Обзор современного состояния гис-отрасли в газовой промышленности Текст научной статьи по специальности «Математика»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

— изменение организации движения на перекрёстках УДС;

— функционирование улично-дорожной сети в режиме чрезвычайных ситуаций.

Перечисленные меры по увеличению пропускной способности, несомненно, должны привести к положительному эффекту, при условии тщательной проработки схемы одностороннего движения на стадии специализированной разработки, где должны быть решены ряд технических задач по организации движения, в частности левоповортного (оттянутого) движения в транспортных узлах. Список использованной литературы.

1. Скворцов А.В. Геоинформатика: Учебное пособие. - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2006. - 336 с.

2. Геоинформационные системы : учеб. пос. для студ., аспирантов и специалистов. В 3 ч. / авт.-сост. : Ю. Ю. Герасимов [и др.]. — Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2014.

3. Геоинформационные системы [Текст] : учебное пособие / Т. М. Ефремова ; Сыкт. лесн. ин-т. - Сыктывкар : СЛИ, 2013.

© Гордиенко Л.В., Павлова А.И., 2016

УДК 004.4'22

Л.В. Гордиенко

к.т.н., ст. преп. ИНЭП, ЮФУ г. Таганрог, Российская Федерация

И.В. Горда ст-т гр. ЭПбо4-1 ИНЭП, ЮФУ г. Таганрог, Российская Федерация

ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГИС-ОТРАСЛИ В ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Аннотация

В данной работе исследованы способы применения геоинформационных систем в газовой отрасли. Описано, что данная отрасль характеризуется территориальной распределенностью. Описана эффективность применения геоинформационных систем для решения задач газовой отрасли.

Ключевые слова Геоинформационные системы, газовая отрасль, визуализация

Современные информационные технологии, в том числе и геоинформатика, коренным образом изменяют современный образ жизни человека. ГИС поддерживается аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением. Источники пространственных данных для ГИС — основа их информационного обеспечения. Затраты на информационное обеспечение геоинформационных проектов достигают 90 % от их общей стоимости.

Стремительное развитие ГИС-технологий дополнило традиционные методы исследований во многих сферах, одной из них является газовая отрасль [1].

В данной работе мы рассмотрим основные задачи, которые может решить ГИС в данном направлении.

Газовая отрасль в России характеризуется ее большой территориальной распределенностью газодобывающих и газотранспортных предприятий. Многие из этих предприятий широко использую ГИС для решения автоматизации бизнес-процессов. В силу специфики своей работы диспетчеры и руководители предприятий газовой отрасли постоянно взаимодействуют с огромным массивом информации о

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

технологических объектах и газовых сетях. И зачастую в данных предприятиях нет единой целостной и удобной для восприятия картины текущего состояния газовых сетей, особенностей их функционирования и возможностей развития. Вся информация, как правило, хранится в разнородном виде, то есть, представлена различными таблицами, графиками, которые хранятся в различных системах, не связанных между собой. В связи с тем, что нет единой информационной системы, которая смогла бы объединить и представить в удобном виде все необходимые для анализа данные возникает ряд трудностей [2]. Прежде всего, значительно усложняется процесс обработки информации. Необходимо использовать большое количество расчётных модулей, проводить математическое моделирование технологических процессов, осуществлять специальные алгоритмы выборки данных, выполнение комплекса аналитических процедур. Поэтому создание ГИС, которая сможет интегрировать информацию является актуальной.

Цель данной работы - исследование эффективности применения ГИС для решения задач газовой отрасли. ГИС позволяют сформировать единое визуальное пространство газового предприятия, с помощью чего пользователю предоставляется возможность охватить взглядом всю территориально-распределенную организацию во взаимосвязи ее элементов.

Все объекты газовых сетей в ГИС можно представить в виде следующих простых объектов:

- линейно-протяженных (газопроводов);

- «точечных» (насосных станций, крановых узлов, замерных узлов и т.д.) объектов - на картографической основе.

Рисунок 1 - Газопровод «Сила Сибири»

Основные задачи, решаемые ГИС в этой отрасли:

• Создание, хранение и визуализация цифровых карт инфраструктуры промыслов и месторождений

• Формирование геологических структурных карт газовых и газоконденсатных месторождений

• Оперативная визуализация состояния оборудования

• Визуализация магистральных газотранспортных сетей и вспомогательной инфраструктуры на цифровых картах

• Анализ переключения запорной арматуры на газопроводах

• Оперативное управление режимами транспортировки

• Учет и прогнозирование аварийных ситуаций

• Диспетчерские задачи (поиск абонента, газопровода, вспомогательные устройства).

Таким образом, возможности, которые дают ГИС-технологии для работы различных пользователей очевидны. Например для диспетчеров - это удобное и упрощенное восприятие, а также анализ аналитических

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

и расчётных данных. Для руководителей - это возможность принятия рациональных управленческих решений.

В газовой отрасли в основном используются универсальные векторные ГИС (чаще всего ArcGIS и MapInfo Professional) и специализированные системы. Универсальные векторные ГИС используются чаще всего для визуализации и хранения разнообразной картографической и технологической информации, которая используется предприятием. Но при учете специфики мы сталкиваемся с тем, что применять универсальные ГИС в задачах, которые требуют сложных расчетов не целесообразно. Поэтому в настоящее время целесообразно использование специализированных ГИС в составе систем моделирования. Большой спектр данной отрасли приводит к тому, что газотранспортным и газодобывающим предприятиям необходимы корпоративные, информационные системы, в которой ГИС является одной из основных подсистем. Такой системой, например, является корпоративная геоинформационная система управления «Мегаполис-ТМ»

Рисунок 2 - Поверочный и конструкторский расчет газопровода в «Мегаполис-ТМ»

Эта система имеет модульную масштабируемую структуру, и единый банк, построенный на СУБД Microsoft SQL Server 2005, в котором хранится технологическая, производственная, плановая, картографическая и другая информация.

Данная система имеет в своем составе подсистему визуализации карт, технологических схем и мнемосхем. Однако из-за значительной территориальной распределенности предприятия возникает проблема оперативного доступа к технологическим данным, которые отражают текущее состояние процессов добычи, подготовки и транспортировки газа и газового конденсата. Представление данных в виде карт, технологических схем и мнемосхем дает возможность осуществлять такой доступ более эффективно.

Подсистема визуализации дает возможность для предоставления большой группе пользователей функций просмотра векторных, растровых и цифровых карт различного масштаба, а так же внемасштабных технологических схем и мнемосхем, возможность управления просмотром и навигации по схемам и картам. В подсистеме предусмотрена возможность автоматического обновления визуализируемой схемы или карты в соответствии с текущей оперативной ситуацией, которая отображается на карте графически.

Особенностью деятельности газотранспортных компаний, как и любых других трубопроводно-транспортных предприятий является настоятельное требование использования пространственной информации о технологических и инфраструктурных объектах при решении производственных, эксплуатационных и управляющих задач. На данный момент обсуждается не столько целесообразность внедрения геоинформационных систем, сколько вопросы оптимальной их функциональности для

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

обеспечения конкретных газотранспортных бизнес-процессов и интеграции с другими информационными системами предприятия. Если говорить в целом о потенциальных и экономически эффективных инструментах, которые предоставляют геоинформационные технологии при оперировании пространственными и связанными с ними непространственными данными, то можно выделить несколько прикладных производственных направлений, являющихся востребованными в газотранспортной отрасли:

— реализация поисково-навигационных задач с целью локализации интересующих объектов газотранспортной системы (ГТС) как на картографических материалах, так и на местности;

— обеспечение контролируемости, наглядности, оперативности процесса технической паспортизации объектов ГТС (формирование производственной нормативно-справочной информации по оборудованию) с целью удобства формирования и последующего использования документов;

— точная геопривязка всех эксплуатационных, ремонтных и аварийных событий на объектах ГТС с последующим пространственным анализом и поиском гео- и технологических закономерностей;

— моделирование объектов ГТС для решения режимно-гидравлических и технологических задач, проведения аналитических расчетов и анализа текущего и прогнозного их состояния, оценки технологических и иных эксплуатационных рисков;

— автоматизация действий по имущественному и земельно-кадастровому учету объектов недвижимости, согласованию смежеств, межеванию земельных участков, выделению и учету сервитутов, оценке потрав, контролю за зонами минимальных расстояний и охранными зонами и т. д.; Перечисленные направления имеют разную значимость при эксплуатации различных технологических газотранспортных объектов, коими являются (в укрупненном виде):

— линейная часть магистральных газопроводов и газопроводов-отводов;

— площадные объекты (компрессорные и газораспределительные станции, автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС), станции охлаждения газа и др.);

— подземные хранилища газа.

Проблематика ГИС для линейной части магистральных газопроводов наиболее полно изучена, и решения представлены в достаточном количестве коммерческих корпоративных систем (как зарубежных ,так и отечественных). Основное использование ГИС для этого вида газотранспортных объектов лежит в плоскости детального пространственного моделирования газопроводной системы с вытекающими возможностями оперативного поиска и оперирования информацией о ситуационной обстановке и условиях прохождения конкретного участка газопровода или его объекта для целей эксплуатации, диагностики или ремонта. Кроме того, детальная трехмерная модель трубопровода является идеальной основой для решения большинства режимных гидравлических задач (особенно для жидких углеводородов) и значительно повышает точность аналитических расчетов по оценке технического состояния трубопроводов с дефектами, постоянно испытывающих внутренние и внешние нагрузки. Решение вопросов оценки рисков и управления целостностью трубопроводнотранспортных систем, в которых не используются пространственные данные и инструментарий ГИС не представляется возможным из-за необходимости постоянного учета многочисленных факторов, опирающихся на геоданные. Учетные задачи по объектам недвижимости и земельному кадастру для линейных трубопроводных систем также уже не решаются вне функциональности геоинформационных технологий. К сожалению, нельзя сказать то же самое в отношении основных технологических объектов магистральных газопроводов — компрессорных и газораспределительных станций, станций охлаждения газа и др. Основная причина этого — территориальная компактность объектов, их высокая эксплуатационная изученность, что в свою очередь снижает эффективность пространственно-описательной функциональности ГИС. Однако, опыт разработки, внедрения и использования подсистем «Компрессорные станции», «Газораспределительные станции» ГИС магистральных трубопроводов ООО «Газпромтрансгаз Сургут», накапливаемый с 2004 г., показывает положительную динамику в практике применения пространственных данных и инструментария ГИС в качестве базовых слагаемых информационного ресурса предприятия при решении производственных задач.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

Рисунок 3 - Газовое обеспечение юга России, магистральный газопровод «Ставрополь - Москва»

Газификация Ростовской области природным газом началась в 1956 году после ввода в эксплуатацию магистрального газопровода «Ставрополь - Москва». Первыми получили природный газ города: Ростов-на-Дону, Новочеркасск, Красный Сулин и сельские районы: Аксайский, Зерноградский и Егорлыкский.

Природный газ используется более чем в 700 населенных пунктах Ростовской области. Протяженность межпоселковых и внутрипоселковых газопроводов по территории Ростовской области составляет порядка 39,0 тыс. км, в том числе в сельской местности - 22,0 тыс. км.

В 2016 году в рамках Программы газификации Ростовской области планируется построить и реконструировать более 300 км сетей газоснабжения, что обеспечит техническую возможность газификации более 4,5 тысячи домовладений и квартир Ростовской области.

Что касается г.Таганрога, то с 1957 года Исполнительный Комитет Таганрогского городского Совета Депутатов трудящихся принял решение № 78 об организации с 1 апреля 1957 года при Горкомхозе эксплуатационного треста «Таганрог-Горгаз». Газопровод обеспечивает как г. Таганрог, так и ближайшие районы [3]. К сожалению, в городе не применяют ГИС в этой отрасли, что могло бы существенно оптимизировать всю работу системы. Остается лишь надеяться, что в скором времени ГИС будет внедрена и станет незаменимым помощником в данной отрасли для г. Таганрог.

Таким образом, можно сделать вывод, что современные ГИС играют ведущую роль в общем информационно-аналитическом обеспечении всей газовой промышленности. Учитывая актуальность использования ГИС-технологий в решении задач, стоящих перед газовой промышленностью России, можно с уверенностью заявить ,что обмен научным опытом в этой сфере будет способствовать ускорению внедрения передовых разработок в повседневную практику. Эффект от внедрения ГИС в газовую отрасль очень существенный. В дальнейшем, на мой взгляд, ГИС должны использовать как можно в большем количестве отраслей.

Список использованной литературы

1. Former Geographer Современная география [Электронный ресурс] / Области применения ГИС -технологий. - Режим доступа: http://www.formergeographer.ru/forahs-149-1.html

2. Бахтизин Р.Н., Павлов С.В., Павлов А.С., Сайфутдинова Г.М. Информационная модель нефтегазового комплекса в составе инфраструктуры пространственных данных Республики Башкортостан. Нефтегазовое дело: Научно-технический журнал, том 5, № 2. - Уфа: изд. «Нефтегазовое дело», 2007 г. - С. 25 - 30.

3. Официальный сайт ОАО «Газпром газораспределение». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://gazoraspredelenie.gazprom.ru/

© Гордиенко Л.В., Горда И.В., 2016