Информацирнно- аналитическая система геотехнического мониторинга и управления магистрального газопровода «ямал торжок» 05. 13. 01 Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технол (стр. 4 из 5)

В четвёртой главе диссертационной работы рассматриваются вопросы синтеза системы геотехнического мониторинга магистрального газопровода «Ямал - Торжок, включая линейную часть газотранспортной системы и площадки компрессорных станций. Разработанная структура сети геотехнического мониторинга обеспечивает получение полной и достоверной информации, необходимой для диагностики ГТС, с учетом особенностей строящихся инженерных объектов и природно-климатических условий. В структуру сети ГТМ входят элементы, позволяющие инструментальными, в том числе дистанционными, методами осуществлять контроль, используя такие средства как:

· термометрические и гидрогеологические скважины (ТС, ГС);

· стенные деформационные марки (СДМ);

· грунтовые деформационные марки (ГДМ);

· гидрологические деформационные марки (ГМ);

· глубинные реперы (ГР), служащие исходной высотной основой, относительно которого проводят измерения деформаций по стенным, грунтовым и гидрологическим деформационным маркам.

В этом же разделе разработан порядок оборудования и эксплуатации сети мониторинга ГТМ, определён класс и тип используемых приборов, определена периодичность геодезических наблюдений, дана оценка общего количества приборов. Здесь же разработана методика расстановки технических средств ГТМ. Отмечено так же, что при обнаружении отклонений состояния геотехнической системы от проектного, измерения могут производиться с большей частотой. Кроме того, при возникновении отклонений в функционировании фундаментных конструкций, для уточнения инженерно-геокриологической ситуации на участках, неохваченных сетью мониторинга, при обследовании подземных инженерных объектов эффективным является применение оперативных методов геофизических исследований – сейсмоакустика, георадар и т.д. В качестве примера на рис. 7 показан фрагмент сети ГТМ.

Рис. 7. Фрагмент сети геодезических наблюдений на крановых и байпасных узлах газопровода “БОВАНЕНКОВО-УХТА”.

В этой же главе рассматриваются вопросы управления системой ГТМ магистрального газопровода Ямал-Торжок. Сформулированы цели и средства управления природно-техническими геосистемами МГ «Ямал-Торжок». Разработанная система ГТМ характеризуется следующими основными особенностями: универсальностью, иерархичностью, комплексностью, динамичностью.

Под универсальностью понимается возможность эффективной реализации технологии управления (на основе системы ГТМ) с технической и экономической точек зрения:

· для любого региона вне зависимости от его природно-геологических особенностей;

· для любой отрасли народного хозяйства, тем или иным образом связанной со строительством и эксплуатацией инженерных сооружений;

· для любого типа геотехнических систем;

· для любого этапа жизненного цикла геотехнических систем.

Под комплексностью понимается всестороннее изучение состояния геотехнических систем и составляющих их отдельных элементов во взаимодействии между собой различными методами с обязательной последующей сопоставительной оценкой результатов.

Под динамичностью понимается как открытость архитектуры системы ГТМ, так и постоянное совершенствование используемых средств и методов обработки, контроля, прогноза, управления надежностью объектов.

Под иерархичностью понимается методическая и логическая последовательность реализации технологии управления на различных управленческих уровнях: федеральном, региональном, ведомственном, отдельных предприятий и объектном уровне.

Каждый из иерархических уровней имеет свою информационно-аналитическую систему, включающую в себя:

- базы данных: -инженерных изысканий, содержащую основные качественные и количественные параметры ГТС (ИИ); -результатов режимных наблюдений (РН); -прогнозных расчетов (оценок) (ПР); -нормативно-справочной информации (НСИ); -нормативно-правовой информации (НПИ), нормативно-технической, методической, сметно-проектной документации; технико-технологических решений и других данных;

-специализированное программное обеспечение, позволяющее моделировать динамику процессов изменения величин характеристических параметров геотехнических систем и на этой основе прогнозировать состояние ГТС. Основой специализированного программное обеспечение являются геотехнические информационные модели, проводить компьютерную обработку данных, хранящихся в базах.

-алгоритмы управления состоянием ГТС , позволяющие проводить компьютерную обработку определенным образом агрегированную информацию из баз данных с использованием геотехнических информационных моделей и предлагать варианты технико-технологических решений, способствующих коррекции геотехнической и геотехнологической обстановки.

-системное програмное обеспечение, включающее в себя операционные системы комплексов ЭВМ и АРМ-ов системы ГТС(ОС); системы управления базами данных, такие как СУБД ORACLE Server; геоинформационные системы (ГИС), например MAPINFO; офисные программы (ОфПр); экспертные системы и пакеты программ статистического анализа экспериментальных данных (ЭС).

Кроме того, в информационно аналитическую систему входят, описанные в четвёртой главе подсистемы: передачи данных, системы измерения и контроля. Архитектура информационно- аналитической системы показана на рис. 8.

При стремлении к достижению единой цели – обеспечению надежности инженерных объектов, каждому иерархическому уровню системы ГТМ соответствуют определенные виды задач. Суть рассмотренных в диссертации алгоритмов управления состоянием ГТС в системе ГТМ, состоит в следующем. На первом шаге управления устанавливаются критерии надежности (безопасности) геотехнических систем, которые ограничивают область эксплуатационной пригодности сооружений, а также область устойчивости территорий к развитию деструктивных природно-геологических и техногенных процессов. Исходя из этих критериев, выделяются характеристические параметры, характеризующие состояние геотехнических систем. Последующее сравнение между собой проектных, натурных, прогнозных величин этих параметров позволяют судить об устойчивости (стабильности) или неустойчивости (нестабильности) состояния ГТС или их элементов. В соответствие с результатами этой оценки определяется направление дальнейших действий по управлению надежностью систем. В этой же главе обоснованы принципы реализации организационного обеспечения и выполнено технико-экономическое обоснование системы геотехнического мониторинга. Приведён расчет стоимости оснащения среднестатистического объекта и обоснована структура службы геотехнического мониторинга. Показано, что общая стоимость проведения одного цикла наблюдений по всей сети (в ценах 1984 г.) составит 828 153.31 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

· дана оценка сложности инженерно-геологической ситуации трассы газопровода в условиях Крайнего Севера и сформулированы основные требования к системе ГТМ, включая цели и средства управления природно-техническими геосистемами и основные этапы организации информационных потоков при геотехническом мониторинге;

· выбраны методы и инструментально-программные средства математического моделирования и прогноза мерзлотно-температурной динамики грунтов в зоне влияния объектов газопровода;

· выполнены прогнозы теплового воздействия и мерзлотно-температурной динамики грунтов на период строительства и эксплуатации газопровода;

· разработаны методические принципы синтеза систем геотехнического мониторинга при строительстве газопроводов в условиях Крайнего Севера, включая синтез структуры сети геотехнического мониторинга, обоснование выбора технических средств, порядок размещения средств автоматизации наблюдений за геотехническими процессами, методология и порядок оборудования и эксплуатации сети мониторинга;

· обоснованы параметры технологической подготовки газа, давление и температурные режимы транспорта газа без образования гидратов позволяющие слелать важный вывод: транспортирование газа по МГ под высоким (11,8 МПа) давлением исключает негативное явление ретроградной конденсации и снижает требования к температуре НТС и величине уноса из концевого низкотемпературного сепаратора.

разработаны методы и алгоритмы управления созданием и эксплуатации сети ГТМ, включая модуль «Управление нормативно-методической базой ГТМ» и модуль «Управление состоянием природно-технических объектов газотранспортной системы магистральных трубопроводов «Ямал - Торжок»;
дано технико-экономическое обоснование сети геотехнического мониторинга и управления системы магистральных трубопроводов «Ямал - Торжок».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ:

1. Дзюба С.А., Корнюшко В.Ф., Ярыгин Г.А. Принципы построения экспертных систем принятия решений при экологическом мониторинге магистральных газопроводов. // Проблемы теории и практики управления (научно-практическое приложение "Программные продукты и системы", № 4). 2006, 6 с.

Статьи и тезисы докладов:

2. Дзюба С.А., Бабенко А.В., Ярыгин Г.А. Системы производственного экологического мониторинга магистральных газопроводов. // Экономика региона: динамика, трансформация и проблема управления / Сборник научных трудов. – Владимир: ВГПУ, 2004, с.22-28