газопроводовЭксплуатация основных объектов газотранспортной сети невозможна безналичия точной информации о ее текущем состоянии, оценке данногосостояния, прогнозирования событий.
При этом одной из важнейших задачиспользования программных средств в газотранспортной отрасли являетсяосуществление сплошного мониторинга технического состояния ее основныхобъектов. Необходимо отметить, что в настоящее время при оценке ТС МГиспользуется разнородная информация, например, такая как геологические итопографические материалы, электронные карты и схемы, отражающие172положение технологических объектов газопроводных трасс, информация помониторингу ГТС и др. Ее объем и состав постоянно растет, появляются новыеметоды и средства, которыми производится диагностирование ТС магистрали.Для работы с этой информацией необходимо привлекать современныеавтоматизированные методы хранения, обработки и представления данных,основанные на использовании новейших информационных технологий.Исходяизопытасоздания,внедренияиэксплуатацииавтоматизированных систем (АС) можно сформулировать общие принципы ихпостроения: совместимость ручного, автоматического и автоматизированногорежимовфункционирования;оперативностьвзаимодействиясистемысвнешней средой на всех уровнях диагностического обеспечения; построениепрограммных средств с учетом иерархии; единство системы; открытостьсистемы;вложенностьмногофункциональностьдиагностическогопрограммныхсистемыобследованиямодулей,сдлясоставляющихвозможностьюширокогорешатькругасистему;задачиобъектовдиагностирования; простота общения с системой пользователей с различнойстепенью подготовки, а также возможность описывать входные данные вдоступных для него терминах и обозначениях [16,22,28,35,82].Для осуществления непрерывного контроля и прогнозирования ТСобъектовГТСвразрабатываемойСТСбудетиспользоваться,автоматизированная система «Мониторинг», реализованная на базе Webтехнологий.
Использование данной АС позволит:•обеспечить бесперебойное функционирование ГТС путем объединениябизнес - логики и моделей данных, связанных с эксплуатацией МГ;•получить защищенный авторизированный доступ к функциям системы слюбого рабочего места, без установки специального ПО;•адаптировать под требования конкретного заказчика АС при наличиимодульной архитектуры;173•использовать многооконное представление материалов с возможностьюодновременного отображения различных технологических характеристик МГ;•интегрироватьданнуюАСссуществующимикорпоративнымиинформационными системами и системами управления оборудованием;•улучшитьвзаимодействиевсехслужбприналичииобщейинформационной платформы;•отображать информацию о технологических параметрах МГ и мест ихпрокладки;•точно позиционировать места обнаруженных утечек газа с привязкой ксоответствующей электронной карте;•сохранять историю по чрезвычайным ситуациям и прогнозироватьнегативные последствия на окружающую среду;•анализировать полученные данные и формировать отчеты;•обеспечивать информацией специалистов, отвечающих на разных уровняхуправления и контроля за ТС МГ;•взаимодействовать с интеллектуальным оборудованием СТС.При разработке АС были реализованы следующие этапы работ: проведенанализиразработанаинфологическаямодельпредметнойобласти,сформулированы требования, разработано техническое задание и проектнаядокументация; осуществлен сбор и уточнение специализированной информации(географической, пространственной, фотографическойидр.);полученыэлектронные карты местности; произведен сбор и анализ информации поконтролю утечек газа из объектов ГТС; разработана модель системы,демонстрирующая ключевые функции на фрагменте данных; произведеносоздание и заполнение банка данных; реализованы основные элементы системыв виде клиентских приложений; решены специальные задачи, такие, например,как, проектирование сенсорной сети посредством позиционирование БМ в174подсистеме «Проектирование СТС», контроль утечек газа в подсистеме«Оператор СТС», принятие оперативного решения о присвоении категорииутечки газа из МГ посредством подсистемы «Эксперт» [22,35].Система разработана в соответствие с принципами системного подхода иструктурного программирования, а также с учетом методов, моделей иалгоритмов по моделированию основных элементов сенсорной сети, которыевместе с подсистемами, входящими в состав АС образуют целостнуюметодологию контроля утечек газа из ЛУ МГ.Система построена на базе сервис/ориентированных технологий, которыеявляются наиболее перспективными, за счет использования OLAP-технологии,повышающей степень интеграции АС с другими информационными системамипредприятия газовой отрасли, предоставления доступа к системе с любогорабочего места, при наличии выхода к сети Интернет, снижения требований кпрограммному и аппаратному обеспечению, затрат на администрирование,упрощения подключения новых функций.Ядром системы является хранилище графических и алфавитно-цифровыхданных реализованное посредством специализированной СУБД Microsoft SQLServer 2000 позволяющей использовать систему для проектов любого масштаба,от локальных сетей до магистральных газопроводов.Входной информацией для АС являются: сигналы, текст, цифровыеданные, технические характеристики оборудования, справочники дефектов,электронныекарты,координаты,время,метеоданные,постилающаяповерхность и др.Выходные данные могут быть представлены в виде: таблиц, графиков,отчетов, технических характеристик оборудования, информацией об утечках,электронными картами, координатами, сигналов, времени, розы ветров,прогнозных моделей, оценкам по отказам, управленческих решений и др.175ВосновуразработкиАС«Мониторинг»положеныпринципы,позволяющие обеспечить максимальную эффективность при ее использовании:эргономичный и доступный интерфейс; модульная архитектура, дающаявозможность развивать функциональность системы; использование интернет –технологий, упрощающих доступ пользователей к информации; защищенныйдоступ к различным данным; инструменты пространственного анализа ипозиционированияобъектов;интеграцияинформациивдругиеинформационные системы [22].Ранее отмечалось что АС «Мониторинг» может быть настроена подлюбые требования пользователя системы и организована в виде отдельныхподсистем (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
