CC BY
5УДК 004.78:622.691.4.004.67
О.В. Бурба, главный специалист отдела оформления разрешительной документации Управления подготовки производства, ООО «Газпром центрремонт», e-mail: brb_lg_vslvch@mail.ru; В.В. Вавилов, начальник отдела сопровождения проектно-изыскательских работ Управления проектно-изыскательских работ Департамента проектных работ, ОАО «Газпром», e-mail: vvlv_vldmr_vlrvch@mail.ru; А.С. Миклуш, заместитель начальника отдела защиты от коррозии, ЗАО «Газпром СтройТЭК Салават», e-mail: mklsh_lksndr_srgvch@mail.ru
Основные принципы разработки диалоговых систем для технологического мониторинга ремонтных работ на магистральных газопроводах
Описаны принципы программной реализации математического описания производства строительно-монтажных работ при ремонте линейной части магистральных газопроводов: формирование плана необходимых расчетов —>■ описание технического обеспечения —► оценка результатов расчетов; восстановление функциональных взаимосвязей и т.д. Показано, что выполнение сложной последовательности технологических операций немыслимо без использования современных высокопроизводительных ПЭВМ. Подключение ПЭВМ к терминальному серверу позволяет получить инженерно-техническому пользователю определенные преимущества: снизить расходы на администрирование; повысить безопасность; уменьшить затраты на программное и аппаратное обеспечение; уменьшить расход электроэнергии.
Ключевые слова: магистральный газопровод, программное обеспечение, информационный поток характеристик, обводненная местность, строительно-монтажные работы, ремонт линейной части магистральных газопроводов.
Моделирование и решение задачи интерпретации состояния участка линейной части магистрального газопровода (ЛЧМГ) с помощью модельных параметров (паспортных величин) в общем случае является итеративным. Зачастую на этапе первоначального формирования базы данных некоторые характеристики участков неизвестны либо заданы недостаточно точно (многие из характеристик являются качественными). Для неизвестных величин в системе автоматически выбираются усредненные априорные данные, что дает возможность проводить сравнительный анализ, основываясь на неполной исходной информации. Первоначально построенные модели наблюдаемых участков сравниваются в блоке ранжирования. Сравнение может привести к получению результатов, не удовлетворяющих
инженерно-технического работника -эксперта, если он обладает до некоторой степени достоверной информацией о величинах риска эксплуатации участков ЛЧМГ. В этом случае он вырабатывает некоторое количество корректирующих предположений, используя уточненные данные об участке ЛЧМГ с учетом предложенного программным обеспечением набора характеристик, анализирует новые результаты и т.д., пока не будет достигнуто согласование результатов сравнения моделей участков ЛЧМГ с известными эксперту данными о сравнении участков. При отсутствии такого рода знаний необходимо как можно полнее и точнее задавать паспортные характеристики участков ЛЧМГ во избежание пропуска критически важной информации. Проблема организационного и технологического проектирования мон-
тажных и ремонтных работ на ЛЧМГ в обводненной местности неразрывно связана с идентификацией натурных данных прохождения трассы, что обусловлено постоянным изменением как физических, так и механических свойств грунтов засыпки от степени обводнения.
Кроме того, существует неопределенность функционального описания большого количества характеристик с учетом их вероятностного изменения во времени. Это вызывает определенные трудности в условиях прогнозирования работоспособности единой системы газоснабжения.
Решение проблемы прогнозирования необходимости производства монтажных и ремонтных работ на ЛЧМГ возможно на основе использования программного обеспечения, алгоритмы
Воронежский
механический
завод
которого реализуют положения теории принятия решении в информационной среде [1-3].
Сложность постановки и решения проблемы устойчивости участков ЛЧМГ в условиях обводненной местности обуславливается необходимостью рассмотрения не только конструктивных особенностей использования балластирующих устройств при проектировании ЛЧМГ, но и процессов изменения состояния ЛЧМГ во время его эксплуатации. Преодолеть указанные выше трудности можно путем применения ретроспективного анализа информационного потока характеристик изменения состояния балластирующих устройств за всю продолжительность эксплуатации данного участка ЛЧМГ с учетом изменения свойств грунтов и пространственного положения участка ЛЧМГ. Использование математических методов [4] и вычислительной техники для проектирования организации и управления монтажными и ремонтными работами на ЛЧМГ предполагает необходимость разработки и применения математических моделей.
Модель производства монтажных и ремонтных работ на ЛЧМГ в обводненной местности - это функционально-аналитическое представление технологических и организационных процессов.
В зависимости от конкретных задач проектирования и управления производством монтажных и ремонтных работ на ЛЧМГ применяются различные типы моделей, отличающиеся составом информации о комплексе работ или процессов. Модели производства монтажных и ремонтных работ на ЛЧМГ можно разделить на четыре группы: модели математического программирования, сетевые модели, статистические модели, имитационные модели.
Имитационная модель включает в себя: утверждение цели проекта —► математическое описание процесса составления —»• разработку программного обеспечения —► анализ точности —► планирование экспериментальных исследований —*■ оценку получаемых характеристик. Сложные технические объекты, к которым относятся и ЛЧМГ, изучают аналогичным образом: реализуется технологический мониторинг ЛЧМГ —► составляется математическое описание поведения ЛЧМГ —»• прогнозируются изменения состояния ЛЧМГ —*■ выполняются проверки математического описания ЛЧМГ на ПЭВМ.
Здесь выделим проблемы, которые связаны с прочностными расчетами конструктивных элементов ЛЧМГ. Особое место в этих расчетах занимают теория механики грунтов, обеспечение устойчивости участков ЛЧМГ в обводненной местности [5] и обработка информационного потока характеристик. Зачастую при решении технологических проблем используется эконометрика и методы предварительного статистического анализа характеристик с последующим восстановлением модели реального явления, что позволяет перейти к программной реализации излагаемых методов. Программная реализация математического описания поведения ЛЧМГ - это выполнение вполне определенных действий: формирование плана необходимых расчетов —► описание технического обеспечения —► оценка ре-
ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ № 11 ноябрь 2014
фонтанная арматура блоки
обвязки скважин
комплекты
подземного
оборудования
станции управления
противовыбросовое оборудование
сертификация API и ISO
I 394055, г. Воронеж,
ул. Ворошилова, 22, тел.: (473) 234-87-49, 234-82-73, e-mail: 348168@rambler.ru, www.vmzvrn.ru
зультатов расчетов —► восстановление функциональных взаимосвязей и т.д. Очевидно, что выполнение столь сложной последовательности технологических операций немыслимо без использования современных высокопроизводительных ПЭВМ. Кроме того, подключение указанных ПЭВМ к терминальному серверу позволяет получить инженерно-техническому работнику - пользователю определенные преимущества: снизить расходы на администрирование; повысить безопасность; уменьшить затраты на программное и аппаратное обеспечение; уменьшить расход электроэнергии.
Программное обеспечение, которое представляет собой пакеты прикладных программ в виде диалоговых аналитических систем с поисковыми возможностями [6], представляет для инженерно-технических работников особый интерес. Дело в том, что указанные пакеты прикладных программ [7-8] предлагают реализацию алгоритмов в различных областях знаний; оказывают существенную поддержку инженерно-техническим работникам в поисках эффективных решений; расширяют возможности использования апробированных технологических и организационных решений других исследователей.
В условиях беспрецедентного распространения диалоговых пакетов прикладных программ [9-10], способных решать разнотипные задачи, в т.ч. задачи технологического мониторинга ремонтных работ на ЛЧМГ в обводненной местности, следует обратить внимание на тот факт, что не всегда надо отдавать предпочтение единственному решению, т.к. с точки зрения теории вероятностей информационный поток характеристик нельзя считать замкнутым, что обуславливает необходимость составления перечня действий в нерегламентных условиях.
UDC 004.78:622.691.4.004.67
0.V. Burba, Main Specialist of Permitting Documentation Execution Department, Production Preparation Office, Gazprom centrremont LLC, e-mail: brb_lg_vslvch@mail.ru; V.V. Vavilov, Head of Design and Survey Support Group, Design and Survey Office, Design Department, Gazprom JSC, e-mail: vvlv_vldmr_vlrvch@mail.ru; A.S. Miklush, Deputy Head of Department, Corrosion Protection, Gazprom StroyTEK Salavat CJSC, e-mail: mklsh_lksndr_srgvch@mail.ru
Main principles of dialogue systems development for process monitoring of repair works on main gas pipelines
The principles for program implementation of mathematical description of construction and installation works performance during repair of the main gas pipelines linear part are described: necessary calculations plan formation —» description of technical support —> assessment of calculation results; restoration of functionalities, etc. It is demonstrated that a complex sequence of process operations performance is impossible without using modern high-performance personal computers. Connection of a personal computer to a terminal server gives certain advantages to an engineering user: reduce administration costs; enhance security; reduce software and hardware costs; reduce electric power consumption.
Keywords: main gas pipeline, software, information flow of characteristics, flooded area, construction and installation works, repair of the linear part of main gas pipelines.
References:
1. Yu.V. Kolotilov, Yu.A. Arbuzov, V.N. Khimich and others. Creation of analytical systems for construction operations. - Moscow: Izvestiya, 2012. - p. 496
2. Yu.V. Kolotilov, A.D. Reshetnikov, A.M. Korolenok and others. Expert systems for construction operations in information environment. - Moscow: Izvestiya, 2012. - p. 544
3. Yu.V. Kolotilov, A.M. Korolenok, P.A. Kuznetsov and others. Construction operations simulation in analytical systems. - Moscow: Izvestiya, 2013. - p. 548
4. V.A. Gvozdeva. Informatics, automated information technologies and systems. - Moscow: Infra-M, 2011. - p. 544
5. N.Kh. Khallyev, A.D. Reshetnikov, B.V. Budzulyak and others. Overhaul of the linear part of main gas and oil pipelines. - Moscow: MAKS Press, 2011. - p. 448
6. E.A. Trakhtengerts. Computer support for objectives and strategies formation. - Moscow: Sinteg, 2005. - p. 224
7. D. Giarratano, G. Riley. Expert systems: development principles and programming. - Moscow: Williams, 2006. - p. 1152
8. P. Jackson. Introduction to expert systems. - Moscow: Williams, 2001. - p. 624
9. T.L. Saati. Decision making in dependencies and feedbacks. Analytical networks. - Moscow: LKI, 2008. - p. 360
10. K. Neylor. How to build own expert system. - Moscow: Energoatomizdat, 1991. - p. 286
Литература:
1. Колотилов Ю.В., Арбузов Ю.А., Химич В.Н. и др. Создание аналитических систем для строительного производства. - М.: Известия, 2012. - 496 с.
2. Колотилов Ю.В., Решетников А.Д., Короленок А.М. и др. Экспертные системы для строительного производства в информационной среде. - М.: Известия, 2012. - 544 с.
3. Колотилов Ю.В., Короленок А.М., Кузнецов П.А. и др. Моделирование строительного производства в аналитических системах. - М.: Известия, 2013. - 548 с.
4. Гвоздева В.А. Информатика, автоматизированные информационные технологии и системы. - М.: Инфра-М, 2011. - 544 с.
5. Халлыев Н.Х., Решетников А.Д., Будзуляк Б.В. и др. Капитальный ремонт линейной части магистральных газонефтепроводов. - М.: МАКС Пресс, 2011. - 448 с.
6. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка формирования целей и стратегий. - М.: Синтег, 2005. - 224 с.
7. Джарратано Д., Райли Г. Экспертные системы: принципы разработки и программирование. - М.: Вильямс, 2006. - 1152 с.
8. Джексон П. Введение в экспертные системы. - М.: Вильямс, 2001. - 624 с.
9. Саати Т.Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. Аналитические сети. - М.: ЛКИ, 2008. - 360 с.
10. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 286 с.
