CC BY
30
РАЗДЕЛ III
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
УДК 621.384.325:629.7.052:620.179.13
КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА ОТ ТЕРРОРИСТИЧЕСКИХ УГРОЗ*
Б.Н. Епифанцев
Аннотация. Дан краткий обзор о несанкционированных работах на магистральных трубопроводах. Предложена модель комплексированной системы мониторинга появления этого вида правонарушений. Описан подход к оценке параметров обнаружения такой системы мониторинга с точки зрения экономического критерия.
Ключевые слова: магистральный трубопровод, несанкционированные работы, обнаружение, сейсмический канал, виброакустический канал, тепловой оптический канал, комплексирование, экономика системы.
Введение. На линейных участках магистральных трубопроводов ежегодно фиксируются сотни незаконных подключений с целью хищения перекачиваемого продукта [1,2]. Об уровне ущерба от этих правонарушений можно судить по следующим данным. В 2003 году совокупные потери российских нефтегазовых компаний от краж нефтепродуктов составили по приближенным оценкам порядка 3% транспортируемого продукта [3]. По данным Агентства Федеральных расследований (www.FLB.ru) за период с 2002 по 2005 г. вокруг только Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода было выявлено 177 несанкционированных врезок в продуктопро-воды, годовые потери от них составили не менее 8 тыс. тонн нефтепродуктов. В Китае в 2005 г. арестовано 2,9 тыс. человек за несанкционированные врезки, ущерб от хищения нефти составил 124,6 млн. долл. [4].
Тревожны и приводимые оценки показателя прироста таких правонарушений: в России 2% в год, в Казахстане только по компании «КазТрансОйл» за последние 6 лет число врезок возросло в 13 раз [2,3]. То есть противодействие этому виду правонарушений является недостаточным или неэффективным.
Руководство правоохранительных структур Китая видит решение проблемы через
ужесточение наказания за хищение нефтепродуктов вплоть до введения смертной казни [4]. В России подписан Указ президента «О создании комплексной системы обеспечения безопасности населения на транспорте» (31.03.2010), предусматривающий предотвращение чрезвычайных ситуаций и террористических актов на транспорте.
Поставленную в Указе задачу в части трубопроводного транспорта нельзя выполнить, не располагая системой защиты магистральных трубопроводов от преднамеренных угроз: врезки в продуктопровод, установки боеприпасов для совершения террористических актов, нарушения режимов перекачки по информационным каналам управления, формирования ложных сигналов «утечек» для «ослепления» используемых виброакустиче-ских систем контроля целостности трубы и т.д. Достаточно, например, установить «генератор утечек» под изоляцию, чтобы парализовать работу службы безопасности на длительное время.
Цель статьи - обоснование возможного облика комплексированной системы мониторинга несанкционированных работ на магистральных трубопроводах. Идея подробно описана в [5].
* Работа выполнена в рамках реализации программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», контракт № П215 от 22.07.09г.
Основная часть. Определимся с контурами комплексированной системы рассматриваемого назначения. Совершению правонарушения предшествует этап подготовительных работ. Он включает конкретизацию места реализации замысла и проведение земляных работ (для заглубленных трубопроводов). Признаком опасности для собственника трубы служит время нахождения субъекта в полосе пролегания продуктопровода. Для получения такой информации предложено применить сейсмическое средство обнаружения с передачей зарегистрированных сигналов по радиоканалу в центр принятия решений [6].
Главным препятствием на пути внедрения сейсмических (так и телевизионных) охранных систем является неприемлемая дальность обнаружения пешехода. С помощью точечных датчиков шаги человека регистрируются на расстоянии 20-100 м.
Поэтому сейсмические средства регистрации подготовительных работ на магистральных трубопроводах могут найти применение для охраны критически важных объектов (насосных станций, удобных для совершения правонарушения участков и т.д.). Однако следует учитывать возможность формирования ложных сигналов заинтересованными лицами. Во избежание блокирования работы охранной системы такими сигналами необходима дополнительная информация, переносимая, например, видеоизображениями. Автоматическая расшифровка изображений подобного класса не сложная задача. Комплек-сирование сейсмического и телевизионного каналов обнаружения преднамеренных угроз работе трубопровода на стадии подготовки операции снимает проблему реагирования на ложные атаки и повышает надежность расшифровки истинных замыслов находящихся на трассе пролегания трубопровода субъектов. В малолюдной местности с низкой плотностью животного мира предпочтительно использовать обрывные (микропровод) средства [6].
Своеобразным дополнением этой подсистемы обнаружения является аналитическая и агентурная разведка, основанная на результатах непрерывного мониторинга информационных источников различного вида и позволяющая во многих случаях установить время и место готовящегося правонарушения [7].
Второй этап определяют факторы взаимодействия злоумышленника с трубой. При осуществлении врезки проводится ликвидация изоляции, сверление трубы, удары по ней. Каждый из отмеченных воздействий по-
рождает упругую волну, распространяющуюся по трубопроводу [8]. Регистрация этой волны служит сигналом о произошедшем взаимодействии нарушителя с трубой, распознавание формы сигнала позволяет выявить вид взаимодействия: сверление, удар и др. На сегодняшний день это направление считается наиболее перспективным в борьбе со злоумышленниками на магистральных продукто-проводах [9]. Однако практика применения виброакустического канала выявила ряд проблемных вопросов.
Оболочка трубы является источником шума. Шум формируется под влиянием многочисленных причин, отражающих взаимодействие перекачиваемого продукта с оболочкой трубопровода: состояние и режим работы перекачивающего оборудования, влияние внешних источников сейсмических колебаний и др.
Во избежание снижения вероятности обнаружения сигнала на нестационарном фоне приходится прибегать к изощренным техническим решениям, усложняющим систему принятия решений.
Другое ограничение виброакустического канала - расстояние надежного обнаружения упомянутых выше сигналов. Оно определяется коэффициентом затухания волны и шумом оболочки трубы и в существующих охранных системах составляет ~ 330 м [10]. Имеются данные о применении на территории России отечественных автоматических систем обнаружения утечек «Магистраль», «Капкан», «Ин-телкон», СНКГ Н-2 [15]. Принцип действия указанных систем - выделение сигналов, возникающих при механическом воздействии на оболочку трубы и при ее коррозионном прорыве, на фоне акустических шумов объекта контроля. Декларируемый диапазон данных по расстоянию между датчиками составляет 150500 м. Информация о вероятностях пропуска сигнала и ложной тревоги не приводится.
Есть ли возможности увеличить расстояние между датчиками при реализации рассмотренного принципа обнаружения сигналов?
Известно, что амплитуда упругой волны при распространении в среде уменьшается с расстоянием по закону
и = и0 ехр(jwt) • ехр(-уг)/ге, где г - расстояние от источника сигнала до приемника, у = 5 + jK - комплексная постоянная распространения, К = т/с - волновое число, с - скорость распространения звука, 5
- коэффициент затухания, и0- амплитуда
исходной волны. В сферической волне ее ослабление происходит обратно пропорцио-
нально расстоянию (1/ г, е=1). Для плоской волны в^0, для цилиндрической волны в = 0,5 [11].
Приведенная формула дает основание сделать вывод о сильной зависимости затуха-
ния волны от ее частоты. Этот вывод конкретизируют экспериментальные данные, приведенные на рисунке 1 [8].
Рис.1. Зависимость изменения отношения шум/сигнал от расстояния распространения упругой волны на оболочке трубопровода
Из них следует, что путь к созданию экономически выгодной системы охраны трубопроводов лежит через использование низкочастотного диапазона упругих колебаний. Если по приведенным данным спрогнозировать ход кривой на частоте 1 кГц, то есть надежда довести расстояние между датчиками до 3-5 км - границе, определяющей позитивное восприятие этого вида охраны магистральных трубопроводов их собственником. Сделанный вывод подтверждает информация, размещенная в [16] с описанием системы WaveAlert компании ASI-«ALDS»по обнаружению течи в трубопроводе. Система построена на использовании низких частот (диапазон не указан), что позволило разместить датчики на расстояние 50км друг от друга. Принцип действия системы четко не прописан и нет возможности анализировать достоверность приводимых данных.
По завершению несанкционированных работ их следы тщательно маскируются. Процент не зарегистрированных на первых двух рассмотренных выше этапах нарушений на объекте контроля в литературе не отражен. Приведенные в начале статьи сведения позволяют сделать заключение, что он значителен. Поэтому приходится прибегать к услугам обходчика. Недостатки технологии «патрульного контроля»: низкая оперативность и недостаточная надежность обнаружения замаскированных целей.
Для устранения этих недостатков предложено проводить осмотр трассы с летательного аппарата. Подповерхностные включения интересующих нас размеров в разноволновом
диапазоне не выявляются [9], в тепловом диапазоне оптического диапазона волн проявляются достаточно четко [12]. В окне прозрачности атмосферы Ле 8;14мкм контраст «объект-фон» определяется двумя составляющими:
Ае8 АТ (
И ~ — + ■
Тф-230
где Ае8 - излучательный, АТ - температурный контраст «объект-фон» на подстилающей поверхности, е8ф - средняя степень черноты
фона, Тф - средняя температура фона.
Для хорошо замаскированных траншей отведения продукта радиационный контраст
может отсутствовать: (Ае/ Вф) =0. Только
температурная составляющая
ИТ= АТ/(Т - АТ) демаскирует объект. Выход перекачиваемого продукта на поверхность (в результате утечки) приводит к формированию
оптического Ае/еб и температурного
АТ / Тф контрастов.
Другой ключевой вопрос воздушной разведки состояния трубопровода состоит в автоматизации процесса обнаружения заданных целей. Можно показать, что при обзоре полосы в 60 м, разрешаемом на подстилающей поверхности пикселе в 0,1 м, отношении сигнал/помеха равном 5 и ряде других типичных параметрах, используемых при построении движущегося изображения, скорости полета
е
будут располагаться в диапазоне 30-100 км/ч. В противном случае в силу особенностей зрительной системы будут происходить пропуски целей. Поэтому при ведении воздушной разведки операция обнаружения искомых объектов на трассе пролегания трубопровода должна быть автоматизирована. По имеющимся у нас данным в открытой литературе этот вопрос не обсуждался.
Таким образом, комплексированная система защиты магистральных трубопроводов
от преднамеренных угроз в полном комплекте должна содержать четыре звена:
- информационная разведка;
- сейсмическая разведка;
- виброакустическая разведка;
- тепловая разведка.
Кроме того, процесс обнаружения искомых целей необходимо автоматизировать.
На рисунке 2 представлена структурная схема системы, решающей перечисленные задачи.
Рис.2. Структурная схема комплексированной системы защиты магистральных трубопроводов от преднамеренных угроз: 1 - подземный трубопровод, 2 - виброакустический датчик, 3 - информационный кабель управления процессом перекачки, 4 - сейсмический датчик, 5 - воздушный носитель оптического
оборудования
Сейсмодатчики 4 образуют первый эшелон защиты трубопровода. Вероятность обнаружения несанкционированных работ растет с уменьшением расстояния между ними. Однако увеличению их числа противодействуют экономические причины. Поэтому выбор ключевого параметра - плотности установки датчиков на единицу длины определяется через минимизацию расходов на систему в целом (см. ниже). Информация с сейсмодатчиков по каналу телемеханики 3 поступает в блок обработки данных, в котором формируется оценка вероятности начала несанкционированных работ. По этой вероятности служба безопасности принимает решение о дальнейших действиях. В комплексированной системе указанная вероятность используется либо в качестве априорной информации при принятии решений в соответствии со стратегией Байеса, либо для подсчета вероятности атаки в алгоритме повторения опытов. Возможны и
другие варианты ее применения в алгоритмах принятия решений.
При наличии данных по каналу информационной разведки апостериорная вероятность атаки по сейсмическому каналу переводится, например, по формуле гипотез Байеса в вероятность гипотезы «атака», которая, в свою очередь, используется в качестве априорной вероятности в алгоритме принятия решения по информации с двух каналов: сейсмического и виброакустического.
Второй эшелон защиты объекта контроля строится применением виброакустиче-скихдатчиков 2, связанных по каналу телемеханики 3 с блоком обработки данных.
В рамках статистической процедуры принятия решений на выходе канала формируется вероятность факта несанкционированного взаимодействия субъекта с трубой. В более сложном варианте построения блока удается распознать вид взаимодействия: земляные работы, удаление изоляции и др. Выход кана-
ла подключен к блоку принятия решений, построенному с использованием одного из известных алгоритмов классификации (обнаружения). Принятое положительное решение о несанкционированных работах реализуется во внеочередном вылете летательного аппарата (с экономической точки зрения предпочтителен беспилотный аппарат1) к месту генерации тревожного сигнала.
Помимо проверки на наличие работ в обозначенном по другим каналам участка трассы ведется поиск нарушений по всей трассе полета воздушного средства. Регистрируемая в оптическом диапазоне волн информация по выделенному каналу передается на диспетчерский пункт (блок обработки данных), в котором проводится автоматическое обнаружение и идентификация обнаруженных целей. Результаты обработки передаются в службу быстрого реагирования и выступают в качестве априорной информации для первых двух каналов обнаружения нарушителя.
Таким образом, принцип комплексирова-ния рассмотренных каналов обнаружения несанкционированных работ - «работа по кольцу». Имитационное моделирование функционирования системы в целом подтвердило ее эффективность.
При наличии канала информационной разведки выявленные данные о причастности сотрудников к планируемым или прошедшим правонарушениям на трассе пролегания магистральных трубопроводов поступают в кадровое управление.
Блок «Экономика системы» на рис.2 отражает желание разработчика минимизировать совокупные расходы собственника на приобретение системы и компенсацию затрат от пропущенных атак и ложных решений при ее использовании.
Известно, что для любой системы соблюдается общий принцип: чем больше расходов несет потребитель при создании и эксплуатации системы, тем больших успехов он добивается при достижении поставленных целей. Особенность применения к рассматриваемому приложению этого принципа иллюстрируется рисунком 3.
По оси ординат отложены расходы, которые несет хозяйствующий субъект по защите
трубопроводной системы (кривая 1) и по ликвидации потерь от пропущенных атак (кривая 2). Суммарные потери субъекта характеризует кривая 3. Ось абсцисс отражает степень защиты объекта, измеряемая в диапазоне 0-100% или 0-1.
Степень защиты объекта /
Рис.3. Иллюстрация рационального принципа защиты объекта по экономическому критерию:
1- расходы, направляемые на защиту объекта,
2 - потери от пропущенных атак на объект,
3 - суммарные потери обладателя объекта
Точка минимума определяет рациональный уровень защиты объекта от внешних и внутренних атак при использовании экономического критерия. Степень защиты
I = Г (ы2,а,в) есть функция числа защитников N2, их квалификации а, уровня используемых технических и программноаппаратных средств в. Ее можно определить, базируясь на модели сражения Ланкастера. В качестве оснащенности противоборствующих сторон в модели принимаются коэффици-ентв (ив для нападающих), за численность сторон берутся аргументы аЫ2 и аЫ1 соответственно, где N1 - число успешных атак. В упрощенном (иллюстрированном) варианте значение I можно оценить следующим образом. Принимаем отношение «потери от атак/расходы на защиту» равным нулю. Тогда
I =1, (а^/сН:) = 0).
Собственник объекта определяет, при каком превышении потерь над затратами п защита не признается сколь-либо значимой (I = 0).
1 В качестве примера укажем на беспилотный вертолет Nitrohawk, который помещается в багажнике автомобиля, характеризуется скоростью полета свыше 250 км/ч, имеет режим зависания над подозрительным местом, отличается не высокой стоимостью (1 млн. руб.) [17].
При линейной зависимости I (n) при n=10
оптимальное значение I
op t
0,9, а отноше-
ние (расходы/потери)=1. Текущие расходы и потери в организации должны быть известны. Все эти данные дают возможность оценки существующей степени защиты объекта 1(, требуемых ресурсов для перехода в режим I . ,
ир I
уровня квалификации защитников а и их числа N2, вида используемых для противоборства технических и программных средств. Более общий подход к решению рассмотренной задачи следует при использовании обобщенного соотношения прироста атак на объект защиты [13].
dN1 (t ) _ dt
Kl|f ] Nl(t) - K 2 [НЗ0 IN (t)
(1 - I, ) (l)
где (D/Р) - отношение среднего дохода правонарушителя от приведенной операции к расходу на ее проведение, НЗ90 /H3t - нравственное здоровье населения страны (региона) соответственно в 90-х годах и в анализируемый период. Функция K1(D / P) характеризует степень «алчности» общества - долю населения, готовую пойти на правонарушения в зависимости от ожидаемого дохода и имеющего достаточный уровень знаний для совершения преступления в рассматриваемой сфере деятельности. Очевидно при (D/P)=1 значение функции K1 (D / P)=0 (нет смысла в
проведении операции, не получив какой-либо прибыли; фактор «мести» во внимание не принимаем). Кривая K1(D/P)имеет область насыщения, когда исчерпывается потенциальный ресурс членов общества, способных совершить правонарушение рассматриваемого вида (нет достаточных знаний, законопослушные члены общества, собственники объекта нападения и др.). Для разных сообществ, характеризуемых разным сочетанием ограничивающих факторов, форма кривой сохраняется, меняются коэффициенты описывающей функции
K1 (D / P) = a /[l + е • exp(- с • D / P)],
где a - коэффициент, определяющий часть общества, способного перейти в стан правонарушителей из корыстных интересов. Коэффициенты а, в, с определяются экспертными техно-
логиями с учетом валового внутреннего продукта на душу населения. Варианты поведения функции К1 {О / Р) приведены на рисунке 4.
Функция К2 (НЗ90/НЗ() характеризует законопослушность населения, его культурный уровень и законодательную базу по борьбе с обозначенным выше видом преступлений. Перечисленные факторы представлены в интегральном показателе НЗ1 , для оценки которого используется так называемый «индексный метод объединения разнородных показателей» [14]. Число таких показателей доходит до 40: душевое потребление алкоголя, количество убийств и суицидов, посещаемость населением музеев и т.д. Варианты кривых К2 (НЗ90/ НЗ{) приведены на рисунке 5.
Q
9
-1 ►
0 1 2 3 4 D/P
Рис. 4. Варианты поведения функции Kj (D / P):
1 - бедное сообщество,
■ общество среднего достатка,
3 - богатое общество
2 ■
Рис. 5. Варианты поведения функции
К 2 (нз90 / НЗ1) : 1 - тоталитарное общество,
2 - типичный вариант, 3 - идеализированный вариант, 4 - демократическое общество
Они построены исходя из предположения, что в опорном (90-м) году нравственное здоровье общества находилось на уровне, исключающем прирост правонарушений на трубопроводном транспорте, ^Ы1 (/)/dt) =0. Данное условие выполняется при НЗ90 = НЗг и
K1 (D / P) = K2 (НЗ90/ H3t) (см. (1)). При (НЗ90/ H3t) < 1 поведение кривых в зависимости от сложившегося общественного строя в опорном году может изменяться по одной из приведенных на рисунке 3 траекторий. В идеализированном варианте (кривая 3) справедливо
K2 (НЗ90/ H3t) =( НЗ90/ H3t) ■ Kj (D / P), и соотношение (1) преобразуется к виду
(dN1 (t) / dt) =
[Kj (D / P )(l-(НЗ90/ Н3( ))• Nj (t )^(l - It)].
По регистрируемому dNj (t)/dt, текущим расходам и потерям (рисунок 3), определяемому по экспертным технологиям значению D/P и отслеживаемому отношению Н390 = Н3г дается оценка I . По описанному выше алгоритму оценивается оптимальный показатель I t , определяющий требования к
вероятностям обнаружения атак и ложной тревоги разрабатываемой охранной аппаратуры.
Выводы. Тенденция роста несанкционированных работ на магистральных трубопроводах обозначилась достаточно четко и обосновывается причинами системного характера. Общесистемные законы роста в общественных структурах имеют экспоненциальный характер и игнорировать наметившуюся тенденцию дальше было бы неправильно.
На сегодняшний день в России нет эффективных инструментов по стабилизации правонарушений на трубопроводном транспорте, кроме созданной системы безопасности. Однако уровень ее технической оснащенности не достаточен, чтобы замедлить положительную динамику прироста атак на про-дуктопроводы.
Заметным шагом в решении рассмотренной проблемы было бы создание комплекси-рованной системы защиты, включающей взаимодействующие друг с другом сейсмический, виброакустический и оптический каналы получения информации о состоянии трубопроводной системы. Чтобы этот «процесс пошел», необходимо показать собственнику объекта, что применение такой системы экономически выгодно. В статье обоснован подход к решению этой задачи.
Библиографический список
1. Спецоперация «Нефть»//Нефть и капитал, 2002, №11, С.70-72.
2. Кражи нефтепродуктов из магистральных нефтепроводов становятся все более развитым преступным бизнесом/Яранспортный портал Санкт-Петербурга http://www.transport.spb.ru/print/news/4566, 11.09.2008
3. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды РФ в 2003 г. 4.5 (http://www.ecocom.ru/Gosdoklod 03/Title. html).
4. http://www. news.finance. ua/ru/~/1/0/all/2006/04/03/ 73914.
5. B.N. Epifantsev, A.A. Shelupanov. Conception of
interconnecting security system for trunk pipelines against intended threats. Electronic scientific journal "Oil and Gas Business", 2011, Issue 1, pp. 20-34.
http://www.ogbus.ru/eng/authors/Epifantsev/Epifantsev_2 e.pdf
6. Радиобарьер - автономный сигнализационный комплекс/www.radiobarier.ru.
7. Доронин А.И. Бизнес-разведка. - М.:Ось-89, 2006. - 496 с.
8. Трубопроводный транспорт: нейтрализация новых угроз безопасности/Б.Н.Епифанцев, К.С.Патронов, И.И.Семенова, М.Ю.Савельев. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. - 295 с.
9. Латышев Л.Н., Насырова З.Р. Система обнаружения несанкционированных врезок в магистральный нефтепровод//Нефтегазовое дело, 2006, http:www.ogbus.ru.
10. [email protected].
11. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т./Под общ. ред. В.В.Клюева. т.3. И.Н.Ермолов, Ю.В.Ланге. Ультразвуковой контроль. - М.: Машиностроение, 2006. - 864 с.
12. Алеев Р.М. , Овсянников В.А., Чепурский В.Н. Воздушная тепловизионная аппаратура для контроля нефтепродуктопроводов. - М.: Недра, 1995. - 160 с.
13. Епифанцев Б.Н., Шелупанов А.А., Белов Е.Б. Подход к оптимизации ресурсов для защиты информации в организационных системах//Докл.Том. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники.2010. -т.1 (21), ч.1. - С. 7-9.
14. Епифанцев Б.Н., Патронова Ю.В. Оценки уровня жизни населения на основе композиционного индекса// Омский научный вестник, 2001. вып.17. - С. 140-141.
15.http://archive.ipgg.nsc.ru/Conferences/DocLib/Зас едание % 20 Секции % 202% 20 Пятой % международной %20специализированногй %20 выставки % 20 и % 20 научного % 20 конгресса % 20 ГЕО-СИБИРЬ-2009/akimova.pdf.
16.http://acoustic-solutions-intb.com/fog_index,htm.
17. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т./Под общ. ред. В.В.Клюева. т.8: в 2-х кн. Кн.2: А.В. Ковалев. Антитеррористическая и криминалистическая диагностика. - М.: Машиностроение, 2005. -789 с.
COMPLEX TECHNOLOGY OF MONITORING OF SAFETY OF PIPELINE TRANSPORT FROM TERRORIST THREATS
B.N. Epifantsev
The short review about unapproved works on the main pipelines is given. The model interconnected system of monitoring of occurrence of this kind of offences is offered. The approach to an estimation of parametres of detection of such
system of monitoring from the point of view of economic criterion is described.
Епифанцев Борис Николаевич - д-р техн. наук, профессор кафедры «Информационная безопасность» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - информационная безопасность. Имеет более 200 опубликованных работ.
E-mail: epifancev_bn @ sibadi.org.
УДК 621.384.326:629
АЛГОРИТМ ОБНАРУЖЕНИЯ ВРЕЗОК В ПОДЗЕМНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ НА ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯХ*
А.Б. Гущин, Б.Н. Епифанцев
Аннотация. В статье обоснована необходимость создания технологии «патрульного облёта» магистральных трубопроводов с обеспечением автоматизации функций обнаружения искомых целей в процессе полёта. Предложен алгоритм обнаружения врезок в трубопроводы, приведены результаты тестовых испытаний по оценке его эффективности.
Ключевые слова: магистральный нефтепродуктопровод, несанкционированные врезки, воздушная разведка, автоматизация обнаружения.
Потери нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным продуктопроводам оцениваются ~1,2% от объёма перекачки и только в Тюменской области составляют 2,5 млн. т. [1]. Более тревожной представляется складывающаяся в последние годы ситуация с несанкционированным отбором (воровством) перекачиваемых продуктов. По имеющимся данным в России отбор нефтепродуктов оценивается 3% транспортируемого продукта, а его прирост - 2% в год [2]. Приведённые цифры говорят о существенных просчётах в организации безопасности трубопроводных систем и в ухудшении нравственного здоровья населения страны.
Снизить потери перекачиваемого продукта -задача служб контроля (мониторинга) состояния продуктопроводов. В идеале от них требуется фиксировать начало зарождения естественных утечек продукта без каких-либо временных задержек с определением их координат. Ещё более жёсткие требования к обнаружению несанкционированных подключений к трубе: необхо-
димо регистрировать время начала работ и координаты места ожидаемого подключения.
Опубликовано большое число работ по методам и средствам обнаружения мест утечек прокачиваемого продукта. Не все они удовлетворяют требованиям по желаемой чувствительности и оперативности обнаружения, непрерывности контроля, точности локализации утечек. Не обсуждая достоверность декларируемых в проспектах данных, обратим внимание на то, что избежать ложных решений в существующей системе контроля невозможно. Поэтому приходится периодически прибегать к услугам, например, авиации для проверки достоверности решений.
Используемый для этих целей визуальный метод проверки состояния трасы характеризуется высокой вероятностью «пропуска цели»: врезки маскируются в видимом диапазоне волн, вытекающий за счёт формирования сквозных отверстий в трубе продукт выходит на поверхность со значительной задержкой.
* Работа выполнена в рамках реализации программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», контракт № П215 от 22.07.09г
