Диссертация (1137104), страница 24
Текст из файла (страница 24)
4.1), построенных по модульному принципу и взаимосвязанныхмежду собой посредством хранилища данных, которые могут работать каксовместно, реализуя свойство эмерджентности системы, так и независимо,решая частные функциональные возможности и основные задачи мониторинга,контроля и управления ТС ЛУ МГ.Приведем основные характеристики подсистем.
Подсистема «Линейныйучасток магистрального газопровода», позволяет просматривать, выбирать,размещать и структурировать все виды географических, пространственных илюбых других данных, связанных с газопроводом: компоненты газопровода(класс, диаметр, рабочее давление, материал, способ изготовления); типгазопровода (трубы, изгибы, стыки, отводы и т.п.); способ прокладкигазопровода,наземная,суточняющиминадводные,характеристикамиподводные);(надземная, подземная,топографическаяинформация(типповерхности, водные ресурсы, линии электропередач, дороги и т.п.); временныехарактеристики (ввод в эксплуатацию, срок службы, аварии, ремонтные работыит.п.);способзащитыоткоррозии(типизоляционныхпокрытий,производственный сертификат, ректификатор и т.п.); оснастка газопровода176(воздушные отметки, глубина залегания, обшивка, сварные швы и т.п.), идругие данные.Рисунок 4.1 - Структурная схема АС «Мониторинг»В этой же подсистеме обеспечивается комплексное планирование иорганизация всех видов работ по обслуживанию и проектированию новыхучастковГТС,предоставляетсявозможностьпросмотраианализаретроспективной информации о проведенных работах.Подсистема «Мониторинг СТС» [22], предназначена для объединенияразличных данных по обследованию и оценке ТС объектов ГТС, контролюутечек газа, инспекционным проверкам ЛУ МГ и телекоммуникационныхсредств связи.
Данная подсистема на основе экспериментальных результатовисследований по выявлению утечек из магистрали и с учетом возможностейпространственного анализа позволяет с высокой точностью определить177местоположение проблемного участка, а также выявить возможные утечки газаизМГ,предоставляявозможностьуправлятьданнойинформациейэксплуатирующим службам.За счет интеграции данной информации в другие информационныесистемы [28], у пользователей появляется возможность сопоставить результатыразличныхинспекций,проводимыеобслуживающимиорганизациямииосуществляемые локальными и глобальными средствами диагностирования, итем самым повысить достоверность полученной информации.Подсистема «Угроза», объединяет в себе задачи по отслеживанию иуправлению информацией об отказах на МГ и оборудовании сенсорной сети,ведущихся или планируемых работах по ремонту и замене объектов иоборудованияСТС,возникающимугрозам,чрезвычайныхситуациях,вмешательстве третьих лиц.
Подсистемой предоставляется поддержка впринятии управленческих решений при аварийных ситуациях, в случаеобнаружения утечек газа, с возможностью оперативно реагировать и применятьвсе меры и средства для ее локализации. Основной цель данной подсистемыявляется сохранение целостности и безопасности газопровода за счет:регистрации и локализации происшествий на электронной карте с привязкой кместности и анализом ситуации; вывод оповещений в случае возникновениявнештатных ситуаций; моделирования вероятных событий развития аварии;создания БД по всем аварийным ситуациям; генерации плана действия, расчетатехнических средств и необходимых сил для ликвидации и локализации аварии;определения оптимального маршрута движения транспортных средств к местуаварии; в случае аварии оценка ущерба, нанесенного окружающей среде.Подсистема «Проектирование СТС» позволяет проектировать сенсорнуютелекоммуникационнуюсистемусучетомвлиянияметеорологическихфакторов (розы ветров, розы скорости ветра) на распространение газовогооблака и типов подстилающих поверхностей для принятия решения по178оптимальному размещению БМ используемых при определении утечек газа изМГ [34].
Описание данной подсистемы приведено ниже [11,23,28,109].Подсистема «Оператор СТС» [23,28,109] позволяет контролироватьсостояние СТС и ее основного оборудования, производить диагностированиеконструктивных дефектов и выявлять повышенный уровень концентрации газаиз объектов ГТС. Этот уровень фиксируется датчиком утечки метана,установленным в корпусе беспроводного модуля СТС, далее эта информацияпередается приемо-передающим устройством, а затем обрабатывается спомощью программных средств данного комплекса. Описание подсистемыприведено ниже.Подсистема «Эксперт» предназначена для принятия управленческихрешений пользователям, позволяя присваивать утечкам газа из ЛУ МГразличные категории, для повышения эффективности работы и снижениянагрузки на оператора системы и лица принимающего решения.
Каждаякатегория утечки газа может быть охарактеризована своим статусом, временемобнаружения,описаниемместоположениеБМсостоянияоборудования,обнаружившегоданнуюейсопоставляетсяутечку.Далеевышеперечисленные данные обрабатываются в подсистеме, к ним добавляетсяинформация о температуре окружающей среды, розе ветров и розе скоростиветра, концентрация газа, площадь загрязнения.Алгоритм принятия решений состоит в том, что в результате экспертизыбыли выявлены ключевые вопросы, которые позволяют полностью оценитьхарактер полученных данных, им противопоставляются выявленные категорииутечек метана из ЛУ МГ, которые характеризуют степень выявленнойопасности, после чего вычисляется процент вероятности каждой категорииутечки на основе методики анализа полученных данных.Подсистемы «Проектирование СТС», «Оператор СТС» и «Эксперт» могутработать как в автономном режиме, так и в составе АС «Мониторинг»,179посредством разработанных интерфейсов и единого ПО, используемого приразработке, что в свою очередь предоставляет возможность обмениватьсяполученными данными через файловые структуры.Подсистемавзаимодействовать«Контрольсоборудования»различнымпозволяеттехнологическимуправлятьиоборудованием,установленным на объектах ГТС и используемом в телекоммуникационнойсистеме посредством интеграции со SCADA – системами газотранспортногопредприятия.
За счет реализации аппаратных средств телекоммуникаций ителемеханики, установленных на объектах ГТС и СТС, происходит измерение иопределение значений таких технологических параметров как температурапродукта и окружающей среды, давление, скорость потока, плотность, объемперекачиваемого сырь, а также таких технических характеристик как мощность,заряд аккумулятора и другие.Полученные данные позволяют формировать информационные пакеты,снабженные метками времени, которые обрабатываются по различнымалгоритмам и далее передаются по различным каналам связи на сервер и далее кпользователям системы.
Данная подсистема также реализует следующиефункции: мониторинг режима перекачки газа; контроль технического состоянияизмерительных устройств; при отклонении технологических параметров отнормы оповещение в виде сигнала тревоги и визуального представления;отображение и идентификация средств измерения, их состояний, а такжетехнических и технологических характеристик, на электронной мнемосхеме.Подсистема «Администратор» выполняет обработку алфавитно-цифровыхданных, и предназначена для работы с административной информацией сосуществлением управления пользователями системы, предоставления прав иназначением ролей, управления документами и отчетами.
Подсистема такжепредоставляет возможность интегрировать в АС все виды графических,текстовых и числовых данных, системным администраторам, позволяет180осуществлять доступ к различным БД, производить импорт/экспорт данныхразличных форматов.Доступ к АС «Мониторинг» обеспечивается как при полевых работах, таки на опорных пунктах, за счет использования мобильных устройств радиосвязи,таких как телефоны, КПК, ПК, коммутаторы, планшеты и другие средства,имеющие приемники беспроводной связи, которые в свою очередь позволяютоперативно вносить и отслеживать текущую информацию, обеспечивая даннойинформациейдиспетчеров,операторов,работниковремонтно-восстановительных бригад, представителей административного аппарата.Внедрение АС «Мониторинг» в газотранспортную отрасль — этомногоэтапный и долгосрочный проект. В работе приведена структура АС,описаны функции каждой из подсистем, а также разработано ПО отвечающее запроектирование сенсорной сети и обследование газовой магистрали.4.3.
Программное средство «Проектирование СТС»Основное назначение автоматизированной подсистемы «ПроектированиеСТС» – повышение эффективности анализа ТС МГ для своевременногообнаружения утечек газа при помощи грамотного позиционирования БМ ипредложениерешений,газопроводе.ЦельюкоторыесозданияпомогутПОустранить«ПроектированиенеисправностиСТС»наявляетсяавтоматизация расчета позиционирования БМ вдоль трассы МГ при построенииСТС КУГ. Реализуемые функциональные задачи: разграничение прав доступапри помощи средств идентификации, аутентификации и авторизации; ввод,накопление, хранение и редактирование метеоданных, типов подстилающихповерхностей и технических характеристик ЛУ МГ; анализ метеоданных, в томчисле розы ветров, на выбранном ЛУ МГ и типов подстилающих поверхностей,влияющих на распространение газового облака и возможности установки БМ;обработка полученных данных с последующим расчетом позиционирования БМ181на определенном ЛУ МГ; на основе полученной информации визуализация БМ,ЛУ МГ, метеостанций на электронной карте; формирование отчетнойдокументации по результатам работы системы в виде диаграмм, графиков.Объектом автоматизации являются процессы сбора, хранения, обработкии анализа факторов, влияющих на распространение газового облака, ипозиционированиелокальныхБМпримониторингеМГ.Основнымифакторами, влияющими на проектирование СТС контроля утечек газа иустановку БМ вдоль магистрали являются: тип подстилающей поверхности научастках МГ; преобладающее направление ветра (роза ветров), полученноепутем обработки данных измерений с метеостанций за достаточно большойпромежуток времени; наличие ЛЭП, охраняемых территорий, таких, например,как, заповедники, военные объекты и др., на пути расстановки БМ.На рис.
4.2 представлена организационно-функциональная структура ПО,состоящая из 5 подсистем. В качестве внешней среды выступает сеть Интернетпозволяющая отображать БМ на карте с использованием Web-сервисаGooglemaps, сервера «Погода России», откуда поступают данные измерений сметеостанций, электронные карты по прокладке МГ.Подсистема авторизации - предназначена для прохождения пользователемпроцедур аутентификации/авторизации и предоставления пользователю прав навыполнение определённых действий, а также для выполнения функций посозданию, редактированию, удалению учетных записей.Подсистема работы с БД - выполняет все операции, связанные собращением к БД, обеспечивает корректное выполнение запросов на выборку,добавление, редактирование или удаление данных из БД, реализована функцияпроверки целостности данных, внесенных в БД.Подсистема обработки данных - выполняет функции по расчетукоординат БМ при тех или иных выбранных пользователем факторах,влияющих на распространение газового облака, либо без учета таковых с182последующим обращением к подсистеме работы с БД для занесения координатБМ в БД.ПользовательПользователь«АСпозиционирования»Внешняя среда(руководство,интернет)ПодсистемаавторизацииПодсистемаработы с БДБазаБаза данныхданныхПодсистемаобработкиданныхДисплейПодсистемасправки ипомощиПодсистемавыводаДокументMS WordРисунок 4.2 - Организационно-функциональная структураПодсистема вывода - отображает результаты обработки данных на экранев виде графиков, таблиц, картографической информации.Подсистема справки и помощи - обеспечивает пользователя ПОсправочнойинформацией,всплывающимиподсказками,системнымисообщениями, которые облегчат работу пользователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
