CC BY
8АВТОМАТИЗАЦИЯ
УДК 004.418+681.3+622.691.4.053
О.В. Бурба, главный специалист отдела оформления разрешительной документации Управления подготовки производства, ООО «Газпром центрремонт»; В.В. Вавилов, начальник отдела сопровождения проектно-изыскательских работ Управления проектно-изыскательских работ Департамента проектных работ, ОАО «Газпром»; А.С. Миклуш, заместитель начальника отдела защиты от коррозии, ЗАО «Газпром СтройТЭК Салават»
Программная реализация технологического проектирования подготовки производства работ на магистральных газопроводах в обводненной местности
Описаны принципы программной реализации технологического проектирования ремонтных работ в обводненной местности. Показано, что современный подход к управлению монтажными и ремонтными работами на линейной части магистральных газопроводов предполагает интенсивное использование компьютеров и компьютерных комплексов при разработке проектов производства работ с учетом результатов моделирования последствий принятия проектных решений. Рассматривается пакет прикладных программ, который обеспечивает автоматизацию процесса разработки проектов производства работ таким образом, что на любом этапе обеспечивается возможность привлечения опыта и знаний эксперта путем осуществления детального контроля процедур и внесения изменений в режиме итеративных многовариантных расчетов.
Ключевые слова: магистральный газопровод, программное обеспечение, технологическое проектирование, обводненная местность, строительно-монтажные работы, ремонт линейной части магистральных газопроводов.
Одним из недостатков принятого на сегодняшний день способа разработки проектов производства работ по закреплению участка линейной части магистрального газопровода (ЛЧМГ) в слабонесущих грунтах является неполнота математического моделирования состояния участка ЛЧМГ, когда поведение объекта моделируется исходя только из применения внешних нагрузок и воздействий, без учета внутренних факторов. Проблема состоит в сложности создания достаточно точных математических моделей,учитывающих нестационарные термодинамические процессы в объекте ЛЧМГ и вариации параметров по длине участка. С учетом современных требований к проектам производства монтажных и ремонтных работ на опасных и ответственных производственных объ-
ектах, очевидно, что традиционные схемы точных расчетов необходимы, но недостаточны в реальных условиях производственного предприятия, когда, с одной стороны, проявляется нехватка фактической информации об объекте ЛЧМГ и гидрогеологических условиях его расположения, с другой стороны, предприятие несет ответственность как за эффективность финансирования работ, так и за качество ремонта, что не в последнюю очередь связано с последствиями возникновения возможных аварийных ситуаций. Ясно, что нужны принципиально новые инструменты проектирования, способные управлять неопределенностью в исходных данных, осуществляющие тщательный сбор, систематизацию и поиск закономерностей во всем комплексе диагностической информации,
работающие с субъективными экспертными суждениями.
Разработанная система технологического проектирования ремонтных работ на участках ЛЧМГ в условиях обводненной местности рассматривается как средство управления организационными и технологическими процессами производства ремонтных работ. Изучение проблемы показывает, что достижение конечной цели применения системы -обеспечение высокого уровня устойчивости и технологической надежности опасных техногенных систем - возможно лишь при реализации на высоком уровне качества всех необходимых монтажных и ремонтных операций. При этом в обводненной местности одной из важнейших операций, от которой существенно зависят качество и риск дальнейшей эксплуатации газопроводной
14
№ 12 декабрь 2014 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
AUTOMATION
системы, является закрепление участка ЛЧМГ на отметках, предусмотренных проектом. В результате исследований была сформирована структура системы мониторинга производства ремонтных работ на участках ЛЧМГ в условиях обводненной местности на слабонесущих грунтах.
В рамках разработки процессов автоматизации технологического мониторинга строительного производства при осуществлении капитального ремонта МГ был реализован алгоритм многоцелевого программного комплекса (пакет прикладных программ) - анализ показателей технологических процессов производства ремонтных работ в обводненной местности. Разработанная интерактивная система использует результаты исследований по созданию эффективного способа учета взаимозависимых внешних и внутренних факторов, влияющих на технико-физическое состояние объекта ЛЧМГ, а также экспертных оценок указанных факторов для формирования проектов закрепления участков ЛЧМГ,
включающих экспертные рекомендации по выполнению производства ремонтных работ, а также разработанные применительно к конкретной ситуации на МГ технологические схемы монтажных процессов фиксации участка ЛЧМГ на слабонесущих грунтах [1-6]. Особенностью реализованной системы является целенаправленный характер сбора исходных данных и их систематизация в виде организованной совокупности под воздействием выполняющегося параллельно процесса формирования проектного решения,
то есть обеспечиваются принципы обратной связи и избирательности при подготовке данных с повышением эффективности влияния набора данных на решение и одновременным уменьшением требуемого объема анализируемой информации.
В качестве языков программирования высокого уровня для разработки системы технологического проектирования ремонтных работ были выбраны языки Visual C++, Visual C#, Visual FoxPro [7] (некоторые задачи вычислительного характера оказалось удобным решать также с применением языка Visual Fortran). Разработка графического интерфейса пользователя велась с применением соответствующих сред разработки и соблюдением эргономических стандартов, отвечающих современной аппаратной среде, в частности внедряемым в практику работы газотранспортных организаций мобильным планшетным компьютерам с тактильно-чувствительными сенсорными панелями [8]. Информационно-аналитическая система (рис.), обеспечивающая возмож-
РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВО ПРОМЫШЛЕННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
/ КАНАЛЬНЫЕ
НАГРЕВАТЕЛИ
7S ВОЗДУХА
ФЛАНЦЕВЫЕ ПОГРУЖНЫЕ
НАГРЕВАТЕЛИ
ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ПРОТОЧНЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ
ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ КОНВЕКТОРЫ
ООО "ПКФ "СЕТАЛЬ" +7 (812) 702-58-00 INF0@CETAL.RU /WWW.CETAL.RU
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Рис. Модульная система пакета прикладных программ
ности решения задач формирования проектов производства работ при закреплении участка МГ в обводненной местности с использованием методов вероятностного анализа,реализована как интерактивная программно-технологическая система для стационарных и мобильных вычислительных систем на базе операционно-вычислительной системы Windows и включает модули формирования инфографических представлений, генерации текстов, проведения расчетов и управления архивами исходных и результирующих данных, что позволяет автоматизировать процесс генерации организационно-технологической документации. Общий алгоритм работы системы технологического проектирования ремонтных работ на участках ЛЧМГ на обводненных грунтах представляет собой определенную последовательность этапов:
1. Выбор участка ЛЧМГ для осуществления проектирования процесса закрепления.
2. Изучение физико-механических свойств грунта с заполнением информационного паспорта в целях дальнейшего статистического анализа.
3. Определение конструктивно-технологического способа стабилизации объекта (выбор графической схемы
стабилизации объекта, определение гидрогеологических условий прокладки участка ЛЧМГ, ввод типа грунта, выбор характеристики рельефа земной поверхности, выбор монтажно-технологи-ческой схемы размещения участка ЛЧМГ с указанием характера искривления в вертикальной и горизонтальной плоскостях, ввод характеристики сезона проведения работ.
4. Выбор и расчет значений необходимых параметров использования фиксирующих устройств (перечень работ по стабилизации объекта ЛЧМГ на слабонесущих грунтах, интервал установки фиксирующих устройств по длине участка ЛЧМГ, характеристика критических нагружений).
5. Формирование рекомендаций по стабилизации объекта ЛЧМГ в виде отчета в печатной или электронной форме.
6. Вызов справочной системы пакета прикладных программ, содержащей теоретико-методическую базу выполнения работ и руководство пользователя. Для повышения эффективности выполнения работ в пакете прикладных программ эксперту в процессе ввода исходных данных непосредственно доступны интерактивные параметрические справочники физико-механических свойств грунта и других известных сведений.
При работе в системе эксперт вводит исходные данные по участку ЛЧМГ, выбирает конструктивно-технологические способы стабилизации объекта и выполняет в автоматизированном режиме расчет параметров установки балластирующих устройств. Анализ всей введенной информации позволяет отразить в рекомендациях для каждого участка ЛЧМГ: проектно-тех-нологическую схему закрепления газопроводного элемента с указанием пределов отдельных участков ЛЧМГ; методики и схемно-технологические решения по использованию трубопроводных анкеров; характеристики необходимого материально-технического снабжения строительными и технологическими конструкциями,трубными деталями,специальными изделиями, строительными машинами, спецоборудованием и т.п.; потребность в кадровых ресурсах и квалифицированных специалистах; организационно-технические разработки по технике безопасности при работе на опасных промышленных объектах и охране труда. В результате расчета формируется обоснование выполнения монтажных и ремонтных работ на ЛЧМГ для дальнейшего анализа вариаций технико-экономических параметров при подборе организационно-технологических решений производства ремонтных работ на участках ЛЧМГ.
В разработанной информационно-мониторинговой системе, предусматривающей поддержку принятия проектировочных решений, в результате исследований предложены и реализованы модуль формирования результатов мониторинга факторов технического состояния объектов ЛЧМГ, накапливающий и анализирующий информацию о состоянии конструктивно-технологических элементов, и модуль прогнозирования значений факторов технического состояния объектов, обеспечивающий научно-технологическое обоснование для создания алгоритмов управления параметрами конструктивно-технологической надежности системы МГ. Информационно-мониторинговая система также осуществляет сбор и обработку информации об инновационно-техно-
16
№ 12 декабрь 2014 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
AUTOMATION
логических решениях в строительстве, при этом модуль прогнозирования дает оценку потенциального объема технологических инноваций для обоснования и анализа инвестиционно-строительных решений, сопряженных с предполагаемыми изменениями и усовершенствованиями [9-10]. Программно-технологическая система обеспечивает процессы расчета значений факторов строительного производства в автоматизированном режиме при
осуществлении капитального ремонта ЛЧМГ на обводненных слабонесущих грунтах при реализации информационно-строительного мониторинга факторов конструктивно-технологической надежности ЛЧМГ и организационно-технологического управления задействованием материально-строительных ресурсов предприятий магистрального транспорта газа посредством генерации эффективных производственно-технологических структур проведения работ.
Внедрение результатов выполненного исследования подтвердило, что реализованное программно-алгоритмическое решение обеспечивает возможность получения научно-обоснованных и достоверных прогнозов характеристик материально-ресурсных и кадрово-ре-сурсных потоков в процессе осуществления капитального ремонта ЛЧМГ, что повышает эффективность организационно-строительного проектирования работ.
UDC 004.418+681.3+622.691.4.053
0.V. Burba, Chief Specialist of Permitting Documentation Execution Department, Production Preparation Office, Gazprom Centrremont LLC;V.V. Vavilov, Head of Design and Survey Support Group, Design and Survey Office, Design Department, Gazprom JSC;A.S. Miklush, Deputy Head of Department, Corrosion Protection, Gazprom StroyTEK Salavat CJSC
Software implementation of process design for preparation of works performance at the main gas pipelines in a flooded area
The software implementation principles of process design for repair works in a flooded area are described. It is demonstrated that the modern approach towards installation and repair works management at the line part of main gas pipelines implies intensive use of computers and computer complexes when developing method statements taking into account consequences simulation results of the design solutions adoption. The paper considers a package of application software, which ensures automation of the method statements development process so that at any stage it is possible to draw on the expert's experience and knowledge by means of detailed control over the procedures and modifications in the mode of iterative multioptional computations. Keywords: main gas pipeline, software, process design, flooded area, construction and installation works, repair of the line part of main gas pipelines.
References:
1. 1. GOST 5180-84 «Grunty. Metody laboratornogo opredeleniya fizicheskikh kharakteristik» («Soils. Laboratory methods for physical characteristics determination»). - Moscow: Izdatelstvo Standartov, 1984. - 21 p.
2. GOST 19912-2001 «Grunty. Metody polevykh ispytaniy staticheskim i dinamicheskim zondirovaniem» («Soils. Field test methods by static and dynamic sounding»). - Moscow: Izdatelstvo Standartov, 2001. - 14 p.
3. GOST 22733-2002 «Grunty. Metod laboratornogo opredeleniya maksimal'noi plotnosti» («Soils. Laboratory method for maximum density determination»). - Moscow: Izdatelstvo Standartov, 2002. - 11 p.
4. Znamenskiy V.V., Ukhov S.B., Semenov V.V. et al. Mekhanika gruntov, osnovaniya i fundamenty (Soils mechanics, pedestals and foundations). -Moscow: Vysshaya Shkola, 2004. - 566 p.
5. Chebotarev G.P. Mekhanika gruntov, osnovaniya i zemlyanye sooruzheniya (Soils mechanics, foundations and earth structures). - Moscow: Librokom, 2009. - 618 p.
6. Dalmatov B.I. Mekhanika gruntov, osnovaniya i fundamenty, vklyuchaya spetsial'nyi kurs inzhenernoi geologii (Soils mechanics, pedestals and foundations, including a dedicated course of engineering geology). - Moscow: Lan', 2012. - 416 p.
7. Kobern A. Bystraya razrabotka programmnogo obespecheniya (Fast development of software). - Moscow: Lori, 2013. - 336 p.
8. Tidwell D. Razrabotka pol'zovatel'skikh interfeisov (Development of user interfaces). - SPb.: Piter, 2008. - 416 p.
9. Korolenok A.M., Erkenov A.N., Miklush A.S. et al. Proektirovanie podgotovki stroitel'stva ob'ektov gazosnabzheniya v informatsionnoi srede (Designing preparation of gas supply facilities construction in the information environment). - Moscow: Izvestiya, 2014. - 560 p.
10. Khallyev N.Kh., Reshetnikov A.D., Budzulyak B.V. et al. Kapital'nyi remont lineinoi chasti magistral'nykh gazonefteprovodov (Overhaul of the line part of main gas and oil pipelines). - Moscow: MAKS Press, 2011. - 448 p.
Литература:
1. ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 21 с.
2. ГОСТ 19912-2001 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 14 с.
3. ГОСТ 22733-2002 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности». - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 11 с.
4. Знаменский В.В., Ухов С.Б., Семенов В.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. - М.: Высшая школа, 2004. - 566 с.
5. Чеботарев Г.П. Механика грунтов, основания и земляные сооружения. - М.: Либроком, 2009. - 618 с.
6. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты включая специальный курс инженерной геологии. - М.: Лань, 2012. - 416 с.
7. Коберн А. Быстрая разработка программного обеспечения. - М.: Лори, 2013. - 336 с.
8. Тидвелл Д. Разработка пользовательских интерфейсов. - СПб.: Питер, 2008. - 416 с.
9. Короленок А.М., Эркенов А.Н., Миклуш А.С. и др. Проектирование подготовки строительства объектов газоснабжения в информационной среде. - М.: Известия, 2014. - 560 с.
10. Халлыев Н.Х., Решетников А.Д., Будзуляк Б.В. и др. Капитальный ремонт линейной части магистральных газонефтепроводов. - М.: МАКС Пресс, 2011. - 448 с.
ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ № 12 декабрь 2014
17
