МАСКИРУЕМАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам мониторинга состояния магистральных трубопроводов, в частности к системам мониторинга состояния подземных магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, и может быть использовано для обнаружения, распознавания и регистрации несанкционированного доступа к трубопроводам.
Известно техническое средство охраны подземных нефтяных трубопроводов - система «PipeGuard» израильской компании «Magal», которая содержит совокупность автономных сенсорных модулей, монтируемых на глубине (50...80) см под поверхностью земли (Журнал «МИР И БЕЗОПАСНОСТЬ» №6 (56)ноябрь-декабрь 2004. Статья «Технологии охраны периметров: новые применения». Издательский центр ООО «Витязь-М»). Каждый сенсорный блок содержит 4 геофонных сейсмических датчика, их сигналы обрабатываются местным анализатором, который также находится под землей. В одном корпусе с анализатором помещается радиочастотный приемопередатчик сигналов тревоги и батареи питания. Геофонные датчики располагаются вдоль линии, перпендикулярной оси трубопровода. Примененный метод когерентной обработки сигналов индивидуальных геофонов позволил обеспечить диаграмму чувствительности сенсорного модуля в виде двух узких лепестков, ориентированных вдоль линии трубопровода. Протяженность чувствительной зоны сенсорного модуля - до 150 м в обоих направлениях. Это позволяет располагать сенсорные блоки на расстояниях около 300 м друг от друга. Сигналы тревоги от отдельного модуля по радиоканалу передаются на два соседних модуля, а те, в свою очередь, последовательно передают их дальше, до
ближайшей региональной станции контроля и управления, которые располагаются на расстояниях до 20 км друг от друга.
Система «PipeGuard» распознает сейсмические сигналы, которые характерны для попыток вторжения в подземный трубопровод - вскрытия земли с помощью лопаты, мотыги, бурильной установки и т.п. Система не реагирует на "нетревожные" факторы, такие как движение людей, транспорта, атмосферные осадки. Анализатор обучается распознаванию реальных сигналов вторжения непосредственно на месте установки и позволяет не только классифицировать тип вторжения, но и определять вероятность совпадения регистрируемых сигналов с типовыми образами, хранящимися в банке данных каждой системы.
В устройстве автотестирования системы «PipeGuard» используется входящий в состав модуля источник импульсных акустических сигналов, которые регистрируются геофонами данного модуля. Автотестирование позволяет не только контролировать работоспособность сенсорного модуля, но также периодически измерять скорость распространения сейсмических сигналов, которая в значительной степени зависит от параметров почвы в данный момент (плотности, температуры, влажности и др.). Результаты автотестирования учитываются анализатором при обработке сигналов и обеспечивают надежность распознавания и классификации сигналов, а также позволяют определить угловую координату точки вторжения. Сенсорный модуль «PipeGuard» питается от специально разработанных литиевых батарей большой емкости. Ресурс комплекта батарей составляет не менее одного года.
Геофонная система компании «Magal» позволяет отказаться от прокладки кабелей и обеспечивает локализацию вторжения с приемлемой точностью - 300 м.
Признаки аналога, совпадающие с признаками предлагаемого изобретения:
1. Распознаются сигналы, которые характерны для попыток вторжения в подземный трубопровод - вскрытия земли с помощью лопаты, мотыги, бурильной установки и т.п.
2. Система не реагирует на атмосферные осадки.
3. Чувствительные элементы монтируются под поверхностью земли.
Недостатками этого устройства являются:
1. Для передачи сигналов тревоги используется радиоканал, что снижает надежность работы системы в условиях воздействия промышленных и радиопомех, линий электропередач, гроз, и может привести к полному отказу модулей системы при использовании злоумышленниками средств радиопротиводействия.
2. Сигналы тревоги передаются последовательно, через соседние модули, что может привести к частичной или полной потере информации в системе при выходе из строя аппаратуры только одного электронного блока или автономного источника питания, умышленной или случайной поломке антенны приемопередатчика.
3. Антенна приемопередатчика располагается над поверхностью земли, что демаскирует электронный блок с местным анализатором и тем самым создает идеальные условия для его хищения или преднамеренного вывода из строя. Кроме того, расположение антенны приемопередатчика практически на уровне земли исключает возможность использования данной системы на трассах трубопроводов, расположенных на протяженных заболоченных пространствах или подверженных воздействию паводковых вод, а также покрытых глубоким снегом.
4. Данное устройство не обнаруживает перемещение автотранспорта и людей, имеющих при себе металлические предметы, на границе зоны размещения трубопровода, что исключает возможность обнаружения попытки несанкционированного доступа к трубопроводу на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ, и ставит оператора системы перед фактом непосредственного вторжения, не давая ему возможности объективно оценить сложившуюся ситуацию, с учетом динамики ее развития, для принятия адекватных мер по пресечению несанкционированных действий.
5. Обучение анализаторов распознаванию реальных сигналов вторжения осуществляется непосредственно на месте их установки, что существенно увеличивает трудоемкость работ при подготовке системы к использованию,
учитывая их большое количество и расположение трубопроводов в труднодоступных, неосвоенных регионах.
6. Электропитание сенсорных модулей осуществляется от автономных источников питания (литиевых батарей), что требует постоянного контроля их состояния и их замены при выходе их из строя, или по истечении срока их годности, и соответственно увеличивает затраты на обслуживание системы.
В качестве прототипа выбрана система «SecurePipe» австралийской компании «Future Fibre Technologies» (FFT), состоящая из сенсорного кабеля, размещаемого над трубопроводом, на глубине (30...90) см под землей, начального модуля, оконечного модуля, контроллера Secure Pipe, промышленного компьютера и соединительного кабеля (Журнал «МИР И БЕЗОПАСНОСТЬ» №6 (56)ноябрь - декабрь 2004. Статья «Технологии охраны периметров: новые применения». Издательский центр ООО «Витязь-М»). Сенсорный кабель соответствует военным спецификациям для «тактического» применения, т.е. для подземной прокладки без дополнительной механической защиты. Кабель отличается высокой прочностью: допустимые кратковременные нагрузки на разрыв составляют от 160 до 480 кг. Ширина чувствительной зоны сенсорного кабеля составляет примерно 6 метров.
Под воздействием механических вибраций сенсорный кабель дает отклик в диапазоне частот от 1 Гц до 1 МГц. Для практических целей в системе используется полоса 200 Гц - 10 кГц.
Технология компании FFT построена на принципе обнаружения микронапряжений в оптическом волокне. В состав сенсорного кабеля входят два чувствительных волокна: в них подается излучение от полупроводникового лазера, работающего в непрерывном режиме. В начальном модуле излучение расщепляется на два пучка, которые подаются на оба волокна. В оконечном модуле происходит интерференция обоих лучей, т.е. оптическая система представляет собой двухлучевой интерферометр. Если оба плеча системы находятся в невозмущенном состоянии, то интерференционная картинка на оконечном модуле остается неизменной. При деформациях или вибрациях
кабеля оптическая разность хода в чувствительных волокнах (плечах интерферометра) изменяется, и оконечный модуль регистрирует переменную составляющую сигнала, передавая ее на анализатор. В качестве источника света используется полупроводниковый лазер с выходной мощностью (12...50) мВт, работающий на длине волны 1,31 или 1,55 мкм. Высокая мощность излучения и малые потери в сенсорном кабеле позволяют увеличить длину отдельной зоны охраны до 60 км. Для определения места вторжения используются три активных сенсорных волокна, объединенных в многожильном оптическом кабеле. Два волокна используются для обнаружения вторжения интерферометрическим способом, а третье волокно служит для определения расстояния от начала кабеля до точки возникновения микродеформаций. Точность определения места вторжения составляет ±150 м.
Система «SecurePipe» отличается отсутствием какого-либо электронного оборудования, источников питания или металлических элементов на всем протяжении зоны охраны. Диапазон рабочих температур сенсорных кабелей - от -55°С до +85°С.
Процессор системы, выполненный на базе промышленного компьютера и снабженный оптико-электронными модулями излучателей и фотоприемников, устанавливается в помещении охраны. Программное обеспечение системы позволяет производить настройку чувствительности, анализ тревожных событий, фильтрацию фоновых шумов, передачу сигналов по стандартным протоколам, а также конфигурировать систему в соответствии с параметрами защищаемой сети связи.
Система «SecurePipe» обнаруживает и распознает различные попытки вторжения: вскрытие земли киркой или лопатой, работу гусеничного или колесного экскаватора, вертикальное или горизонтальное бурение, удар пули, высверливание трубы и др. Интеллектуальный самообучающийся контроллер позволяет также различать опасные воздействия природного характера - наводнения, деформации и сотрясения почвы, землетрясения, водяные потоки и т.п. При определенных условиях система «SecurePipe» может использоваться и для обнаружения утечек жидкости или газа из трубопровода.
Признаки аналога, совпадающие с признаками предлагаемого изобретения:
1. Обнаруживаются различные попытки вторжения: вскрытие земли киркой или лопатой, работа гусеничного или колесного экскаватора, вертикальное или горизонтальное бурение.
2. Обеспечивается анализ тревожных событий, фильтрация фоновых шумов, передача сигналов по стандартным протоколам.
К недостаткам этого устройства-прототипа относятся:
1. Данное устройство не обнаруживает перемещение автотранспорта и людей, имеющих при себе металлические предметы, на границе зоны размещения трубопровода, что исключает возможность обнаружения попытки несанкционированного доступа к трубопроводу на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ, и ставит оператора системы перед фактом непосредственного вторжения, не давая ему возможности объективно оценить сложившуюся ситуацию, с учетом динамики ее развития, для принятия адекватных мер по пресечению несанкционированных действий.
2. Зона охраны данного устройства, имеющая большую протяженность, не разделена на отдельные участки. Сенсорный кабель является основным элементом оптической системы данного устройства, и его случайный или преднамеренный обрыв в любом месте зоны охраны приведет к отказу всего устройства, протяженность зоны охраны которого может достигать 60 км. Выполнить ремонт одномодового оптического волоконного кабеля в полевых условиях, в случае его обрыва, технологически очень сложно.
Применение данного устройства для небольших зон охраны невыгодно из-за высокой стоимости процессора с программным обеспечением, которая превышает $ 100 тыс. Устройство становится эффективным только при длине зоны охраны более 30 км, когда удельная стоимость одного метра зоны охраны не превышает
$ 10 (Журнал «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ» №4 (70) август-сентябрь 2006. Статья «Системы охраны периметров - новинки сезона 2006 г.». ООО «Гротек»).
3. Сотрясения почвы, вызванные движением крупных животных в зоне расположения сенсорного кабеля, особенно вдоль его трассы, могут инициировать частые ложные срабатывания данного устройства. Для распознавания и классификации сигналов, поступающих от сенсорного кабеля, в этом случае, потребуется создать большое количество типовых образов, что технически трудно выполнить, учитывая количество видов животных, их перемещение поодиночке, группами, быстро, медленно, а также нестационарность сигналов, вызываемую воздействием сезонных изменений климатических факторов внешней среды на физико-механические свойства грунтов.
Задачей изобретения является создание системы мониторинга, обеспечивающей обнаружение попыток несанкционированного доступа к подземному трубопроводу на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, - обнаружение попыток несанкционированного доступа к подземному трубопроводу на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ, уменьшение числа ложных тревог и повышение надежности работы системы.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в системе «SecurePipe», содержащей сенсорный кабель, размещенный под землей над трубопроводом, контроллер и промышленный компьютер, предусмотрено следующее отличие - введены два магнитометрических средства обнаружения, которые расположены под землей, с двух сторон трубопровода, на границах его зоны размещения, и формируют объемные зоны обнаружения на подступах к зоне размещения трубопровода.
Кроме того, предложенная маскируемая система мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов отличается тем, что она выполнена с возможностью разделения ее зоны охраны на отдельные участки, которые
соединены с компьютером автоматизированного рабочего места оператора системы магистральным кабелем, снабжена вторым сенсорным кабелем, причем сенсорные кабели размещены под землей над трубопроводом и расположены по разные стороны от него, а сам сенсорный кабель бронирован стальными лентами.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно:
1. В предлагаемую маскируемую систему мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов помимо вибрационного средства обнаружения, которое регистрирует такие попытки вторжения, как вскрытие земли в месте расположения трубопровода с помощью ручного инструмента (киркой, лопатой и т.п.), или с помощью технических средств (бурильной установки, экскаватора и т.п.), введены два магнитометрических средства обнаружения.
Магнитометрическое средство обнаружения регистрирует изменения существующего магнитного поля Земли, вносимые при пересечении его зоны обнаружения, автотранспортом или людьми, имеющими при себе предметы, обладающие остаточной или наведенной намагниченностью (металлический инструмент, оборудование для врезки в трубопровод и т.п.). Эти средства расположены под землей, с двух сторон трубопровода, на границах его зоны размещения, и формируют объемные зоны обнаружения на подступах к зоне размещения трубопровода. При пересечении зоны обнаружения магнитометрического средства обнаружения автотранспортом или людьми, имеющими при себе металлические предметы, в компьютер автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора системы поступает сигнал срабатывания с указанием места пересечения и направления перемещения нарушителя.
Наличие в системе мониторинга магнитометрических средств обнаружения позволяет выделить из всех нарушителей зоны размещения трубопровода, включая крупных животных, только автотранспорт и людей с металлическими
предметами, которые потенциально могут осуществить несанкционированный доступ к трубопроводу.
Расположение магнитометрических средств обнаружения на границах зоны размещения трубопровода позволяет обнаружить попытку несанкционированного доступа к трубопроводу на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ.
Обнаружение попытки несанкционированного доступа к трубопроводу на ранней стадии вторжения, еще на подступах к зоне размещения трубопровода, позволяет оператору системы мониторинга объективно оценить сложившуюся ситуацию, с учетом последующей динамики ее развития, для принятия адекватных мер по пресечению несанкционированных действий.
2. Наличие в системе мониторинга средств обнаружения, основанных на разных принципах действия, их взаимное расположение в зоне размещения трубопровода, возможность обнаружения нарушителей на границе зоны размещения трубопровода и выделения из их числа потенциальных нарушителей: автотранспорта и людей, имеющих при себе металлические предметы, с определением направления их перемещения, анализ последовательности появления сигналов срабатывания от средств обнаружения и классификация происходящих событий, позволяют существенно уменьшить число ложных тревог.
3. Система мониторинга выполнена с возможностью разделения ее зоны охраны на отдельные участки, которые соединены с компьютером АРМ оператора системы магистральным кабелем и с устройством дистанционного электропитания кабелем электропитания. Разделение зоны охраны системы мониторинга на отдельные участки существенно повышает надежность ее работы, т.к. выход из строя одного участка не приводит к отказу всей системы, как в случае с устройством-прототипом, где обрыв сенсорного кабеля, в любом месте, приводит к отказу системы, протяженность зоны охраны которой может достигать 60 км.
4. Система мониторинга снабжена вторым сенсорным кабелем, причем оба сенсорных кабеля размещены под землей над трубопроводом и расположены по разные стороны от него.
Наличие двух сенсорных кабелей, и их расположение по разные стороны от трубопровода, расширяют зону обнаружения, что позволяет обнаружить попытки вторжения, при вскрытии земли не только над трубопроводом, но и сбоку от него, а также повышает надежность работы системы, т.к. при случайном или преднамеренном обрыве одного сенсорного кабеля, второй будет продолжать функционировать.
5. Сенсорный кабель бронирован стальными лентами. Дополнительная механическая защита сенсорного кабеля стальными лентами повышает надежность работы вибрационного средства обнаружения, т.к. предохраняет его от случайного обрыва при проведении земляных работ в месте расположения кабеля.
Изобретение позволяет:
1. Обнаружить, на границе зоны размещения трубопровода (на ранней стадии вторжения, до начала земляных работ), автотранспорт и людей, имеющих при себе металлические предметы, и определить направление их перемещения (к трубопроводу или от него).
2. Оператору системы объективно оценить сложившуюся тревожную ситуацию на конкретном участке зоны охраны трубопровода, с учетом динамики ее развития.
3. Уменьшить число ложных тревог.
4. Повысить надежность работы системы.
Техническая сущность и принцип действия предложенной системы поясняются чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - структурная схема маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов.
Фиг.2 - структурная схема участка зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов.
Фиг.3 - схема соединений участка зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов.
На структурной схеме (Фиг.1) маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов приведены следующие обозначения:
1 - участок зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов;
2 - граница зоны размещения трубопровода;
3 - трубопровод;
4 - магистральный кабель;
5 - кабель электропитания;
6 - помещение центрального поста охраны;
7 - АРМ оператора системы;
8 - устройство дистанционного электропитания.
На структурной схеме (Фиг.2) участка зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов приведены следующие обозначения:
1 - участок зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов;
2 - граница зоны размещения трубопровода;
3 - трубопровод;
4 - магистральный кабель;
5 - кабель электропитания;
9 - магнитометрическое средство обнаружения;
10 - вибрационное средство обнаружения;
11 - периферийный контроллер;
12 - соединительные кабели.
На схеме соединений (Фиг.3) участка зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов приведены следующие обозначения:
1 - участок зоны охраны маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов;
2 - граница зоны размещения трубопровода;
3 - трубопровод;
4 - магистральный кабель;
5 - кабель электропитания;
11 - периферийный контроллер;
12 - соединительные кабели;
13 - магнитометрический индукционный чувствительный элемент;
14 - сегменты кабеля магнитометрического индукционного чувствительного элемента;
15 - муфта оконечная;
16 - кабельный чувствительный элемент;
17 - муфта оконечная;
18 - сегменты сенсорного кабеля;
19 - муфта соединительная;
20 - соединительный кабель;
21 - блок обработки магнитометрического средства обнаружения;
22 - блок обработки вибрационного средства обнаружения.
Предложенная маскируемая система мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов состоит из:
- участков зоны охраны;
- АРМ оператора системы;
- устройства дистанционного электропитания.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом:
1. Каждый участок зоны охраны 1 маскируемой системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов содержит в своем составе:
- два магнитометрических средства обнаружения 9;
- вибрационное средство обнаружения 10;
- периферийный контроллер 11.
2. Магнитометрическое средство обнаружения 9 состоит из магнитометрического индукционного чувствительного элемента 13 и блока
обработки 21. Магнитометрический индукционный чувствительный элемент 13 содержит шесть одинаковых сегментов кабеля 14, состоящего из двух изолированных проводников, скрученных в пару, две муфты оконечные 15, муфту соединительную 19, и размещен в грунте, на глубине (20...30) см. Сегменты кабеля 14 расположены в одной плоскости попарно и последовательно вдоль границы зоны размещения трубопровода, на одинаковом расстоянии друг от друга, скоммутированы на своих концах с помощью муфт оконечных 15 и муфты соединительной 19 и образуют два одновитковых «8»-образных дифференциальных сигнальных датчика. Эти датчики разнесены на некоторое расстояние вдоль маршрута вероятного перемещения нарушителя и сконфигурированы так, чтобы их проводники образовывали пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого нарушителем, имеющим при себе предметы, обладающие остаточной или наведенной намагниченностью. Зона обнаружения магнитометрического индукционного чувствительного элемента 13 представляет собой полосу шириной до 6 м, относительно его продольной оси, и длиной (500...1000) м.
В качестве муфт оконечных 15 и муфты соединительной 19 используются унифицированные полиэтиленовые муфты для электрических кабелей связи. Ввод сегментов кабеля 14 в муфты оконечные 15 и муфту соединительную 19, а также ввод соединительного кабеля 20 осуществляется через патрубки, которыми оснащены корпуса муфт.
3. Вибрационное средство обнаружения 10 состоит из кабельного чувствительного элемента 16 и блока обработки 22.
Кабельный чувствительный элемент 16 содержит четыре муфты оконечные 17, четыре сегмента сенсорного кабеля 18 и размещен в грунте, на глубине (40...50) см. Сегменты сенсорного кабеля 18 представляют собой отрезки телефонного кабеля парной скрутки, с полиэтиленовой изоляцией, с экраном из алюмополимерной ленты, бронированного стальными лентами, с наружным защитным шлангом из полиэтилена. Сегменты сенсорного кабеля 18 подключены попарно к блоку обработки 22 и образуют два фланга,
симметрично расположенные относительно места установки блока обработки 22. Фланговое парное подключение сегментов сенсорного кабеля 18 к блоку обработки 22, симметрично относительно места его установки, обеспечивает точность определения места вторжения до 1/2 длины участка зоны охраны 1 и повышает помехоустойчивость вибрационного средства обнаружения 10.
Токопроводящие жилы и экранирующие проводники сегментов сенсорного кабеля 18 зашунтированы на своих концах, в муфтах оконечных 17, резисторами для обеспечения контроля за их исправностью. В случае обрыва или короткого замыкания сегмента сенсорного кабеля 18 блок обработки 22 выдает сигнал срабатывания на периферийный контроллер 11, постоянно на время неисправности.
Зона обнаружения вибрационного средства обнаружения 10 представляет собой полосу шириной до 2 м, относительно продольной оси трубопровода 3, и длиной (500...1000) м.
В качестве муфт оконечных 17 используются унифицированные полиэтиленовые муфты для электрических кабелей связи. Ввод сегмента сенсорного кабеля 18 в муфту оконечную 17 осуществляется через патрубок, которым оснащен корпус муфты.
4. Периферийный контроллер 11 обеспечивает взаимодействие магнитометрических средств обнаружения 9 и вибрационного средства обнаружения 10 участка зоны охраны 1 с АРМ оператора системы 7. Конструктивно периферийный контроллер 11 и блоки обработки 21, 22 выполнены в унифицированных водозащитных корпусах из высокопрочного пластика. Корпуса периферийного контроллера 11 и блоков обработки 21, 22 оборудованы клапанами для проверки герметичности под избыточным давлением (0,5 бар) и контактными датчиками, контролирующими вскрытие блоков. Ввод магистрального кабеля 4, кабеля электропитания 5 и соединительных кабелей 12, 20 в корпуса осуществляется через герметичные кабельные вводы.
Напряжение электропитания постоянного тока (10...30) В поступает в блоки обработки 21 и 22 от периферийного контроллера 11 по соединительным
кабелям 12.
5. АРМ оператора системы 7 представляет собой специализированный программно-аппаратный комплекс, выполненный на базе компьютера промышленного исполнения. Электропитание компьютера осуществляется от источника бесперебойного питания. Системный блок компьютера и источник бесперебойного питания размещаются в стандартной 19-ти дюймовой аппаратной стойке. Связь периферийных контроллеров 11 с АРМ оператора системы 7 осуществляется по магистральному кабелю 4. Магистральный кабель 4 размещен в грунте, на глубине (80...90) см.
6. Электропитание периферийных контроллеров 11 осуществляется от устройства дистанционного электропитания 8 по кабелю электропитания 5. В качестве устройства дистанционного электропитания 8 используется стандартный источник электропитания постоянного напряжения 110 В, размещенный в аппаратной стойке АРМ оператора системы 7.
Кабель электропитания 5 размещен в грунте, на глубине (80...90) см.
7. АРМ оператора системы 7 и устройство дистанционного электропитания 8 размещены в помещении центрального поста охраны 6.
Описанной выше маскируемой системой мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов пользуются следующим образом:
Подготовку системы мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов к эксплуатации осуществляют следующим образом. Проводят внешний осмотр оборудования АРМ оператора системы 7 и устройства дистанционного электропитания 8 на предмет правильности и надежности подключения электрических цепей при выключенном электропитании. Включают электропитание системы и производят с помощью АРМ оператора системы 7 дистанционный контроль исправности оборудования участков зоны охраны 1. Для проверки работоспособности системы мониторинга производят контрольные воздействия путем пересечения зоны размещения трубопровода транспортным средством и людьми, имеющими при себе ручной металлический инструмент для вскрытия грунта, на трех любых участках зоны охраны 1, с имитацией земляных работ около трубопровода 3.
Используют систему мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов следующим образом. Организуют круглосуточное дежурство сменных операторов за АРМ оператора системы 7.
При отсутствии в зоне размещения трубопровода 3 автотранспорта или людей, имеющих при себе металлические предметы, и исправности оборудования системы мониторинга, на экране монитора АРМ оператора системы 7 отображается графический план трассы трубопровода 3 и текущее состояние системы. При возникновении неисправности оборудования системы мониторинга на экран монитора АРМ оператора системы 7 выводится сообщение о типе оборудования и его месте расположения.
При пересечении зоны обнаружения магнитометрического средства 9 автотранспортом или человеком, имеющим при себе металлические предметы, на выходах дифференциальных сигнальных датчиков магнитометрического индукционного чувствительного элемента 13, вследствие электромагнитной индукции, появляются электрические сигналы. Эти сигналы появляются последовательно во времени, вследствие того, что сигнальные датчики разнесены на некоторое расстояние вдоль маршрута перемещения нарушителя. Электрические сигналы, поступающие от магнитометрического индукционного чувствительного элемента 13 по соединительному кабелю 20 в блок обработки 21, усиливаются, фильтруются и обрабатываются блоком обработки 21 таким образом, чтобы в соответствии с отличительными признаками устранить помехи и выделить из них сигналы, инициированные нарушителем. Блок обработки 21 анализирует последовательность появления сигналов от дифференциальных сигнальных датчиков магнитометрического индукционного чувствительного элемента 13 и выдает сигнал срабатывания по соединительному кабелю 12 в периферийный контроллер 11, в виде размыкания нормально замкнутых контактов одного из реле, соответствующего направлению перемещения нарушителя в сторону трубопровода. Сигнал срабатывания магнитометрического средства обнаружения 9 от периферийного контроллера 11 поступает по магистральному кабелю 4 в компьютер АРМ оператора системы 7.
При попытке вскрыть грунт на участке рядом с трубопроводом 3 с помощью ручного инструмента (лопаты, мотыги и т.п.), или с помощью технических средств (бурильной установки, экскаватора, и т.п.), вибрации грунта передаются кабельному чувствительному элементу 16 вибрационного средства обнаружения 10. Вибрация или деформация сегмента сенсорного кабеля 18 кабельного чувствительного элемента 16 вызывает появление электрических сигналов (вследствие эффекта контактной электризации) на его выходе. Электрические сигналы, поступающие с сегмента сенсорного кабеля 18 кабельного чувствительного элемента 16 в блок обработки 22, усиливаются, фильтруются и обрабатываются блоком обработки 22 таким образом, чтобы в соответствии с отличительными признаками  устранить помехи и выделить сигналы, инициированные воздействием нарушителя на грунт. Блок обработки 22 выдает сигнал срабатывания по соединительному кабелю 12 в    периферийный контроллер 11, в виде размыкания нормально замкнутых контактов реле. Сигнал срабатывания вибрационного средства обнаружения 10 от периферийного контроллера 11 поступает по магистральному кабелю 4 в компьютер АРМ оператора системы 7.
АРМ оператора системы 7 обеспечивает выполнение следующих функций:
- сбор, обработка и анализ информации, получаемой от участков зоны охраны 1;
- классификация происходящих тревожных и нештатных событий;
- звуковое оповещение оператора системы о возникновении тревожных и нештатных событий;
- формирование и отображение на экране монитора предупреждающих и тревожных сообщений;
- отображение на экране монитора текстовой подсказки и краткой инструкции оператору при изменении оперативной обстановки;
- контроль работоспособности оборудования системы;
- регистрация приема/сдачи смены дежурными операторами;
- регистрация системных событий и управляющих действий оператора;
- хранение информации о происходивших событиях и действиях оператора.
Появление сигнала срабатывания от магнитометрического средства обнаружения 9, с указанием о перемещении нарушителя в сторону трубопровода, классифицируется компьютером АРМ оператора системы 7 как попытка несанкционированного доступа к трубопроводу 3. На экране монитора АРМ оператора системы 7 появляется предупреждающее сообщение о появлении в зоне размещения трубопровода 3 автотранспорта или людей, имеющих при себе металлические предметы, с указанием места нарушения, направления их движения, времени, и подсветкой желтым цветом соответствующего участка на графическом плане трассы трубопровода, а также краткая инструкция оператору.
Последовательное во времени появление сигналов срабатывания, сначала от одного магнитометрического средства обнаружения 9, с указанием о перемещении нарушителя в сторону трубопровода 3, а затем от другого, расположенного на противоположной границе зоны размещения трубопровода 3, с указанием о перемещении нарушителя от трубопровода 3, при отсутствии сигнала срабатывания от вибрационного средства обнаружения 10, классифицируется компьютером АРМ оператора системы 7 как пересечение зоны размещения трубопровода 3, без цели врезки в трубопровод. На экране монитора АРМ оператора системы 7 появляется предупреждающее сообщение о пересечении зоны размещения трубопровода 3 автотранспортом или людьми, имеющими при себе металлические предметы, с указанием места пересечения, направления их движения, времени, и подсветкой желтым цветом соответствующего участка на графическом плане трассы трубопровода.
Последовательное во времени появление сигналов срабатывания сначала от магнитометрического средства обнаружения 9, указывающего о перемещении нарушителя в сторону трубопровода, а затем от вибрационного средства обнаружения 10, классифицируется компьютером АРМ оператора системы 7 как попытка врезки в трубопровод 3. На экране монитора АРМ оператора системы 7 появляется тревожное сообщение о попытке врезки в трубопровод 3, с указанием места вторжения, времени, и подсветкой красным цветом
соответствующего участка на графическом плане трассы трубопровода 3, а также краткая инструкция оператору.
Кратковременное появление сигналов срабатывания от вибрационного средства обнаружения 10, при отсутствии сигнала срабатывания от магнитометрического средства обнаружения 9, классифицируется компьютером АРМ оператора системы 7 как пересечение зоны размещения трубопровода 3 крупными животными, или группой людей, не имеющих при себе металлических предметов. На экране монитора АРМ оператора системы 7 появляется предупреждающее сообщение о пересечении зоны размещения трубопровода 3 животными, или группой людей, с указанием места пересечения, времени, и подсветкой желтым цветом соответствующего участка на графическом плане трассы трубопровода 3.
Последовательное во времени появление сигналов срабатывания, сначала от одного вибрационного средства обнаружения 10, а затем от другого, расположенного на смежном участке зоны охраны 1, при отсутствии сигнала срабатывания от магнитометрического средства обнаружения 9, классифицируется компьютером АРМ оператора системы 7 как перемещение вдоль зоны размещения трубопровода 3 крупных животных, или группы людей, не имеющих при себе металлических предметов. На экране монитора АРМ оператора системы 7 появляется предупреждающее сообщение о перемещении вдоль зоны размещения трубопровода 3 животных, или группы людей, с указанием мест перемещения, времени, и подсветкой желтым цветом соответствующих участков на графическом плане трассы трубопровода 3.