CC BY
22
УДК 528.91
М.Д. Козориз, П.А. Коноплев, А.В. Скрипников ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз», Ноябрьск В.П. Лаврусь
ОАО «Русснефть», Москва
КОМПЛЕКСНАЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА В ОАО «ГАЗПРОМНЕФТЬ-НОЯБРЬСКНЕФТЕГАЗ»
M.D. Kozoriz, P.A. Konoplev, A.V. Skripnikov
Joint Stock Company «Gazpromneft-NoyabrskNeft'egaz», 59/87 Lenina str., Noyabrsk, 629807, Russian Federation V.P. Lavrus
JSC «Russneft», 69 Pyatnitskaya str., Moskow, 115054, Russian Federation
THE COMPLEX GEOINFORMATION SYSTEM IN JSC «GAZPROMNEFT-NOYABRSKNEFT'EGAZ»
In the article it is tendered an urgent complex corporate geoinformation system with differentiated access for effective managerial decision making (by example the oil-and-gas production enterprise). In the geoinformation system is iherently put the spatial approach to the collection, processing and analysis of the information of data bank. Also stages of the GIS' creation, its composition, functions, soft-component cells which are chargeable of the processing, storage and security of the information of data bank are examined.
С каждым днем компьютерные технологии, и отрасли производства базирующиеся на их основе, все более интенсивно развиваются, а сферы их применения и установочная база расширяются. Наиболее актуальными в настоящее время становятся корпоративные ГИС, интегрированные с системами управления ресурсами предприятия, а системы уровня одного управления (департамента) постепенно отходят на второй план. ГИС становится важной или даже ключевой составляющей целостной информационной системы, обслуживающей многих пользователей. Растет понимание и принятие ценных возможностей, которые предоставляет пространственный подход к сбору, обработке и анализу информации. Это особенно актуально для нефтегазодобывающих предприятий, инфраструктура которых включает в себя сотни и даже тысячи километров трубопроводов, автодорог, линий электропередач, огромное количество площадных объектов (кустовые площадки, ДНС, КНС, ЦПС, электроподстанции, базы промыслов). Рациональное природопользование -это не только оптимизация затрат на обустройство и эксплуатацию нефтегазовых месторождений, но и, в первую очередь, минимизация ущерба окружающей природной среде, обеспечение охраны недр, недопущение разубоживания природных ресурсов. Эффективное управление ресурсами предприятия является главным аргументом выживания компании в сложной конкурентной борьбе. Эта задача является ключевой в системе управления
компанией, поскольку она носит комплексный характер и тесно связана со всеми аспектами жизни компании.
Первоначально на нашем предприятии технология предоставления цифровой пространственной информации для расширенного круга пользователей выполнялась путем терминального доступа к электронным схемам месторождений [1].
Терминальный доступ - вариант сетевого доступа, позволяющий без установки специализированных программ и использованием сетевых каналов минимальной пропускной способности работать в полнофункциональном режиме со специализированными программными комплексами и большими объемами информации. В нашем случае обеспечивается работа с комплексом MapInfo Professional, который оперирует пространственными и табличными данными.
На основе маркшейдерских, топографо-геодезических материалов и базы геопространственных данных отдел ГИС подготавливает электронные схемы месторождений ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» и размещает их в формате MapInfo на терминальном ГИС-сервере с операционной системой Windows Server 2003 в ГИС MapInfo Professional. Сетевым клиентом является стандартная служебная программа связи Windows XP Professional «Подключение к удаленному рабочему столу». Технологическая схема организации информационных потоков, регламентирующая порядок ввода, обработки и адаптации, формирования материалов для печати, предоставления доступа к данным, внутреннего движения данных согласно этапу обработки, показана на рис. 1.
Рис. 1. Организация информационных потоков
Используя систему терминального доступа к электронным схемам месторождений ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз», пользователь с помощью функций ГИС Mapinfo Professional может [1]:
- Визуализировать схемы месторождений с промышленными площадками, автодорогами, трубопроводами, линиями электропередач (ВЛ), и иными объектами инфраструктуры нефтедобычи;
- Масштабировать схемы на экране;
- Регулировать отображение слоев (видимость, последовательность);
- Вводить тематические подписи;
- Запрашивать текстовую информацию по объекту;
- Иизмерять длину линейных коммуникаций, расстояние до объекта по дорогам, площади промышленных площадок;
- Создавать и редактировать таблицы на основе схем месторождений;
- Формировать тематические карты;
- Распечатывать схемы;
- Подготавливать электронные документы в формате Adobe PDF.
Работа терминального доступа показала недостаточность информационного наполнения базы данных объектов в части специализированной технической информации. Простое расширение информационного наполнения привело бы к информационной
перегруженности этой системы. Отсутствие единой обобщенной информационной базы об объектах инфраструктуры затрудняет управление бизнесом, а порой порождает некорректные управленческие решения.
В связи с этим была осуществлена разработка автоматизированной системы принятия управленческих решений «ЛЭП и ЭО» (на примере линий электропередач и электрооборудования). В основу системы легли формы отчетов, разработанные в формате EXCEL специально для контролирующих и эксплуатирующих организаций.
В настоящее время отдел ГИС внедряет новую технологию предоставления цифровой пространственной информации службам компании для принятия управленческих решений - разграниченный терминальный доступ к электронным картам и банку данных месторождений. В качестве пилотного проекта была внедрена информационная система управления объектами энергообеспечения «ЛЭП и ЭО».
Остановимся на основных этапах разработки информационной системы управления объектами энергообеспечения ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнеф-тегаз».
На первом этапе создавалась картографическая основа информационной системы управления. Исходной информацией для этих работ послужили различные данные:
- Материалы съемки с космических аппаратов (КА);
- 21 панхроматический снимок с КА SPOT 5с разрешением на местности 2,5м (лето, 2005 г.) [2];
- Топографические карты масштаба 1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000 в совокупности с данными геодезической съемки масштабов 1:500 - 1:10 000 выполненных различными методами, в том числе и с использованием спутникового навигационного оборудования.
По материалам фотосъемки (на места техногенной нагрузки) были созданы цифровые ортофотопланы масштаба 1 : 18 000. На этом этапе также была сформирована цифровая модель рельефа местности (ЦМР) в формате USGS DEM с размером ячейки 100 м, полученная по картографическим материалам масштабов 1:25 000 - 1:200 000. Путем векторизации ортофотопланов и растровых топографических карт, а также обработки результатов геодезических съемок линейных (трубопроводы, автодороги, ВЛ) и площадных инженерно-технических объектов нефтедобычи (кустовые площадки, разведочные скважины, площадные технологические объекты) были созданы цифровые топографические карты на территорию каждого месторождения.
Второй этап включал полевое обследование территорий с целью уточнения данных об использовании и функциональном назначении объектов энергообеспечения, отображенных на цифровой карте, для формирования семантической информации, а также полевые наземные съемки масштабов 1:500 - 1:5 000 с координатной привязкой вновь построенных объектов энергообеспечения с помощью спутниковых навигационных приемников.
На третьем этапе разрабатывался банк данных, состоящий из ряда специализированных баз данных по каждому виду объектов инженерной инфраструктуры энергообеспечения с привязкой их к конкретным объектам цифровой топографической карты с помощью индивидуального ключа-идентификатора. Пользовательские базы данных включали следующие табличные формы на объекты BJI, КТПН, ЗРУ, подстанции [3]:
- Технический паспорт объекта;
- График планово-предупредительного ремонта (111 IP);
- График капитального ремонта;
- Ремонтная карта оборудования и проведенных испытаний;
- Результаты тепловизионного обследования (ТВО).
В банк данных включались результаты обследований и графиков ремонтов за 2007, 2008, начало 2009 гг.
Также был разработан ряд специализированных приложений на MapBasic позволяющих [3]:
Обеспечивать связь между элементами банка данных и объектами энергообеспечения на ЦТК;
- Вводить одновременно исходную информацию в банк данных нескольким пользователем, а также загружать в базы данных информацию в форматах «CDR», «JPG», «PDF»;
- Формировать отчеты по каждому из объектов (подстанции, ВЛ, ЗРУ, КТПН): ППР за год, за месяц; общий план текущего ремонта; фактически выполненные ремонтные работы за год, за месяц; фактически выполненный углубленный осмотр (ТВО) за год, месяц; план ППР, невыполненный в предыдущем периоде; план капитального ремонта на год; фактически сделанный капитальный ремонт за год; баланс объектов по количеству условных единиц трудозатрат и норм численности на обслуживание электрических сетей и сетевых предприятий с последующим сохранением их на компьютере пользователя.
Система обладает процедурой защиты от несанкционированного использования информации - доступ к чтению данных и их редактированию разграничен по категориям пользователей и осуществляется по паролю. Имя пользователя строго привязано к IP адресу удаленного персонального компьютера (автоматизированного рабочего места).
Четвертый этап состоял в отладке системы, внесением в нее изменений:
- Был разработан дополнительный модуль оформления отчетов из табличных форм (устанавливался на ПК пользователей) в программе Microsoft Excel, в связи с ограничением политики безопасности на терминальном ГИС-сервере, в целях сохранения целостности базы, было запрещено копировать и редактировать информацию;
Была разработана процедура псевдовыделения выбранного объекта (окраска выбранного объекта в определенный цвет);
- Модернизированы специализированные процедуры открытия таблиц MapInfo, усечено основное меню и запрещены «горячие» клавиши Maplnfo Professional;
- Была разработана процедура завершения работы сеанса при некорректном использовании ГИС MapInfo Professional при появлении сообщений об ошибках;
- Для сохранения конфиденциальности информации, а также для установления ответственности пользователей за изменение информации была введена модернизированная процедура регистрации пользователей с ведением специальных протоколов (LOG-файлов) по каждому из них, доступ к которым имеет только администратор системы.
- Была разработана процедура нанесения микротекстовой надписи в левом верхнем углу окна карты (название компании, имя пользователя и IP-адрес компьютера) предназначенная также для сохранения конфиденциальности информации.
Завершающий этап включал обучение специалистов и техническое сопровождение работы информационной системы управления объектами энергообеспечения.
Разработанные программные модули позволяют автоматизировать:
- Ввод семантической информации в базы данных по объектам;
Быстрый поиск объекта по выбранному уникальному
идентификатору, а также комбинация сложных критериев для поиска объектов энергообеспечения;
- Создание отчетов, технических паспортов, чертежей, графиков, карто-схем на основе хранящейся в базах данных графической и семантической информации;
- Формирование графика планово-предупредительного, текущего и капитального ремонта объектов энергообеспечения;
- Проектирование расположения новых элементов системы энергообеспечения;
Интеграцию в ГИС-проект графических фрагментов объектов энергообеспечения, выполненных в графических редакторах Adobe Photoshop, CorelDraw, редакторе Adobe Acrobat.
Система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) энергомеханического оборудования на территории месторождения представляет собой комплекс взаимосвязанных средств, документации для технического обслуживания (ТО), диагностирования и ремонта, необходимых для поддержания и восстановления работоспособности оборудования, входящих в эту систему. Основными объектами энергообеспечения, на которые распространяется система технического обслуживания и ремонта являются кабельные и воздушные линии электропередач (ВЛ) и различное электрооборудование.
Для учета оборудования, осуществления диспетчерского контроля работоспособности системы энергообеспечения, а также выполнения ремонтных работ разработана автоматизированная система технического обслуживания и ремонта. Основными элементами системы являются:
- Отдельные информационно-измерительные комплексы - ИИК точек измерения электроэнергии, точек измерения тепловой энергии;
- Информационно-вычислительные комплексы электрооборудования;
- Каналы связи и каналообразующая аппаратура;
- Информационно-вычислительные комплексы (сервер, автоматизированное рабочее место диспетчера, специализированное ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo» на базе архитектуры «клиент-сервер» и операционной системы Windows 2003 Server/XP);
- Компьютерные базы данных по объектам энергообеспечения;
- Цифровая модель территории месторождения нефти со всеми имеющимися инженерными коммуникациями и объектами энергообеспечения;
- Нормативно-техническая документация по проведению плановых и ремонтных работ на объектах энергообеспечения;
- Геоинформационная система MapInfo, для оптимизации работы с графической базой данных;
- Комплекс прикладных программ «ЛЭП и ЭО», позволяющий работать совместно с графической информацией и базами данных.
Сущность всех процессов управления системой электроснабжения и приемники электрической энергии основана на управляющих воздействиях (рис. 2). Основным из них является оперативно-производственное планирование ТО и ремонтов электрооборудования на основании разработанной выше стратегии ТОиР
По существу рассмотренная схема управления (рис. 2) включает в себя все основные элементы обобщенной стратегии ТОиР нефтепромыслового электрооборудования и дает научно обоснованную базу для организации обслуживания электрических сетей и электрооборудования нефтегазодобывающих предприятий.
Система технического обслуживания и ремонта обеспечивает выполнение следующих функций:
- Хранение данных об измеренных величинах и служебной информации в специализированном банке данных, отвечающему требованию повышенной защищенности от потери информации и от несанкционированного доступа в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»;
Передача коммерческой и контрольной информации в организации, обслуживающие энергомеханическое оборудование;
- Прием/передача коммерческой и контрольной информации в ОАО «Газпромнефть-ННГ» в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»;
- Диагностика (анализ функционирования технических средств и оборудования и фиксация факта неисправности с указанием времени, места, вида и причины возникновения нарушения);
- Регистрация, мониторинг событий в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС
«Мар1пй>»;
- Оценка ситуации и принятие управленческих решения;
- Составление и контроль баланса энергоресурсов по предприятию в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo».
Рис. 2. Схема управления системой энергоснабжения
Основными достоинствами ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo» являются:
1. Повышение информативности, визуализации и наглядности для принятия управленческих решений.
2. Оперативная оценка ситуации и принятие решения в более короткие сроки, благодаря быстрому доступу к актуальным картам и информации из банка данных.
3. Единая база данных для хранения информации об объектах с возможностью ограниченного доступа, а как следствие сокращение затрат на:
- Сбор данных и процедуры автоматизации, хранение данных;
- Повышение надежности и безопасности хранения;
- Возможность долгосрочного мониторинга событий;
- Выявление динамики;
- Моделирование и прогнозирование.
В заключение приводим перечень основных работ, выполняемых отделом ГИС:
1. Построение топографических планов горных отводов на территорию деятельности ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз».
2. Построение схем водоохранных зон.
3. Уточнение границ лицензионных участков и горных отводов месторождений, подсчет их площадей.
4. Точное установление принадлежности территорий месторождений различным субъектам Российской Федерации (республикам, областям, краям, автономным областям и округам, городам).
5. Паспортизация (установление длины трубопроводов, линий электропередач, автодорог, площади кустовых площадок и площадок технологических объектов, числа объектов).
6. Обмен пространственными данными с различными анализирующими и моделирующими системами, включая глобальные корпоративные базы данных (например, модули О^Мар и OISPipe OilInfoSystem), системами паспортизации трубопроводов и анализа текущего состояния трубопроводного фонда (например, системы «Экстра», OISPipe), системы управления электрическими цепями (например, SCADA).
7. Инвентаризация, мониторинг нарушенных и загрязненных земель (определение пространственного положения, размеров, возможность минимизации штрафных санкций за счет оптимизации площадей).
8. Прогнозирование защитных мероприятий на территории месторождений.
9. Оперативный выпуск тематических карт различной направленности, подготовка экспликаций и документации.
10. Предпроектная проработка геолого-разведочных работ и эксплуатационного разбуривания месторождений, капитального строительства на нем, включая строительство объектов связи (радиорелейные вышки, антенные мачты).
11. Поддержка принятия решений при вводе в эксплуатацию новых месторождений (оценка охранных зон магистральных нефте-, газо- и продуктопроводов, высоковольтных линий электропередач, федеральных авто и ж/д дорог, границ плановой застройки городов и поселков).
12. Составление структур линеаментного анализа, определение динамически напряженных зон с использованием дистанционных методов зондирования Земли.
13. Обработка и контроль топографо-геодезических материалов при сейсморазведочных работах.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лаврусь В.П., Литус И.И., Коноплев П.А., Скок И.Г., Козориз М.Д. Геоинформационная система ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» [Текст] // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. - 2006. № 5 (57). - С. 42-46.
2. Лаврусь В.П., Беленов А.В., Коноплев П.А. Ориентирование блока космических снимков БРОТ-5 по материалам сейсморазведки [Текст] // Геопрофи. - 2006. № 5. - С. 5458.
3. Середович В.А., Дубровский А.В., Скрипников А.В. Разработка автоматизированной системы работы с базами данных объектов энергообеспечения месторождений нефти и газа [Текст] // Сборник научных трудов IV Международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Том 2, Ч.1. СГГА, Новосибирск. - 2008. № 5 (57). - С. 42-47.
© М.Д. Козориз, П.А. Коноплев, А.В. Скрипников, В.П. Лаврусь, 2009
