СИСТЕМА АНАЛИЗА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА В ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к вычислительной, информационно-аналитической технике и может быть использована в газотранспортной промышленности для автоматизированного анализа количественных показателей экологического риска в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов с целью повышения качества управления разработкой проектов производства работ при проектировании ремонтных работ на линейной части магистральных газопроводов.
Известна аналитическая информационно-техническая система (ПМ RU №78964, 2008), 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) (ПМ RU №91198, 2009), 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 проектов (АИАСМП) по прототипу не позволяет автоматизировать процесс анализа эксплуатационных показателей магистрального газопровода и в автоматическом режиме определять по полученным при прохождении поршня-дефектоскопа таблицам магнитных аномалий геометрические параметры обнаруженных дефектов труб и оценивать экологический риск в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов. Кроме того, эта система обладает низкой производительностью, так как для оценки прочностных параметров магистрального газопровода требуется обработка всех выявленных при проведении внутритрубной дефектоскопии аномалий. Процесс обработки всех выявленных при проведении внутритрубной дефектоскопии аномалий производится технологом, который выполняет классификацию выявленных при проведении обследования дефектов и принимает решение об оценке экологического риска в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов. Возникающие при этом потери результатов внутритрубных обследований могут привести к количественным изменениям в величине экологического риска и неправильным оценкам надежности магистрального газопровода.
Раскрытие полезной модели. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в автоматизации процесса анализа количественных показателей экологического риска в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов, повышении точности определения надежности магистрального газопровода, а также сокращении непроизводительных затрат на оценку организационных и технологических показателей производства ремонтных работ на магистральном газопроводе.
Для достижения указанного технического результата в информационно-аналитическую систему мониторинга проектов (АИАСМП), содержащую автоматизированные рабочие места (АРМ) подразделений предприятия, разрабатывающего конструкторскую и технологическую документацию (КД и ТД), в том числе разрабатывающего проекты производства работ (ППР) и обеспечивающего подразделения возможностью обмена информацией, 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, маршрутизатора, принимающего решения о пересылке пакетов данных на основании определенных правил, заданных администратором, между базой данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода и автоматизированным рабочим местом, системного интегратора, позволяющего управлять технологическим процессом разработки проекта производства работ, а также разделителя, выполненного с возможностью количественной оценки экологического риска, выявляющего и оценивающего вероятности наступления событий, имеющих неблагоприятные последствия для состояния окружающей среды, вызванные загрязнением окружающей среды, нарушением экологических требований, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера, при этом выход модуля автоматизированного рабочего места эксперта предприятия связан со входом системного интегратора, в который входит разделитель для количественной оценки экологического риска, а выход системного интегратора связан со входом модуля разработки проектов производства работ.
На фигуре приведена структурная схема системы анализа количественных показателей экологического риска в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов.
Осуществление полезной модели. Устройство работает следующим образом: система анализа позволяет оценивать экологический риск в условиях эксплуатации магистральных газопроводов. Система анализа содержит автоматизированное рабочее место (АРМ) эксперта предприятия, связанное с модулем разработки проектов производства работ (ППР) посредством технологических линий обмена информацией через модуль системного интегратора (СИ), позволяющий управлять технологическим процессом разработки проекта производства работ, а в модуль системного интегратора (СИ) входит модуль разделителя (Р), выявляющий и оценивающий вероятности наступления событий, имеющих неблагоприятные последствия для состояния окружающей среды, вызванные загрязнением окружающей среды, нарушением экологических требований, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера. Полученные при проведении внутритрубной дефектоскопии сведения об обнаруженных 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 целостности магистрального газопровода в виде количественных показателей и связанного с модулем сбора данных (МСД), первый и второй входы-выходы которого соединены соответственно с входами-выходами ФМКД и МПС, связанной с автоматизированным рабочим местом (АРМ) через маршрутизатор (М), принимающий решения о пересылке пакетов данных на основании определенных правил, заданных администратором, между базой данных внутритрубной диагностики линейной части магистрального газопровода (ПАО БД ВТД) и автоматизированным рабочим местом (АРМ), при этом выход модуля автоматизированного рабочего места (АРМ) связан со входом модуля системного интегратора (СИ), в который входит разделитель для количественной оценки экологического риска (Р), а выход модуля системного интегратора (СИ) связан со входом модуля разработки проектов производства работ (ППР).
Система функционирует на следующих технических средствах: аппаратный сервер - ProLiant DL165 G7, тип процессора - AMD Opteron™, 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 НР Z600 - четырехъядерный процессор Intel Xeon Е5640 (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 С#. Хранение данных системы, конфигурационных параметров участков линейной части магистральных газопроводов, 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 магистральных газопроводов. Для интерпретации результатов внутритрубной дефектоскопии и выдачи рекомендации по технологическим методам производства работ по ремонту 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 дефектоскопии - OrMgThin; программный модуль оценки дефектов стенки трубы - OrMgDefect; программный модуль оценки целостности линейной части магистрального газопроводов по модифицированному алгоритму B31G - OrMgResurs; программный модуль визуализации для АРМ эксперта - ORMgVsData; программный модуль 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 линейной части магистрального газопровода - OrMgResurs; программный модуль аппроксимаций и экстраполяций вычисляемых функций - OrMgspline; программный модуль вычисления риска эксплуатации линейной части магистрального газопровода - ORMgRisk; программный модуль формирования рекомендаций по технологическим методам производства работ по ремонту дефектов OrMgRemont - позволяет автоматически осуществлять планирование технологических принципов ремонта дефектов; программный модуль автоматизированного принятия решения о пересылке пакетов данных на основании определенных правил, заданных администратором - OrMgRouter; программный модуль системного интегратора, который позволяет управлять технологическим процессом разработки проекта производства работ на основе расчета величины технологического риска эксплуатации магистрального газопровода и формирует проект производства работ - OrMgIntegrator; программный модуль разделителя, выполненный с возможностью количественной оценки экологического риска, выявляющий и оценивающий вероятности наступления событий, имеющих неблагоприятные последствия для состояния окружающей среды, вызванные загрязнением окружающей среды, нарушением экологических требований, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера - OrMgSeparator.
Преимущество полезной модели. Преимущество автоматизированной системы анализа количественных показателей экологического риска в информационной среде при эксплуатации магистральных газопроводов 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 экологического риска эксплуатации линейной части магистрального газопровода от физико-механических и конструктивных показателей дефектов в стенке магистрального газопровода, что позволяет повысить качество интерпретации результатов внутритрубной дефектоскопии, выдать рекомендации по организационным и технологическим методам производства работ по ремонту дефектов и сформировать для автоматизированной системы управления процессом разработки проектов производства работ организационные и технологические схемы строительно-монтажных работ, повысить производительность и точность определения сроков производства работ по ремонту линейной части магистрального газопровода.