автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Система мониторинга состояния газотранспортных сетей с применением транкинговых средств связи

4858249

На правах рукописи

г>->

БУШМЕЛЕВА Кия Иннокентьевна

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТРАНКИНГОВЫХ СРЕДСТВ СВЯЗИ

Специальность: 05.12.13 - Системы, сети и устройстра телекоммуникаций

2 7 ОКТ 2011

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2011

4858249

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики (технический университет)

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Увайсов Сайгид Увайсович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Саксонов Евгений Александрович

доктор технических наук, профессор Черевков Константин Владимирович

доктор технических наук, профессор Краснов Андрей Евгеньевич

Ведущая организация: ФБГОУ ВПО «Московский государственный

технический университет радиотехники, электроники и автоматики» (МИРЭА, г. Москва)

Защита состоится «24» ноября 2011 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.06 Московского государственного института электроники и математики по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электроники и математики (технический университет).

Автореферат диссертации разослан « //£» 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.133.06, кандидат технических наук, профессор

Н.Н. Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Потребление углеводородного сырья является важнейшим индикатором промышленного развития различных стран мира. Добываемый в РФ природный газ поступает в магистральные газопроводы (МГ), объединенные в Единую систему газоснабжения (ЕСГ) (рис. 1). Газопроводы относятся к ответственным энергетическим сооружениям, к надежности, работы которых предъявляются повышенные требования. Это обусловлено как причинами технического, экологического характера, так и масштабным ущербом в случае аварии.

Общая протяженность МГ на сегодняшний день в РФ составляет порядка 160тыс. км., из них более 60% линейной части (ЛЧ) газопроводов эксплуатируется свыше 20 лет, при этом более четверти выработали свсй номинальный ресурс, который составляет 33 года.

Как показывает практика, при добыче, транспортировке и переработке углеводородов могут возникнуть угечки загрязняющих веществ. Причиной утечек (аварий) являются различные дефекты, в частности, возникающие вследствие корразии стенок трубопроводов из за повреждений изоляционных покрытий или нарушений в сварных соединениях и др. дефекты. Своевременное обнаружение утечек газа из МГ позволяет уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций.

В связи с этим появился комплекс научно-технических проблем по обеспечению надежности МГ, устойчивости их работы и безопасности, оценкам остаточного ресурса и рисков. Основным направлением деятельности для решения этих проблем является совершенствование системы мониторинга и управления техническим состоянием (ТС) объектов газотранстртной сети (TTC) на основе развития и создания новых методов и средств неразрушающего контроля (НК) и технического диагностирования (ТД).

В настоящее время существуют различные устройства и методы НК и ТД газопроводов, которые отличаются принципом действия, чувствительностью, областью применения и др. Метрически, в смысле масштабов охвата географической территории прокладки сети, все методы условно можно разделить на методы локального и глобального диагностирования.

В зависимости от физических явлений и принципа работы методы диагностирования МГ подразделяются на девять основных видов, наибольшее распространение получили: акустический, магнитный, вихретоковый и оптический. На базе этих методов реализованы основные контактные и бесконтактные средства диагностирования, которые, однако, имеют существенный недостаток, состоящий в локальности их применения.

Именно огромная протяженность и разветвленность ГТС в РФ и странах ближнего зарубежья, прохождение по территориям с неблагоприятными климатическими и рельефно -ландшафтными условиями, а также отсутствие развитой и разветвленной системы коммуникаций, существенно ограничивает или делает невозможным их применение.

Более эффективными, с точки зрения оперативности обследования протяженных участков ГТС, являются глобальные - аэрокосмические методы (АКМ), которые с помощью различных летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов, искусственных спутников Земли и т.п.) могут дистанционно осуществлять мониторинг подстилающей поверхности средствами фото-, видеонаблюдения, а так же устройствами тепловизионного, радиолокационного или лазерного зондирования.

Имея преимущества по основным технико-эксплуатационным характеристикам, в настоящее время наиболее интенсивно развиваются методы лазерной локации. Большой вклад в развитие этого направления внесли Бубличенко И.А., Бондаренко П.М., Гумеров А.Г., Гурари М.Л., Егурцов С .А., Ионин Д.А., Клюев В.В., Козинцев В.И., Косицын В.Е., Медведев Е.М., Орлов В.М., Плюснин И.И., Солдатов А.Н., Увайсов С.У. и др.

Успешно работают коллективы научно-технического центра уникального приборостроения РАН, института проблем нефти и газа РАН, института лазерной физики ФГУП «НПК «ГОИ им. С.И. Вавилова», Московского государственного инженерно-физического института, Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, Московского института электроники и математики, Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Сургутского государственного университета, Томского государственного университета, Тюменского государственного университета, НПО «Спектр», компании «ПЕРГАМ-Инжиниринг», «Геолидар» и др.

В ОАО «Газпром» эффективно эксплуатируют при обслуживании и ремонте своих газовых коммуникаций лазерные устройства типа «Аэропоиск», «Поиск», «Обзор», «Пергам», «ЛГАУ», «ЛУГ» и др., одним из разработчики последнего является автор.

Вместе с тем не до конца исследованными и решенными остаются вопросы, связанные с разработкой общих теоретических и методологических основ проектирования автоматизированных комплексов дистанционного зондирования МГ на основе двухлучевых гелий-неоновых лазерных установок.

Однако, обладая бесспорным преимуществом по масштабам охватываемой территории, АКМ уступают локальным мобильным и стационарным средствам диагностирования МГ по точности и достоверности получаемой информации о характере и месте дефекта.

В результате, возникает задача объединения методов и средств локального и глобального диагностирования в единую систему мониторинга состояния технологических объектов (ТО) ГТС и, получение на этой основе эмерджентного эффекта. Решение этой задачи предполагает использование передовых достижений в области телекоммуникаций, в частности развитой корпоративной сети транкинговых средств связи (ТСС).

Сегодня обслуживание газотранспортной системы требует наличия ведомственной связи практически в любой точке газопровода. В связи с этим корпоративная сеть транкинговой связи (КС ТС) и оборудование используемое в ней является составной частью системы управления добычи, транспортировки, хранения и переработки газа в ОАО «Газпром». Она служит объединяющим звеном деятельности всех предприятий газотранспортной отрасли и оказывает значительное влияние на эффективность, техническую и экологическую безопасность ЕСГ России. Кроме того, КС ТС используется для передачи данных для автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами и систем линейной телемеханики, а также административно-хозяйственной и планово-экономической деятельности газотранспортных предприятий.

Компоненты КС ТС уже сегодня широко внедряются в газотранспортную отрасль при организации диспетчерской и внутриобъектной оперативной связи основного производственного персонала и ремонтно-восстановительных бригад на МГ, отводах, промышленных площадках, компрессорных станциях, подземных хранилищах и др. объектах, обеспечивая контроль и управление производственными процессами при эксплуатации, ремонте, реконструкции и строительстве газотранспортных объектов, а также при

осуществлении быстрой связи и взаимодействия различных служб при кризисных и чрезвычайных ситуациях.

Научная проблема заключается в противоречии между назревшей необходимостью оценки текущего и прогнозного технического состояния МГ и отсутствие общих методологических основ построения систем мониторинга состояния газотранспортных сетей.

Объектом исследования является процесс мониторинга технического состояния магистральных газопроводов.

Предметом исследования являются методы, модели, алгоритмы, аппаратно-программньв и методические средства мониторинга состояния ТО газотранспортной сети.

Цель и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности системы мониторинга и управления состоянием технологических объектов ГТС посредством комплектования локальных и глобальных методов диагностирования в единую систему с применением транкинговых телекоммуникационных средств связи и создание для этого соответствующих методов, моделей и алгоритмов, а также программно-аппаратного и методического обеспечения.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ особенностей ЕСГ РФ, как объекта диагностирования и управления ТС, исследование видов и причин дефектов в ней.

2. Исследование современного состояния ТД в области существующих методов и средств неразрушающего контроля ТО ГТС.

3. Анализ возможностей современных телекоммуникационных систем и транкинговых средств связи в аспекте создания на их основе системы мониторинга состояния структурных элементов ЛЧМГ.

4. Разработка концепции системы управл:ния обслуживанием ТО ГТС на основе комплексирования эффективных методов обнаружения дефектов средствами телекоммуникаций.

5. Разработка методологии непрерывной информационной поддержки диагностического обеспечения сети на протяжении всего жизненного цикла.

6. Разработка метода дистанционного зондирования (ДЗ) ТС МГ.

7. Проведение экспериментальных исследований для определения характеристик газового облака, образованного в месте утечки из МГ.

8. Моделирование и анализ чувствительности устройства дистанционного зондирования (УДЗ).

9. Расчет массового расхода газа и' моделирование профилей концентрации стравливаемого метана из объектов МГ.

10. Создание аппаратно-программного комплекса лазерного зондирования дефектов МГ.

11. Разработка системы мониторинга и управления состоянием технологических объектов ГТС на основе транкинговых средств связи.

12. Разработка методов валидации данных и калибровки измерительного оборудования с целью повышения достоверности результатов диагностирования технологических объектов ГТС.

13. Разработка методического обеспечения для обследования протяженных участков МГ.

14. Апробация и внедрение результатов работы в газотранспортную отрасль.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода и методы общей теории систем и технической диагностики, теории математического и диагностического моделирования, теории чувствительности и возмущений, теории оптимизации и методы математического программирования, теории управления, вероятностей и математической статистики, теории нечетких множеств, нейронных сетей, распознавания образов и принятия решений, методы численных и экспериментальных исследований, методы построения телекоммуникационных систем и методы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна результатов работы. Главным научным результатом является разработка концепции создания телекоммуникационной системы мониторинга состояния объектов ГТС, развитие идеологии и научных основ технической диагностики.

При этом в диссертационной работе были получены следующие новые научные результаты: 3

системного анализа предложена классификация современных методов и средств НК и ТД, отличающаяся от известных критериями сравнения, соответствующими особенностям объектов ГТС.

2. Разработана концепция системы управления ТС ГТС, отличающаяся комплектованием эффективных инструментов обнаружения дефектов на основе интеграционных возможностей транкинговых средств связи.

3. Разработана методология диагностического обеспечения объектов сети которая отличается предложенной в работе технологией непрерывной информационной под держки на протяжении всего жизненного цикла, на основе устройства ДЗ и с применением ТСС.

4. Разработан метод ДЗ подстилающей поверхности, основанный на лазерной локации утечек газа. Отличительная особенность метода заключается в использовании гелий-неоновой лазерной установки, работающей на двух длинах волн. При этом один из лучей установки имеет длину волны, соответствующую максимальному коэффициенту поглощения метана.

5. Разработаны метод и программа экспериментальных исследований характеристик газового облака, образованного в месте дефекта ЛЧ МГ на основе измерения концентрации метана. Метод базируется на экспоненциальных зависимостях мощности излучения возвращаемого на приемник. В отличие от известных методов учтено влияния коэффициента отражения от подстилающей поверхности, закона квадрата расстояния и флуктуации расстояния (высоты полета). Корреляционная обработка сигналов позволяет повысить вероятности выделения или исключения предполагаемой утечки газа.

6. Разработана математическая модель УДЗ, отличающаяся от известной учетом влияния коэффициента отражения от подстилающей поверхности. Это позволяет исследовать чувствительность системы и осуществляв регулировку электронной части лазерной установки производя ее настройку и юстировку непосредственно перед применением по назначению

7. Получены выражения для вероятностей пропуска дефектов и ложной тревоги рассчитываемые при различных значениях мощности зондирующгго излучения. Подтверждено предположение о пуассоновском законе распределения отсчетов, регистрируемых локатором

8. Для определения величины массового расхода метана из ЛЧ МГ разработана модель в виде двухслойной нейронной сети с прямой передачей данных. Отличительной особенностью модели является учет различных условий дистанционного зондирования (скорости ветра, температуры окружающей среды, характеристик подстилающей поверхности расстояния от трека зондирования до газопровода, давления и температуры транспортируемого метана диаметра стравливающего отверстия).

9. Получено расчетное выражение для компьютерного моделирования профилей концентрации стравливаемого газа, которое позволяет учитывать климатические условия интенсивность сепарации частиц и высоту подъема газового облака над местом дефекта

10. Разработаны структура и алгоритм мобильного аппаратно-программного комплекса ДЗ, который в составе бортового оборудования летательного аппарата (самолета, вертолета и др.) может осуществлять оперативный мониторинг МГ. В отличие от известных в комплекс включены средства фото-, видеонаблюдения, приемник глобальной спутниковой системы позиционирования, которые позволяют получать полную информацию о характере и месте дефекта на МГ, и транкинговые средства связи, для оперативной передачи информации в цента сбора и обработки. 1

11. Для повышения эффективности автономной бортовой автоматизированной системы РеГ™РхТИ И °браб0™И ланных Р»Работаиа кластерная модель распознавания утечек метана из ЛЧ МГ от фоновой концентрации газа, отличающаяся использованием аппарата нечетких множеств для формализации эюпертных знаний.

12. Разработана система мониторинга и управления ТС объектов сети на основе ТСС Новизнои является объединение в едином пространстве территориально разнесенных информационных и измерительных ресурсов для организации централизованного управления диагностическим обеспечением, обслуживанием и ремонтом ЕСГ РФ.

13. Для оценки валидности данных разработан метод сравнения результатов косвенных дистанционных измерений параметров газового облака с измерительной информацией, полученной прямыми гамерениями с помощью мобильных газоанализаторов непосредственно в месте модельной утечки.

14. Разработана методика калибровки и соответствующие средства автоматизированной обработки и интеллектуализации измерительной информации для снижения систематической погрешности и повышения достоверности получаемых УДЗ данных.

15. Разработано методическое обеспечение, которое в отличие от известных позволяет заложить на стадиях проектирования и строительства требуемую контролепригодность ТО ГТС и организовать эффективное оперативное обследование протяженных участков МГ.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что разработанные в ней методология и система мониторинга позволяют, автоматизировать процесс сбора, обработки и визуализации информации, оценивать объемы утечек метана в реальном масштабе времени и, на этой основе осуществлять оперативное диагностирование и управление ТС технологических объектов ГТС, посредством принятия необходимых мер по устранению и предотвращению утечек.

Внедрение разработанной системы, методов, моделей, алгоритмов, аппаратно-программных средств и методического обеспечения направленно на решение задач эффективной и безаваришой эксплуатации ЕСГ РФ.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, алгоритмы, программно-аппаратный комплекс и методическое обеспечение использованы при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, Государственный контракт № 14.740.11.0068 от 6 сентября 2010 года по теме: «Разработка методов и аппаратурных средств лазерно-информационной технологии мониторинга газотранспортных объектов», шифр заявки «20101.1-122-084-032», а также в рамках хоздоговоров № 177-08-Ю/ВОУ/В22-2523Ю от 31.08.2010г. по теме «Оказание услуг по проведению экспертизы эмиссии метана из крановых узлов на соответствие требованиям СТО Газпром 031-2007 и обработка результатов с использованием информационных технологий» и № 013/04/JI от 2 июня 2004г. по теме «Создание трех лазерных локаторов для комплекса обследования магистральных газопроводов».

Основные результаты диссертационной работы внедрены в ООО «Газпром-трансгаз-Сургут», в ООО «ЛИТТ» при ТГУ, в центре лазерных технологий СурГУ, а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики на кафедре «Радиоэлектронных и телекоммуникационных устройств и систем» и Сургутского государственного университета на кафедре «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Внедрение результатов диссертациэнной работы в газотранспортную отрасль и учебный процесс вузов подтверждено соответствующими актами внедрения.

Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты с 2000 по 2011 годы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-практических конференциях: ХШ и XIV научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Судак, 2001, 2002), Межвузовская конференция молодых ученых. «Научная молодежь-XXl веку» (Сургут, 2001), The International Conference «Lasers 2001» (Tucson, Arizona, 2001), The 7-th, 9-th Russia-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies (Tomsk, 2004,2008), IV научно-практическая конференция «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий» (Сочи, 2007), III и VI Всероссийская научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инноватика» (Томск, 2007, 2010), Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (Турция, 2008), XVIII Международная конференция-выставка «ИТО-2008» (Москва, 2008), XV Всероссийская конференция «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 2008), научно-техническая конференция «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий» (Сочи, 2008), V Всероссийский конгресс женщин-математиков (Красноярск, 2008),

Международный симпозиум «Надежность и качество» (Пенза, 2008-2011), Международный форум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (Египет, Шарм-эль-Шейх, 2009), научно-техническая конференция «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий» (Сочи, 2009), Международная научно-техническая конференция «Аэрокосмические технологии в нефтегазовом комплексе» (Москва, 2009), IX Международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2010), Международная научно-практическая конференция «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий» (Сочи, 2010, 2011).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 66 работ, в том числе 1 монография, 3 учебных пособия, 29 статей, из них 17 в изданиях из перечня российских рецензируемых научных журналов рекомендованных ВАК.

Получены 1 патент на полезную модель и 1 свидетельство об официальной регистрации программы доя ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав с выводами, заключения, списка использованной литературы, состоящего из 291 наименования, и приложений, включающих в себя акты внедрения.

Основные научные результаты, выпоенные на защиту:

1. Классификация методов и средств НК и ТД технологических объектов ГТС.

2. Концепция построения системы управления ТС объектов ГТС.

3. Методология диагностического обеспечения МГ на протяжении всего жизненного цикла.

4. Система мониторинга и управления ТС объектов сети на основе ТСС.

5. Структура, метод, модель и алгоритм УДЗпо идентификации дефектов МГ.

6. Алгоритм экспериментальных исследований характеристик газового облака в месте дефекта ЛЧ МГ и расчетное выражение для компьютерного моделирования профилей концентрации стравливаемого газа.

7. Двухслойная нейронная сеть для определения величины массового расхода стравливаемого газа и нечеткая кластерная диагностическая модель распознавания утечек метана из МГ, а также выражения для моделирования вероятностей пропуска дефектов и ложной тревоги при идентификации утечек газа.

8. Методы оценки валидности данныхи автоматизированной калибровки информационно-измерительного тракта локатора.

9. Методическое обеспечение процессов контролепригодного проектирования, строительства и обслуживания JI4 МГ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, описана ее краткая характеристика изложены цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представляются основные научные результаты, выносимые на защиту, а также показана логическая связь глав диссертационной работы.

Первая глава диссертации содержит характеристику современного состояния газотранспортной отрасли РФ и анализ особенностей сети МГ как сложной системы.

Отмечается, что традиционный способ поддержания работоспособности газопроводов с помощью капитальных ремонтов необходимо заменить выборочным «точечным» ремонтом элементов и участков МГ по результатам полного комплексного диагностического обследования. В связи с этим появился комплекс научно-технических проблем по обеспечению надежности и устойчивости работы газопроводов. Основным направлением деятельности для решения этих проблем является развитие и создание новых методов и средств диагностирования технического состояния МГ.

Предложен подход к диагностированию МГ, отражающий комплексный характер проводимых исследований, их состав, порядок выполнения, и э тапы оценки ТС. Приведен анализ существующих устройств и методов НК и ТД газопроводов, используемых при диагностировании ТС МГ, которые отличаются принципом действия, областью применения и

техническими характеристиками Показано, что метрически, в смысле масштабов охвата географи«кской территории прокладки газотранспортной сети, все методы условно можно разделить на методы локального (наземные) и глобального (авиационные, космические) диагностирования.

Анализ традиционных методов диагностирования показал, что они позволяют получить лишь частные параметры тех или иных дефектов и не обеспечивают получения общего объема необходимой информации о состоянии протяженных участков ГТС и динамики их изменения. Главный же недостаток этих методов состоит в локальности их применения, что делает их малоэффективными, когда необходимо осуществить мониторинг на протяженных и труднодоступных участках газопроводов в отсутствие развитой сети коммуникаций.

Более эффективными, с точки зрения оперативности обследования протяженных участков магистрали, являются аэрокосмические методы, которые с помощью различных летательных аппаратов (ЛА) могут дистанционно осуществлять мониторинг подстилающей поверхности средствами фото-, видеонаблюдения, а так же устройствами тепловизионного, радиолокационного или лазерного зондирования. Для обеспечения надежной и экологически безопасной эксплуатации МГ предложена классификация и сравнительный анализ дистанционных АКМ оценки ТС газотранспортной системы, который позволил сделать вывод о необходимости введения дополнительных диагностических признаков и разработки методов обработки данных производственного мониторинга МГ, позволяющих повысить достоверность оценки ТС газопроводов.

Имея преимущества по основным технико-эксплуатационным характеристикам, наиболее интенсивно развиваются методы лазерной локации, которые способны быстро и эффективно обнаруживать утечки газа из МГ с борта J1A. Однако, обладая бесспорным преимуществом по масштабам охватываемой территории, глобальные АКМ уступают локальным мобильным и стационарным средствам диагностирования по точности и достоверности получаемой информации о характере и месте дефекта.

Таким образом, возникает научная проблема объединения методов и средств локального и глобального диагностирования в единую систему мониторинга состояния объектов ГТС и получение, на этой основе, эмерджентного эффекта. Решить эту проблему позволяют передовые достижения в области телекоммуникаций, в частности использование сети ТСС, которые служат объединяющим звеном деятельности всех предприятий газотранспортной отрасли, предоставляя оперативную связь и передавая технологическую информацию между основным персоналом и ремонтно-восстановительными бригадами газотранспортного предприятия.

С учетом результатов проведенного анализа сформулирована цель и поставлены задачи диссертационной работы.

Во второй главе предложена концепция системы мониторинга и управления ТС объектов сети, отличающаяся комплексированием эффективных локальных и глобальных методов и инструментальных средств обнаружения дефектов на основе интеграционных возможностей ТСС. Система строится так, чтобы сбалансировано дополнять существующие и разрабатываемые сети связи, охватывая с различной плотностью значительную часть территории РФ, с местами прокладки МГ. При построении системы выбрана ориентация на цифровые методы передачи информации в соответствии с требованиями стандарта TETRA, разработанного Европейским Телекоммуникационным Институтом Стандартов

Очевидно, что эффективность нефтегазового предприятия во многом зависит от своевременного и оперативного получения необходимой информации для организации управления производством Современные транкинговые системы являются действенными средствами для решения этих задач

Целесообразность внедрения транкинговых средств в систему мониторинга ГТС обусловлена объективными преимуществами: многозоновым покрытием обслуживаемых территорий; повышенной производительностью; качеством сигнала; оперативностью; надежностью; защищенностью от несанкционированного доступа; наличием беспроводной телефонии и телеметрии; дополнительными сервисами.

Новизной является объединение в едином пространстве территориально разнесенных информационно-измерительных ресурсов, систем и сетей, основных элементов наземной и аэрокосмической инфраструктуры транкинговой радиосвязи и абонентских радиостанций, средств диагностирования и позиционирования, расположенных на различных носителях и обеспечение централизованного управления данными ресурсами в целях повышения эффективнш работы ЕСГ России (рис.2).

Рис. 2. Обобщенная схема системы мониторинга ТС объектов ГТС, где КЛА - космические летательные аппараты; АЛА - авиационные летательные аппараты; ПАК «ЛУГ» - программно-аппаратный комплекс; НПБ - наземные передвижные бригады; ОК - оптический канал ВОЛС - волоконно-оптический канал; РРС - радиорелейная связь; РТС - радиотелефонная связь; СС - спутниковая связь; GSM - мобильная связь; GPRS - мобильный интернет; ГТЦ - главный телекоммуникационный центр; ЦПР - центр принятия решений; ИАЦ - информационно-аналитический центр' ЦУНС - ц ентр управления наземной сетью; ЛВС - локальная вычислительная сеть; ККУ -комплекс контроля и управления; КС - комплекс сопряжения; ССС - станции спутниковой связи; КРРС - к омплекс радиорелейной связи; ТМС - телеметрические станции; ЦУКОГ - це нтр управления и контроля орбитальной группировкой

В состав системы мониторинга ТС МГ входят четыре основных сегмента:

• объект диагностирования - газотранспортная система, представляющая собой сеть 1, 2-х... и 6-ти ниточных МГ, отводов, компрессорных установок, подземных газохранилищ и других сооружений;

• аэрокосмический сегмент - космические и авиационные летательные аппараты, оснащенные бортовым пилотажно-навигационным и другим оборудованием;

• пользовательский сегмент - аппаратура, представляющая собой средства глобального и локального диагностирования оснащенные разнообразными видами приемоиндикаторов, а также телекоммуникационными устройствами осуществляющими прием и передачу информации по различным каналам связи;

• наземный сегмент - основные и телекоммуникационные территориально разнесенные центры управления, станции сопряжения, стационарные и мобильные пункты, предназначенные для накопления и передачи всех видов информации, включая телеметрическую, позиционную, осуществляющие планирование и контроль работы целевой аппаратуры.

В главе приводится классификация, технические характеристики и функциональные возможности основных сегментов телекоммуникационной системы мониторинга объектов ГТС. На рис. 3. представлена схема пользовательского сегмента телекоммуникационной системы, содержащая средства глобального и локального диагностирования используемые для осуществления мониторинга ТС ГТС, а также GPS приемники и основные устройства транкинговой связи, позволяющие осуществлять прием и передачу информации по различным каналам связи.

Дефектоскоп Д6онентский GPS e JBf и терминал

^ эз Г .11 Локальные ерю«*» ¿швШт лиа'ншлнрунаиии, ,SBn}iwft нешцмоннровани» н передач« мнформаннк Вмдеотнллекои _

Mmiiumwii irp.Myiia.i >

передачи инфсимацим

iiioMMymop

предприятии

Термины I

лнс»е1чера |

Траыктшговин ССТ

i октальные Ч?-"* лиашосгнрип иошционирои'/нн

Глооальнан сен.

Сервер ЛО

Пользовательский сегмент

Рис. 3. Пользовательский сегмент телекоммуникационной системы мониторинга

Достоинство системы мониторинга и управления ТС объектов ГТС на основе ТСС состоит в том, что она позволит организовать и автоматизировать процесс сбора и обработки информации с территориально распределенной сети газотранспортных и подвижных объектов, оснащенных средствами диагностирования и приемо-передающими устройствами, использующими различные каналы связи, с одновременным отображением на электронной карте текущего положения и состояния объектов.

Основной задачей комплексного диагностирования газопроводов является своевременное выявление изменений его ТС с использованием технологии непрерывной информационной поддержки на протяжении всего жизненного цикла: при условии взаимодействия с окружающей средой, оценкой остаточного ресурса, выбором наиболее эффективных методов диагностирования и средств оперативной передачи информации для обеспечения безопасной эксплуатации и надежной работы ГТС.

Предлагаемая технология предполагает переход от проверки и оценки запасов прочности и работоспособности газопроводов к проверке его исправности на стадии эксплуатации и ремонта. При этом появляется возможность перейти от календарно-плановой технологии обслуживания и ремонта к более эффективной технологии обслуживания МГ по фактическому состоянию, что позволит реализовать надежностно-ориентированную технологию проектирования, строительства, эксплуатации, ремонта или реконструкции МГ.

В основе технологии лежит методология диагностического обеспечения объектов сети УДЗ с применением средств мобильной радиосвязи, которая в свою очередь поддерживается автоматизированной системой обработки и регистрации данных. Возможность непрерывного и глубокого исследования объектов ГТС средством ДЗ на предмет выявления дефектов, служащих причинами отказов и предвестниками аварий, позволяет своевременно принимать

эффективные меры по их устранению и предотвращению, а также принимать решения о дальнейшей эксплуатации МГ.

В третьей главе сформулированы требования и разработан метод дистанционного зондирования ТС объектов ГТС, который в свою очередь положен в основу технологии непрерывной информационной поддержки диагностического обеспечения МГ на протяжении всего жизненного цикла.

Разработка метода началась с создания математической модели (ММ) мобильного УДЗ позволяюпей исследовать влияние коэффициента отражения (КО) от подстилающей поверхности на структуру лазерного локатора, а также решающая проблемы регулировки и настройки электронной части устройства применяемого для диагностирования ТС МГ. Учет влияния КО для реальных поверхностей, обладающих в той или иной мере как зеркальным, так и диффузным отражением, необходим для разработки основных узлов локатора с улучшенными технико-экономическими и эксплуатационными характеристиками, а также для контроля загазованности метаном атмосферы вблизи газопровода.

Принимаемая мощность отраженного сигнала Р рассчитывалась с учетом коэффициента

РАТ2(Ю

усиления оптической системы газового лазера, согласно уравнению Р = —--(¿I + к2), где

Л

Р0 - м ощность зондирующгго сигнала; А - площадь приемного зеркала; Л - расстояние от локатора до поверхности земли; Т(Я) - прозрачность слоя атмосферы протяженностью /?; к, -КО атмосферы на трассе лазерного луча длиной 2К, к]-КО исследуемой поверхности.

Для получения информации о кг, необходимо сначала на одном и том же расстоянии провести калибровку локатора п о двум эталонным мишеням, т.е. определить коэффициент, зависящий от параметров локационной установки, а затем на требуемых расстояниях с

помощью одного эталона определить к2 = —— к,, и / =—-———, где А,, Ь2 Ь„ -

" ¿(Л, -Д2)

отношения отраженного и опорного сигналов для первой и второй эталонных мишеней и исследуемой поверхности соответственно; Д,,Д2 - КО эталонных мишеней (в процессе эксперимента за эталон была выбрана поверхность листа ватмана); /„ - коэффициент, зависящий от параметров локационной установки.

Величина прозрачности атмосферы Т(Я), зависящая от коэффициента ослабления дымкой в приземном слое атмосферы и метеорологической дальности видения, так же учитывалась при расчетах Т(Щ = ехр (-0,782 №„), где 0,782 Д/5„ - коэффицигнт ослабления дымкой в приземном слое атмосферы для Я=3,39мкм.

Было установлено, что при мощности излучения от 10 до 15мВт, апертуре приемного зеркала телескопа диаметром 300мм и высоте полета вертолета 80м, мощность отраженного сигнала, попадающего на фотоприемник, лежит в пределах от 0,1 до 1x10"^ Вт, в зависимости от величины КО земной поверхности £¿=(0,1... 1).

В реальных условиях, большое влияние на мощность регистрируемого сигнала оказывает тип подстилающей поверхности, в связи, с чем необходимо учитывать индикатрису рассеяния излучения подстилающей поверхности. На рис. 4 приведены индикатрисы рассеяния для трёх основных типов подстилающих поверхностей с диффузным, зеркальным и смешанным отражением, которые показали, что для диффузно отражающей поверхности излучение рассеивается по всем направлениям с одинаковой интенсивностью, для зеркальной поверхности характерен тонкий максимум в направлении рассеяния. Для поверхности смешанного отражения - имеется максимум и участок, где коэффициент отражения меняется незначительно.

В качестве образцов подстилающих поверхностей использовались три класса природных образований (обнажения почвы, растительный покров, снег и др.), а также некоторые строительные материалы (бетон, асфальт и др.). Измерения зависимостей КО от направления зондирования показали, что чаще всего у подстилающих поверхностей наблюдается смешанное отражение, т.е. одновременно зеркальное, и диффузное, причем в зависимости от структуры поверхности одно из них может преобладать над другим, примером таких поверхностей могут служить снег, асфальт, кирпич.

диффузное

зеркальное отражение

отражение

Рис. 4, Индикатрисы рассеяния подстилающих поверхностей

Полученные результаты послужили исходными данными для разработки математической модели мобильного УДЗ объектов МГ, структурная схема (рис. 5) которой представлена в виде передаточной функции системы автоматического управления (САУ).

Для решения проблемы регулировки электронной части УДЗ исследовались спектральные оптические свойства распространения лазерного излучений в газовой среде.

Объем угечки

0)

Флуктуация излучения

к. к, 5

7:5 + 1

(г^+^+О

т.

, >

/

к,!

Зондирующий луч

у(1)

к, (г,Л-+1) ■- к, (г,Л'+1X7;,у+1) к, (г^+1) |

Г.У + 1

к«

Отраженный луч

Рис. 5. Структуртя схема устройства дистанционного зондирования

Рис. 6. Изменение интенсивности мощности лазерного излучения

На графике (рис. 6) показана зависимость интенсивности мощности лазерного излучения Е для двух длин волн Я/ и Лг от концентрации газа с на фотоприемнике локатора, где Л/ -измерительный, а Яг - эталонный канал. Режим работы САУ задается в т. М, согласно значению функции отклика устройства, здесь М - точка равенства интенсивности принимаемого

излучения при определенной концентрации газа.

Так как излучения лазеров имеют разную расходимость и его сложно совместить, необходимо учитывать, влияние вектора коэффициента отражения Е, (I), значение которого зависит от свойств подстилающей поверхности, изменения по времени и влияние коэффициентов рассеяния каналов Кий) и Ка(1) Тогда мощность излучения лазеров на длинах волн Я1 и Л] на входе фотоприемников определяется из выражения:

( Р. + Л Р ) '2

Е, = АК ' хехр(-2с11с(Н + АЯ))х ]к, (г)Л,

где 8РI - флуктуация мощности; А - коэффициент преобразования оптического сигнала в электрический (одинаков для обоих каналов); с/, - коэффициенты ослабления излучения в метановом облаке на длинах волны Л/в/=1,5 атм"'см-') и Х2(а2= 9,8 атм''см''); Л - высота зондирования; АЛ - флуктуация К; т]„ер - коэффициент пропускания оптической системы.

В основе метода оценки концентрации стравливаемого газа (метана) в вертикальном и горизонтальном сечении газового облака из МГ, лежат известные математические выражения расчета рассеивания газообразных и аэрозольных примесей в атмосфере. Максимальное

с _ АМГтп ц/ л

значение приземнои концентрации газа ст определялось из выражения: 7 г 4 ' 1,

где Я — высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников принимается #=2м); М — расход выбрасываемого в атмосферу вещества; АТ=Т,-Т„ — разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха; К/ — полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы МГ; А - климатический коэффициент {для территорий РФ севернее 52° северной широты равен Л=160); - величина коэффициента, учитывающего сепарацию частиц; К -величина приземной концентрации газов; тип,- значения коэффициентов учитывающих подъем факела над трубой.

В работе проведены расчеты распределения концентрации вытекающего из МГ газа в трехмерном случае сху1=ст(х,у,1), с целью построения и оценки изолиний распределения концентрации стравливаемого газового облака (рис. 7).

Рис. 7. Распределение концентрации в сечении газового облака плоскостью лег при 1>=2м/с

По изолиниям ст можно оценить геометрические размеры контура газового облака, зависящие от условий истечения метана в атмосферу, скорости ветра, а также от порога чувствительности локатора, в пределах которых устройство регистрирует выброс. Полученные результаты распределения концентраций газа в трехмерном случае позволили оценить величину сигнала, получаемого в зондирующем локаторе, в зависимости от условий прохождения лазерного луча сквозь облако таза. Что в свою очередь позволило оптимизировать условия зондирования локатором возможных утечек газа при облете МГ.

Разработанный метод расчета также является основанием для создания модели, позволяющгй восстановить распределение концентрации газа в трехмерном случае по результатам зондирования локатором газового облака выброса, что дает возможность

количественной оценки утечки газа. Значение концентрации стравливаемого газа при его утечке из МГ через отверстие диаметром О определялось по формуле:

фг,у,г)=г(у) ст 5х(х,у) г, V), где фу,г) - концентрация газа в точке с координатами

/-(V) - функция, учитывающая влияние скорости ветра V на максимальное значение приземной концентрации газа; З^х,у) - функция, учитывающая распределение приземной концентрации газа вдоль оси облака выброса (ось х); 5у{х,уу) - функция, учитывающая распределение приземной концентрации газа поперек оси облака выброса (ось у)\ Б^х.гу) -функция, учитывающая распределение концентрации газа по высоте облака выброса (осьг).

Максимальное значение приземной концентрации газа при условии Д7М) (температура газа в трубе МГ приблизительно равна температуре атмосферного воздуха) определялось из , АМп

формулы ст =-77— К, где величина приземнои концентрации газов определяется как

/з

Н

D

К - " , а объемный расход газа из газопровода у _

8-к '

К-Р1 4

Средняя скорость вытекания газа из МГ в атмосферу через достаточно скругленное отверстие площадью 5 определяется на основании уравнения | 2/ р0 Р\ } / . гДе р/нро-

1 г ¿=1

2 Г р0 1- г

у ''0 ,'oj

атмосферное давле ние и давление газа в трубе; ро - плотно сть газа в трубе; у - пок азатель адиабаты (для метана >-=1,33). Массовый расход газа определяется из выражения:

г-г

2 Г РО 1- 'РЛ Г

А)

где р1- плотность газа в атмосфере.

Для задач обнаружения и определения величины утечки газа из МГ с помощью локатора представляет интерес величина Сху, представляющая собой проинтегрированную по высоте Л

А

концентрацию метана в облаке газового выброса С^(х,у) = ^с(х,у,г)ск.

о

Приведенная к единице высоты величина С*(х,у) = С/ И представляет собой усредненное количество стравливаемого газа, содержащееся в слое толщиной 1м. Результаты расчетов С* (х, у) содержащейся в приповерхностном слое толщиной 1м и высотой й=50м, для диаметра отверстия в МГ 2>=3 мм и значении скорости ветра у=2м/с, приведены на рис. 8.

кониБктрэцт принеси (ррт'м) . Функция отктэ привода при пертенджупярном пересвчениифэмепв

150 200

горизонтальная ось X, совпадающею с осью фашпа (м)

Рис. 8. Изолинии величины концентрации стравливаемого газа Cha(x,y)

20 40 60 ВО !0О 120 140 160 1Р0 200 горлзохтапьчай осъх. совпаАающэю с осью фечелэ iv)

Рис. 9 Функция отклика локатора ут =10м

Функция отклика локатора определялась при условиях пересечения зондирующим лазерным лучом локатора газового облака в направлении перпендикулярном оси факела (вдоль

оси у) и рассчитывалась как С*(х) = | С^(х,у)ф>, где ут- величина пределов интегрирования,

-у»

определяется в зависимости от величины порога чувствительности локатора. На рис. 9 приведены результаты расчетов функции отклика локатора на облако выброса газа, проведенные для диаметра отверстия в трубе 1мм и значения скорости ветра 5м/с, которые позволили определить оптимальный диапазон расстояний от газопровода до точки зондирования лазерным лучом 30-40м при полетном поиске утечки газа

Натурные эксперименты по рассеянию газового облака в окрестностях МГ были реализованы на основе методики формирования заданной концентрации метана. Баллон, являющийся источником природного газа (давлением Затм) размещался на ровной песчаной поверхности размерами 100x100м2, определялись направление и скорость ветра в приповерхностном слое атмосферы. Газ истекал из трубки с отверстием диаметром Змм, которая была расположена на высоте 2см над поверхностью земли.

Параметры шлейфа газового облака определялись с помощью специального измерительного стенда, основой которого являлся портативный измерительный прибор - детектор метана, позволяющий измерять концентрацию природного газа в воздухе, в диапазоне 20-10000ррш, и определять контуры шлейфа газового облака по уровню 20ррт. Полученные результаты усреднялись за время 1=10мин. В результате эксперимента при скорости ветра 3-г 6м/с, были получены параметры шлейфа газового облака, представленные на рис. 10.

Результаты расчетов позволили построить изолинии облака (факела) газа из одного и того же отверстия при разных скоростях ветра (рис. 11): распределения концентрации истекаемого газа вдоль оси облака выброса (ось х); распределения концентрации метана по высоте облака выброса (ось г); распределение концентрации примеси в сечении газового облака, совпадающей с осью факела. __ . . . ___

Рис. 11. Принцип обнаружения утечки газа из МГ, трехмерный случай

В результате проведенного натурного эксперимента, была разработана методика измерения и оценки концентрации стравливаемого газа из МГ, которая базируется на известных экспоненциальных зависимостях мощности излучения, возвращаемого на фотодетектор. При этом существующие методики измерения концентрации метана были уточнены за счет учета влияния КО подстилающей поверхности, закона квадрата рхстояния и флуктуации расстояния.

В основе компьютерной модели лазерного локатора лежит лидарное уравнение, рассчитываемое по методу дифференциального поглощения и рассеяния (ДПР), позволяющее определить мощность Р регистрируемого сигнала. За сигнал локатора принимается значение отношения мощностей лазерного излучения на длинах волн Л, и Я2 с сильным и слабым поглощением в метане, соответственно, Р(Х,Н) = Р0К: А(Я)Т(\,Р)р/Нг, где Р(Х,Я) - мощность

отраженного излучения; Ро - выходная мощность лазера; Кх - постоянная локатора; А(И) -эффективная площадь телескопа локатора; Я - высота зондирования; р - коэффициент отражения от подстилающей поверхности. Множитель Т(Х,Н), учитывает величину поглощения излучения метаном атмосферы на длине волны лазерного излучения и содержит в себе информацию о концентрации газа

при этом коэффициент поглощения лазерного излучения определяется как к(Х,И) = &ф(А.,й)+ М(И)ап(к), где £ф(Х,й) - коэффициент ослабления атмосферы на длине

волны лазерного излучения; X - длина волны излучения лазерного локатора; А - высота над подстилающт поверхностью; Л'(А) - концентрация молекул метат; а„(Х) - сечение резонансного поглощения молекул метана. Расчет отношения мощностей излучения лазеров проводят по формуле:

где Р(ЛьЛ), Р(Л2^?) - мощности отраженного излучения на длинах волн Хь Хг со слабым и сильным поглощением в метане, соответственно; Ро\, Рог- выходные мощности лазеров с излучениями на длинах волн со слабым и сильным поглощением в метане; /Сц, Кц -постоянные локатора для лазеров, излучающих на длинах волн Х|, Х2; р2 - КО от подстилающей поверхности для лазерного излучения на длинах волн Ль Яг; Кк\,К), ЫЬМ) -коэффициенты поглощения лазерного излучения на длинах волн Х|, Хг.

При расчете коэффициента поглощения лазерного излучения к(к,И) концентрация метана Л'(Л) усредняется по площади сечения лазерного луча на высоте А, коэффициент к$(к,И) принимают равным нулю, так как ослабление атмосферы на используемых длинах волн ничтожно мало; а„(Х) - постоянная величина, зависящая только от длины волны лазерного излучения X. Отношение мощностей лазерного излучения Р<>2КиРг1Ра\К\\Р\ можно принять равным единице, поскольку постоянные параметры лазеров, применяемых в локаторе, приблизительно равны. Тогда выражениг для дифференциального поглощения и рассеяния можно переписать в виде

На основе компьютерной модели локатора проведены численные расчеты мощности отраженного сигнала на фотодетекторе для двух линий поглощения Х| и Хг лазерного излучения при различных модельных ситуациях: в первом случае задавались различные значения коэффициентов отражения; во втором - различные значения средней концентрации метана.

Анализ зависимостей (рис. 12) мощности сигнала от расстояния зондирования для Х1 и У-г и двух значений средней концентрации молекул метана ,А/|=50ррт и N1-1 ООррт показал, что мощность сигнала убывает с увеличением расстояния от подстилающей поверхности при зондировании. На основе приведенных зависимостей было определено, что максимальная высота полета летательного средства при зондировании трассы МГ, при которой сигнал

лазерного локатора не выходит за пределы динамического диапазона фотодетектора, составляет 50-60м, что, в свою очередь, является предельной нижней границей высоты и, следовательно, допустимой дистанцией зондирования для заданных параметров системы. Предел чувствительности фотодетектора лазерного локатора составляет 10"11 Вт.

В реальных условиях, одной из проблем лазерного зондирования является резкое увеличение сигнала при переходе лазерного луча на зеркально отражающую поверхность, что приводит к «засветке« фотодетектора, т.е. выходу за пределы динамического диапазона. Конструктивным решением этой проблемы является расположение оптической приёмной системы локатора под некоторым углом <р к оси лазера. Для зеркального и смешанного типов поверхности это решение позволит уйти от максимума индикатрисы ра;сеяния на склон.

Был проведен расчет зависимости мощности отраженного сигнала на фотодетекторе Рф от угла (р между осью лазера и направлением наблюдения для случаев зеркального и смешанного типов подстилающей поверхности (рис. 13), который позволил выбрать при конструировании лазерного локатора величину угла между осями лазера и приёмной системой, необходимую для предотвращения нежелательной засветки фотодетектора.

70 » 50 100

1 4;.....

•—•

12-.....

. 0.8

СО

I

-о а»

\

1 ■ зеркально отражающая поеерхность

2 - поверхность смешного отражения

р-0.053

¡и

02

V

К. и

0.4 0.6

ф, градус

08

Рис. 12. Зависимость мощности сигнала на фотодетекторе от расстояния зондирования

Рис. 13. Зависимость мощности сигнала на фотодетекторе от угла <р между осью лазера и направлением наблюдения

В работе были проведены расчеты мощности сигналов на фотодетекторе с учетом наличия утечки газа из МГ при следующих условиях: направление скорости ветра перпендикулярно газопроводу, трасса зондирования проходит вдоль газопровода на небольшом расстоянии х0 от трубы с подветренной стороны На рис. 14 приведены значения мощности Рф отраженного сигнала на фотодетекгоре вдоль трассы зондирования для двух линий поглощения \\ и Хг лазерного излучения при утечке метана из МГ.

В связи с тем, что излучения лазеров на длинах волн л. | и Х2 имеют различную расходимость, при этом оба излучения сложно совместить, отраженные излучения каждого канала зависят от характера подстилающей поверхности, и будут иметь разные значения мощности в один и тот же момент времени

Значения отношения мощностей Р2/Р1 сигналов ДПР вдоль трассы зондирования для двух скоростей ветра 1м/с, 3м/с при прочих равных условиях показали (рис. 15), что с увеличением скорости ветра максимум отношения мощностей уменьшается. Изменение значений мощностей сигналов на фотодетекторе и ДПР вдоль трассы зондирования обусловлено пространственным изменением концентрации метана в исследуемой области. Проведенные расчёты позволяют вырабатывать рекомендации для полёта летательного средства при заданной скорости ветра.

14г

са 128 6 4 2

......./г/

\ {

-г о г

У, м

Рис. 14. Значения мощности сигнала на фотодетекторе при наличии утечки из МГ

Рис. 15. Значения отношения мощностей сигнала на фотодетекторе

Таким образом, был осуществлен выбор оптимальных параметров локатора и разработана модель УДЗ, которая учитывает конструктивные особенности системы локатор - атмосфера (утечка газа) - подстилающая поверхность, которая является основой для разработки программы по определению мощностей и массового расхода утечек газа из МГ.

Для определения величины массового расхода газа М при утечке его из МГ разработана двухслойная нейронная сеть (НС) с прямой передачей данных На вход НС подается оптический сигнал в виде вектора рк с лазерного локатора, рассчитанный методом ДПР.

Элементами вектора р являются значения отношения мощностей излучения

на одной

т.Л)

трассе зондирования с порядковым номером к. На выходе НС получено значение величины массового расхода газа Мм. На схеме (рис. 16) рк, -у-ый элемент вектора//; 1^={И//} - вектор весов 1-го нейрона; - у-ый элемент векторы (V; - взвешенная сумма /-го нейрона;

/(■$■,) = е ',! - передаточная функция нейронов первого (скрытого) слоя; у, - выход /-го нейрона; »={»;} - вектор весов нейрона второго (выходного) слоя; - взвешенная сумма весов

нейрона второго слоя;- передаточная функция второго слоя НС; Оц - выход нейронной сети.

Для выполнения равенства необходимо обучить НС на выборке входных векторов

рк. Основным критерием эффективности обучения является ошибка НС, которая равна [0*-Л4]. Весовые коэффициенты НС рассчитываются квазиньютоновым методом поиска минимума функционала ошибок с использованием метода регуляризации Тихонова.

Выборка входных векторов рк, производилась при различных условиях утечки газа (диаметра отверстия в газопроводе, • Ок направления ветра) и расстояниях от трассы зондирования до МГ. Каждому входному вектору принято в соответствие значение выхода НС Ок равное целевому значению Рис. 16. Схема нейронной сети массового расхода метана Мк.

После обучения работа НС проверялась на контрольной выборке входных векторов рк и соответствующих им целевых значениях М*. Качество НС оценивалось по величине

в'.ч': ¿2 Ш

2 хт

А Щ Л 1 1 1 1 1 1

р)К 5,0

относительного отклонения АМк = (Мк -Ок)1 Мк.. Контрольная выборка сигналов лазерного локатора показала, что относительное отклонение ЛМк лежит в пределах ±2%.

Так как реальный сигнал локатора искажен помехами, природа которых различна: неоднородность подстилающей поверхности; порывы ветра; собственные шумы оптического приемника; изменение диаграммы рассеяния отраженного излучения, при смене типа подстилающей поверхности и т.д., для приближения модельных расчетов к реальным условиям

~к к а

зондирования были использованы искаженные векторы Р, = Р, + АР>> где Дд - случайная величина с нормальным законом распределения и математическим ожиданием равным нулю. Дальнейшее обучение НС осуществлялось на выборке входных векторов р и соответствующим им целевых значений Мк. В результате были обучены две НС для случая с Др/=5% относительное отклонение ДМ*=±20%, при Дд=10% относительное отклонение ДМ=±30%.

Методика расчета, применяемая в данной модели, позволила определить величину массового расхода метана по сигналу лазерного локатора в пределах некоторой погрешности, величина которой зависит от помех, возникающих при приеме оптического сигнала и влияния искажающих факторов, которые учитываются в модели, как случайная величина с нормальным законом распределения. Полученные экспериментальные данные, при зондировании утечек газа в полевых условиях, позволили исключить: неточности применения моделей для расчета концентрации метана в приземных областях атмосферы, ограничения, наложенные методом дифференциального поглощения и рассеяния, и проверить стабильность функционирования нейронной сети.

В работе была исследована чувствительность УДЗ, исходя из требований к достоверности обнаружения утечки газа из МГ. Вероятности пропуска утечки и ложной тревоги, рассчитаны для различных значений мощности зондирующего излучения и расчёте величины вклада факторов мешающих обнаружению сигнала от вытекаемого газа. Из факторов, оказывающих возмущающее воздействие учитывался фон, создаваемый солнечным светом, отражённым от поверхности земли в направлении приёмной оптической системы УДЗ, установленного на борту летательного аппарата. Расчеты производились для самого неблагоприятного случая, когда поверхность земли покрыта белым снегом, небосвод не покрыт облаками, а солнце находится на высох 22° над горизонтом.

Зависимость локаторного отклика газа как функция фокусного расстояния приёмной аппаратуры УДЗ (рис. 17) показала, что при фокусе оптической системы 0,6м из объёма атмосферы длинной Юм вдоль зондируюпего луча лазера вблизи поверхности земли, на высоте 100м от подстилающей поверхности, локатор регистрирует в среднем 18,7 отсчётов за один период.

I 5

0.6 м 18.7

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.10 0.11 Фокус приемной аппертуры, метры

В 30 1

0,8 м

18.3

0 . 04

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.10 0.11 Фокус приемной аппертуры, метры

Рис. 17. Локаторный отклик от газа как функция фокусного расстояния приёмной аппаратуры УДЗ

Рис. 18. Отношение сигнал/шум приёмной аппаратуры УДЗ

При этом отношение сигнала к фону солнечного света будет на уровне 18,3, как это следует из рисунка 22, где этот параметр представлен в виде функции фокусного расстояния приёмной аппаратуры УДЗ.Варьируя фокусное расстояние приемной аппаратуры локатора можно добиться определённого компромисса в габаритах устройства и, что не маловажно, в обеспечении дост аточно свободных требований к постоянству высоты голета вертолета.

Вертикальная черта на рис. 17 и 18 показывает, что при задании вероятное™ ложной тревоги на уровне 10"5 и частоте повторения зондирующих импульсов 20Гц ложное срабатывание будет объявляться в среднем один раз за один час и 20 минут. При этом вероятность пропуска утечки газа составит величину порядка 210".

Расчёты вероятностей обнаружения утечек газа и ложной тревоги УДЗ рассчитанные для различных значений мощности лазерного излучения приведены на рис. 19, данные получены в предположении пуассоновской статистики отсчетов регистрируемых локатором. В результате анализа было получено, что оптимальный диапазон высот применения локатора составляет Уи-110м, при этом мощность зондирующего излучателя измерительного канала равна 15мВт, приведенные значения были заложены в основу создания УДЗ.

Рис. 20. Фазовый портрет сигнала с длительностью посегментной обработки 1мс

Вероятностьлсмсной тревоги Рис. 19. Вероятности обнаружения и ложной тревоги УДЗ

Анализ работы УДЗ в окрестности точки М (рис. 6) показывает наличие регулярных амплитудао-фазовых изменений сигналов, в том числе от утечек газа, для выделения которых в работе использована цифровая обработка. Алгоритм спектрального анализа сигнала в шумах, задается разностью абсолютных фаз выделенных гармоник эталонного и измерительного каналов которые вычисляются соотношениями двух усредненных противоположных соседних отсчетов фаз сигнала в зависимости от длительности посегментной обработки. Результаты анализа, в виде фазовых портретов (рис. 20), демонстрируют эту зависимость.

Посредством выражения Я/ посегментного амплитудного анализа, по методу Данелла,

обрабатывается пакет длиной л/, который разбивается на п; сегментов, результат представлен ¿г

огибающей сигнала ^ _ '*""", где/=1,2...и; п=пг(: пг=п\/гц, лз=50. и

В качестве обнаружителя сигнала УДЗ с использованием амплитудных свойств

используется известная процедура сравнения с порогом результата нахождения

<«

корреляционного интеграла вида Р(т)= |г(/)у(/-г)Л, где у(/-г) - известная форма

о

огибающей сигнала, г (/) - огибающая обработанного сигнала с посегментным усреднением, 1„ - интервал наблюдения.

На рис. 21 длительность сегмента обработки равна постоянной времени УДЗ, а выделенный сигнал, с фазами в интервале 120-160°. свидетельствует об утечке газа из МГ.

jl»3 30

Рис. 21. Огибающая сигнала с посегментным усреднением длительностью 7,5мс

Обработка сигнала с учетом фазовых свойств и корреляционная обработка результатов амплитудного анализа, позволили повысить вероятность обнаружения, а точнее вычисления, утечки газа из МГ с 50% до 80%.

В главе рассматриваются алгоритмы построения двух линейных регрессионных моделей основного метода калибровки технических средств локатора по стандартной методики ISO 11095 и процедура расчета калибровочных характеристик по РМГ 54-2002. Данные алгоритмы в свою очередь были заложены в методику калибровки измерительной системы локатора и реализованы на базе программного комплекса, позволяющего рассчитывать параметры различных калибровочных моделей, в том числе нижеследующих:

• модель основного метода ISO с предложением о постоянстве среднеквадратичного отклонения (модель 1);

• модель основного метода ISO с предложением о пропорциональности среднеквадратичного отклонения (модель 2);

• алгоритм выбора метода усреднения оценок или наименьших квадратов для расчета калибровочных характеристик.

Главным показателем адекватности калибровочных характеристик в стандартных методиках является критерий Фишера. Каждая из перечисленных моделей предусматривает расчет данного критерия (Fp„„) и сравнение его с табличным значением (Fвыбранным для N-2 и NK2-N степеней свободы (на основе дисперсионного анализа ANOVA) в соответствии с выражением.

Дисперсия " разброса средних значений"

F —----

расч Дисперсия " разброса внутри параллельных определений"

Если полученное значение не превосходит заданное, неравенство F < F^(a, N-2, NK2- N), где а - требуемая вероятность, выполняется, то нет причин отказываться от полученной модели, т.е. на этом уровне надежности калибровочное уравнение адекватно и описывает исходные данные, в противном случае уравнение не адекватно, калибровочную функцию использовать нельзя, и следует искать другую калибровочную

модель. Оптимальной считается та модель, у которой расчетное значение критерия Фишера наименьшее.

В четвертой главе разработаны информационно-телекоммуникационная система (ИТС) «Газ» и ее модель, используемые для осуществления непрерывного мониторинга, контроля, прогнозирования и управления ТС объектов ГТС. Предлагаемая ИТС (рис. 22) реализована на базе сервис - ориентированных технологий, которые являются наиболее перспективными, за счет реализации мобильных компонентов, повышающих степень распределенности и интеграции системы с другими информационными системами газотранспортной отрасли.

Механизм интеграции

Информационные системы предприятия

Информационная ___ I Информационная

система 1 , 1 система N ,

Рис. 22. Функциональная схема ИТС «Газ»

Обнаружение дефектов на объектах МГ осуществляется с использованием метода ДЗ При этом наиболее эффективным является применение программно-аппаратного комплекса (ПАК), размещенного на борту JIA (вертолета, самолета или любого другого аппарата малой авиации). В работе сформулированы требования как к программно-аппаратному комплексу в целом, так и к его составным частям.

Основными требованиями, предъявляемыми к ПАК, являются, многофункциональность, высокая чувствительность и точность локализации места утечки, обеспечение оперативности и высокой скорости перемещения УДЗ, низкая вероятность пропуска дефектов, возможности автоматизации обработки данных по зондированию и оперативной настройки и калибровки оптической системы, а также возможность использования фотоинформации для контроля местоположения выявленной утечки.

Исходя из требований разработан ПАК ДЗ МГ «ЛУГ» (рис. 23). Основными компонентами «левого оборудования ПАК являются (рис. 24):

• локатор утечек газа (ЛУГ);

• система видеонаблюдения (СВ), представляющая собой цифровой фотоаппарат (ЦФ);

• спутниковая навигационная система (СНС), состоящая из GPS - приемников;

• система обработки и регистрации данных (СОРД), состоящая из:

- аналого-цифрового преобразователя (АЦП);

- электронно-вычислительной машины (ЭВМ), персональный компьютер -ноутбук с набором специального программного обеспечения (ПО);

• мобильная радиостанция (MP) с выходом в транкинговую сеть.

Рис. 23. Блок-схема ПАК «ЛУГ» Рис. 24. Внешний вид ПАК «ЛУГ»

Комплекс может быть включен в состав бортового оборудования ЛА, осуществяяющгго мониторинг ТС объектов ГТС, и предназначен для оперативного дистанционного обнаружения и локализации места утечки газа. Отличительной особенностью являются: высокая вероятность обнаружения дефектов; мобильность аппаратуры; возможность регистрация всех отклонений от штатного режима обследования; выход в транкинговую сеть.

В ЛУГ, функционально и конструктивно объединены: передающая оптическая система (ПОС), состоящая из двух лазерных излучателей, генерирующих излучение на различных длинах волн (Х,=3,3922 мкм и Х2=3,3912 мкм) с сильным и слабым поглощением в метане соответственно. Приемная система состоит из телескопа, в котором смонтированы оптические узлы: главное параболическое зеркало, защитное кварцевое стекло (в фокусе телескопа). Непрерывное излучение лазеров пропускается поочередно магнитооптическими модуляторами, установленными на выходах лазеров, которые в свою очередь управляются устройством управления (УУ) и, с помощью системы зеркал ПОС смешиваются в виде одного луча и направляются в область предполагаемой утечки метана Отраженные от подстилающей поверхности вблизи МГ лазерные лучи, попадают на фотодетектор (ФД) телескопа На выходе ФД формируется электрический сигнал рассогласования, который после усиления поступает в УУ и далее передается для измерения и обработки в ЭВМ.

СОРД предназначена для обработки электрических сигналов, поступающих на АЦП, по определенной программе и отображения их на экране в виде непрерывной осциллограммы, и записи в память ЭВМ

СНС обеспечивает определение координат местности в ходе проведения обследования и отображает в виде трека - маршрут на электронной карте. Точки трека служат для идентификации мест, в которых регистрировались утечки метана из МГ.

Привязка событий локатора к конкретным координатам на земной поверхности, с фиксированием ЦФ. изображения мест утечки газа обеспечиваются СВ комплекса. Ввод данных по обследованию участков МГ может производиться в двух режимах: непрерывная съемка с заданным интервалом времени и съемка при нхтуплении события, т.е. фиксация места утечки газа. Фотоинформация позволяет повышать вероятность обнаружения утечки газа, в том числе при зеркальном отражении, или исключить ложное срабатывание.

Помимо выше перечисленных технических средств, в состав СОРД входит набор специализированных программных продуктов решающий задачи, связанные с функционированием основных узлов ПАК, вводом, преобразованием и обработкой данных с АЦП и вРв-приемников, обработкой картографической информации и цифровых изображений, подготовкой автоматических отчетов.

Анализ собранных данных (рис. 25) об обстановке на объекгах МГ производится персоналом посредством обработки оперативной информации в автоматизированной системе АРМ «Оператор ЛУГ», построенной на базе ГИС-технологий, которая призвана объединить

всю полученную информацию по мониторингу для удобного хранения в базе данных (БД) и последующего её использования как с целью анализа, так и при прогнозировании событий.

Рис. 25. Результаты летных обследований, полученные посредством ПАК «ЛУГ»

С целью повышения достоверности и обеспечения требуемой точности измерительной информации получаемой ПАК «ЛУГ» разработана подсистема «Калибровка ЛУГ». Подсистема позволяет исключить систематические погрешности измерений, связанные с выбранным видом калибровочной функции измерительной системы и ошибками при ее расчете, а также снизить временные затраты на выполнение калибровки за счет автоматизации расчетов и унифицировать процесс калибровки с использованием стандартных алгоритмов построения калибровочных функций на основе регрессионных моделей.

Подсистема (рис. 26) позволяет анализировать адекватность полученных моделей согласно критерию Фишера, что, дает возможность устранить систематическую погрешность, связанную с неверным предположением о виде зависимости выходного сигнала системы и значением измеряемой величины.

Рис. 26. Укрупненная структура подсистемы «Калибровка ЛУГ»

Отличителыюй особенностью подсистемы является заложенные в основу ее разработки принципы выбора калибровочной модели в соответствии с особенностями измерительного средства и объекта измерений, а также унификация процесса расчета калибровочной функции, направленные на снижение погрешностей измерений.

Автоматизированная система принятия оперативною решения (СПОР) «Эксперт ЛУГ» позволяет присваивать различные категории утечкам газа из МГ, на основе анализа данных полученных при обследовании ПАК «ЛУГ», для повышения эффективности работы и снижения нагрузки оператора принимающа-о решения. Для формализации экспертных знаний была разработана модель распознавания утечек газа из МГ от фоновой концентрации реализованная на основе использования аппарата нечетких множеств. По результатам анализа формируются предложения о проведении дополнительных работ по локальному диагностированию зарегистрированных утечек газа из МГ, которые передаются в центр управления и принятия решения в режиме реального времени ТСС, для повышения достоверности полученной информации и вероятности обнаружения утечки.

В пятой главе на основе разработанных принципов, методов, моделей, алгоритмов и программно-методических средств реализована единая методология диагностирования ТС МГ с применением ТСС. Которая в свою очередь позволяет на основе использования разнородной информации проверить и повысить достоверность обнаружения утечек газа при оценке ТС газопровода, а в случае выявления дефектов принять соответствующие меры по их устранению и предотвращению, тем самым решая на различных стадиях жизненного цикла соответствующие задачи диагностического обеспечения объектов ГТС.

Методология диагностического обеспечения объектов ГТС на различных этапах жизненного цикла представляютсобой систему пяти взаимосвязанных компонентов:

• математическая часть, состоящая из различных методов, моделей и алгоритмов позволяющих реализовывать диагностирование МГ;

• техническая часть, состоящая из совокупности различных методов и средств, применяемых для контроля и диагностирования ТС МГ, а также средств передачи телекоммуникационной информации;

• информационная часть, состоящая из информационного обеспечения представляющего собой аппаратные и программные средства автоматизированные системы мониторинга и диагностирования, транкинговую сеть, используемую для передачи диагностической информации по радиоканалу и др.;

• методическая часть, состоящая из нормативного и методического обеспечения комплексного диагностирования, оценки технического состояния и остаточного ресурса МГ;

• организационная часть, состоящая из планирования, организации и исполнения диагностирования МГ, проведения натурных экспериментов и организации ремонтно-восстановительных работ.

Разработанная методология дает возможность не только обеспечить диагностируемость объектов ГТС, но и, диагностируя ТС газопроводов определять действительные значения его структурных элементов.

В рамках общей методологии объединенной телекоммуникационной системой мониторинга ТС и с учетом сформулированных требований предложен метод ДЗ подстилающей поверхности Земли с борта ЛА (рис. 27), основанный на дифференциальном поглощении лазерного излучения газами, стравливаемыми из объектов ГТС.

Отличительной особенностью, метода является использование гелий-неонового лазерного локатора работающего на двух длинах волн с сильным и слабым поглощением в метане и способа передачи информации наземным службам принятия решений посредством использования мобильных ТСС.

Для реал изации в рамках САЦ5-технологий метода ДЗ с борта ЛА с использованием комплекса «ЛУГ» разработана инженерная методика мониторинга ТС МГ (рис. 28).

Блок предварительной обработки: - Спектральный анализ

а, . л.

Л. * 'il, .7, - „Л ft, • v ■

»v

"■к /.--Л 7

Цифровая обработка

- Амплитудный анализ

ч-г

База данных (GPS, АЦП, фото,

э лектро иные карты)

Блок принятия р ешений:

- Соответствие вопроса категории утечки

А' V Yi. >'; (О, I)

- Сопоставление категории утечки выбранному ответу

Z = Wff* (Х{)

- Вычисление вероятности кат ег ории у т ечки газа

R - Xj*P, Р = lOOWk

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ

гтс

Лазерный локатор

ПАК«ЛУГ» £/станцня

Фотоаппарат Qpg

АЦП ~

Диагноз п устранение последствий

Модель УДЗ

Натурный эксперимент

■■■■■■ 4

Модель профилей концттрацнн стравливаемого газа

V

\>

Нейраншя модель массового расхода метана

•Я. Г . /

: '■ V

Ок^Мк

-f-4-

Расчет

cix.y.z) >t»}-.\ i.r.i<>.S',i.Y.>'.n>-Six.:,и)

{i'.-K « Л .Г i«

[* , ;

C„U..V> . f , ^ pc......

M„. xj — tp. /)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Рис.27. Структура метода диагностирования ТС объектов ГТС

Рис. 28. Диафамма укрупненной инженерной методики мониторинга МГ

Весь процесс мониторинга ТС МГ разбит натри основных этапа:

• этап подготовки к вертолетному обследованию, который заключается в настройке технических и программных средств комплекса для проведения мониторинга участков МГ;

• этап летного обследования, состоящий непосредственно в мониторинге ТС МГ и включающий в себя настройку и проверку работоспособности оборудования ПАК в процессе полета, сбор и запись информации по ДЗ МГ, а также первичный анализ полученной информации;

• этап анализа, который включает в себя обработку данных полученных при летном обследовании, заполнение БД, выдачи заключений и рекомендаций, а также создание различных отчетов

Для подтверждения достоверности метода ДЗ при мониторинге ТС объектов ГТС, в работе предложена методика оценки валидности данных получаемых ПАК «ЛУГ». Суть методики состоит в сравнении результатов косвенных дистанционных измерений параметров газового облака образованного в месте утечки с измерительной информацией, полученной прямыми измерениями с помощью мобильных газоанализаторов непосредственно в месте модельной утечки метана из МГ.

Оценка эксплуатационных возможностей лазерных устройств, была проведена на основе сопоставления показателей разработанного комплекса технических средств ПАК «ЛУГ», с существующими изделиями - аналогов, основными критериями сравнения являлись: технические и эксплуатационные характеристики, информационные свойства и программное обеспечение.

Был задействован алгоритм аналитической оценки качества технических средств (КТС) «Алгоритм-КТС», который базируется на оценке числовых X и функциональных Y параметров, которым в свою очередь присваиваются экспертные коэффициенты. Данный алгоритм состоит из пяти основных этапов.

Этап I. Формирование таблицы «Технические характеристики выбранных средств мониторинга» по 4 основным группам - критериям, с использованием справочных данных.

Этап 2. Формирование таблицы «Алгоритм-КТС». Числовые параметры щ каждого устройства заносятся в строку bj, где j - количество характеристик, при этом: параметр тах, значение которого соответствует лучшему КТС, заносится без изменений; параметр min, рассчитывается по формуле bj=l/X\ параметр, состоящий из нескольких значений,

пересчитывается в однюначный перемножением, либо сложением.

Функциональным параметрам присваиваются экспертные коэффициенты Ь], Ь2, й., для

соответствующих устройств по условию = Критерии п оцениваются экспертными

¡Чшы

коэффициентами к„ по условию ¿Л„ = 1. Параметры а,-оцениваются по условию

Этап 3. Нормирование параметров. Все параметры X и У преобразуются в единую оценочную форму в виде коэффициентов от 0 до 1. После чего проводится усреднение экспертных коэффициентов Ьр нормирование Ь; каждого параметра щ по формуле ь

при этом должно выполняться условие . = 1, результат отображается в шде значения ь"■

Этап 4. Оценка технических средств производится по каждому критерию, с целью выявления качества устройства в пределах конкретного критерия. Результат оценки, в виде нормируемого коэффициента заносится в строку]„, каждого критерия. Вычисление весов

производится по формуле ^ = £ , с учетом веса параметра а, и нормированного

значения Ь" для всех / - устройств. Далее осуществляется нормирование по каждому критерию, в результате чего находим ь„ , при этом должно выполняться условие

/-1

6

Т. 8?/ = 1' Результаты заносятся в я-сйках столбцов Ь'/ и строку, каждого критерия.

Этап 5. Завершающим этапом оценки КТС является получение ряда относительных

коэффициентов Ь" для всех /при условии с , когда тах значение коэффициента

с" = ,

/-1

характеризует лучшее КТС. Для этого вычисляется вес Ся = с учетом веса

/Ил=1

критерия к„ и нормированного значения {5} для всех/ Далее производится нормирование С„. по каждому критерию, после чего находят ^ <?„, , в результате должно выполняться

2Х

/-1

б

условие _|.

/-1

Анализ 6-ти различных устройств показал, что разработанный ПАК имеет самый высокий относительный коэффициент качества (О/Ч),31), что в 1,5 раза лучше, по сравнению с ближайшим устройством компании «ДЛС-Пергам», что говорит о высоком уровне новизны, в т.ч. и научной, а также показывает хорошую перспективу внедрения его в народное хозяйство.

В шестой главе разработана программа экспериментальных исследований объектов ГТС с применением разработанных методов и средств ДЗ. Приведены результаты летно-полигонных испытаний при использовании ПАК «ЛУГ» на объектах МГ ОАО «Газпром». Имитация утечки газа рассмотрена на примере Щелковского ПХГ МУПХГ и на объектах МГ «Яхрома -Ногинск».

Необходимо отметить, что в настоящее время ПАК «ЛУГ» используется для оценки и прогнозирования ТС объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром». Результаты диссертационных исследований и разработанный ПАК прошли апробацию во время вертолетных обследований протяженных участков МГ, обслуживаемых 8 дочерними предприятиями ОАО «Газпром», общая длина которых составила более Ютыс.км.

Основные результаты внедрения в практику метода ДЗ приведены на примере обследования ТС МГ предприятий ООО «Севергазпром» и ООО «Татгрансгаз».

По результатам обследований сделаны следующие выводы.

1. УДЗ уверенно регистрирует утечки газа из объектов ГТС.

2. Послеполетная обработка на программном обеспечении ПАК «ЛУГ» позволяет оценивать ТС МГ с высокой точностью обнаруживая и подтверждая утечки газа, а также исключать ложные срабатывания локатора

3. УДЗ позволяет использовать электронную картографию; как в реальном масштабе времени, так и в программном обеспечении ПАК «ЛУГ». Это дает возможность наглядного представления информации и объединения нескольких способов визуализации данных, что в свою очередь способствует повышению достоверности анализируемой информации и сокращению времени ее обработки.

В заключении перечислены основные результаты и вывода, полученные в диссертацшнной работе.

В приложении диссертации приведены технические характеристики на средства диагностирования, акты внедрения результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Проведен системный анализ газотранспортной отрасли РФ, ее особенностей как объекта сложной системы контроля и управления техническим состоянием. Исследованы виды и причины дефектов и повреждений, возникающих при эксплуатации объектов ГТС.

2. В соответствии с особенностями объектов ГТС предложена классификация современных методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики.

3. Проведен анализ возможностей современных телекоммуникационных систем и транкинговых средств связи позволивший разработать концепцию системы мониторинга и управления техническим состоянием структурных элементов МГ, отличающуюся комплексированием эффективных инструментов обнаружения дефектов.

4. Разработана методология диагностического обеспечения объектов ГТС, на основе технологии непрерывной информационной поддержки на протяжении всего жизненного цикла.

5. Разработан метод дистанционного зондирования технического состояния МГ, основанный на лазерной локации утечек газа гелий-неоновой лазерной установкой, работающей на двух длинах волн с сильным и слабым поглощением в метане соответственно.

6. Разработаны метод и программа экспериментальных исследований характеристик газового облака образованного в окрестностях МГ на основе измерения и оценки концентрации метана. Метод базируется на экспоненциальных зависимостях мощности излучения сигнала, возвращаемого на приемник. Особенностью метода является учет влияния коэффициента отражения подстилающей поверхности, закона квадрата расстояния и флуктуации расстояния.

7. Разработана математическая модель системы дистанционного зондирования, учитывающая влияние коэффициента отражения от подстилающей поверхности. Что позволяет исследовать чувствительность системы и осуществлять регулировку электронной части лазерной установки, производя ее настройку и юстировку непосредственно перед применением по назначению.

8. Исследована чувствительность системы дистанционного зондирования, основанная на корреляционной обработке сигналов, и получены выражения для вероятностей пропуска дефектов и ложной тревоги, рассчитываемые при различных значениях мощности

зондирующего излучения. Подтверждено предположение о пуассоновском законе распределения отсчетов, регистрируемых локатором.

9. Разработана двухслойная нейронная сеть для определения величины массового расхода метана из JI4 МГ, учитывающая различные климатические условия и характеристики подстилающей поверхности при дистанционном зондировании.

10. Разработана методика и получено расчетное выражение для компьютерного моделирования профилей концентрации стравливаемого газа, которое позволяет учитывать климатические условия, интенсивность сепарации частиц и высоту подъема газового облака над местом дефекта;

11. Разработан мобильный программно-аппаратный комплекс, который в составе бортового оборудования летательного аппарата может осуществлять оперативный мониторинг МГ. Данный комплекс позволяет фиксировать координаты места обнаружения утечек газа за счет средств фото-, видеонаблюдения и приемника глобальной спутниковой системы позиционирования, и осуществляет оперативную передачу информации в центр сбора и обработки посредством транкинговых средств связи.

12. Разработана модель распознавания утечек метана из ЛЧ МГ от фоновой концентрации газа, отличающаяся использованием аппарата нечетких множеств для формализации экспертных знаний и повышения эффективности работы автоматизированной системы регистрации и обработки данных.

13. Разработана система мониторинга и управления техническим состоянием объектов сети на основе транкинговых средств связи. Позволившая объединить в едином информационном пространстве территориально разнесенные информационно-измерительные ресурсы и средства связи для органшации эффективного централизованного управления диагностическим обеспечением, обслуживанием и ремонтом ГТС РФ.

14. Разработан метод сравнения результатов косвенных дистанционных измерений параметров газового облака с измерительной информацией, полученной прямыми измерениями мобильным газоанализатором непосредственно в месте утечки для корректировки валидности данных.

15. Разработана методика калибровки и средства автоматизированной обработки измерительной информации для снижения систематической погрешности и повышения достоверности, получаемых данных устройством дистанционного зондирования.

16. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработано методическое обеспечение мониторинга МГ, позволяющее заложить на стадиях проектирования и строительства требуемую контролепригодность объектов ГТС и организовать эффективное оперативное обследование протяженных участков ЛЧ МГ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Патент - пол езн. мод. №51745. РФ. G01N 21/61. Локатор утечек газа «ЛУГ» /Плюснии И.И., Глуховцев A.A., Демко А.И., Бушмелева К.И., Суханюк A.M. //Б.И. - 2006. - JVs6.

2. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011614165 «Оператор ЛУГ» /К.И. Бушмелева. (RU). Заявка № 201061683а 2.11.2010. Зарег. 27.05.2011.

3. Бушмелева, К.И. Методы и средства диагностирования магистральных газопроводов: Монография /К.И. Бушмелева. - Сургут: Изд-во, 2011. -215 с.

4. Бушмелева; К.И. Дистанционное зоидироваше магистральных газопроводов: Учебное пособие /К.И. Бушмелева, И.И. Плюснин; Сургут, гос. ун-т ХМАО - Югры. -Сургут: ИЦ СурГУ, - 2010. -121 с.

5. Моделирование систем: Учебное пособие /Ю.Н. Алексеев, К.И. Бушмелева, Ю.Г. Древе, B.C. Микшина; Под ред. Ю.Г. Древса; Сургут.гос. ун-т. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2006.-211 с.

6. Лабораторный практикум по информатике: Учебное пособие для вузов /К.И. Бушмелева, Г.А. Еремеева, B.C. Микшина и др.; Под ред. В .А. Острейковского. — М.: Высш. шк„ 2003.-376 с.

7. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Авиационная система дистанционного зондирования магистральных газопроводов//Датчики и системы, - 2011. - №5. - С. 24-29.

8. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е., Увайсов С.У. Моделирование оптимальных параметров устройства дистанционного зондирования //Измерительная техника. - 2011. - №3. - С. 39 - 42.

9. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Модель мобильного устройства дистанционного зондирования магистрального газопровода //Информационные технологии. - 2010. - ХгЗ. - С. 11 -15.

10. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Анализ методов и средств диагностирован™ магистральных газопроводов //Контроль. Диагностика. - 2010. - №7. -С. 29-37.

11. Бушмелева К.И., Яценко Е.А. Специализированной пакет программ для калибровки измерительных приборов //Информационные технологии. - 2010. - №10. - С. 64-67.

12. Бушмелева К.Н., Плюснин И.И. Авиационный программно-аппаратный диагностический комплекс мониторинга магистральных газопроводов //Измерительная техника. - 2009. - №2. - С. 41 - 44.

13. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Автоматизированная геоинформационная система мониторинга технического состояния магистральных газопроводов //Информационные технологии. - 2009. - №5. - С. 68 - 72.

14. Bushmeleva K.I., Plyusnin I.I. Aviation software and hardware diagnostic unit for monitoring cross-country gas pipelines //Measurement Techniques. - 2009. - V.52, №2. - P. 172 -176.

15. Яценко E.A., Бушмелева К.И. Линейная калибровка с применением специализированного программного средства /А1етрологня. - 2009. - №11. - С. 41 - 47.

16. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е., Автоматюированное рабочее место оператора локатора утечек газа //Современные наукоемкие технологии. - 2008. -№5.- С. 115-119.

17. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Сысоев С.М., Бушмелев П.Е., Ельников A.B. Концепция автоматизации экологического мониторинга загрязнения окружающей среды на территории Ханты-Мансийского автономного округа //Современные наукоемкие технологии, - 2007. - №3. - С. 48 - 5Z

18. Ельников A.B., Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Черный М.С. н др. Лидарная система для зондирования аэрозоля в г. Сургуте в рамках проекта CIS-LiNet //Оптика атмосферы и океана,-2006.-Т.19, №11. С. 982-985.

19. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. Мобильная система диагностического обслуживания и мониторинга газопроводных систем //Фундаментальные исследования. - 2006. - №1. - С. 61 - 63.

20. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Майер И.В. Система диагностнровашя дефектов магистральных газопроводов с использованием ГИС-технологий //Современные наукоёмкие технологии. - 2005. - №8. - С. 46 - 48.

21. Данилов В.И., Зуев Л.Б., Бушмелева К.И., Апасов А.М. Перспективы ультразвукового метода контроля состояния металла магистральных газопроводов //Известия высших учебных заведений. Черная металлургии — 2001. - №10. - С. 27 - 30.

22. Зуев Л.Б., Семухнн Б.С., Бушмелева К.И. Зависимость скорости ультразвука от действующего напряжения при пластическом течении поликристаллов //Журнал технической физики. -1999. — Т.69, вып. 12. - С. 100 -101.

23. Семухин Б.С., Зуев Л.Б., Бушмелева К.И. Скорость ультразвука в низкоуглеродмстой стали, деформируемой на нижнем пределе текучести //Прикладная механика и техническая физика. - 2000.-Т.41,№3,-С. 197-201.

24. Бушмелева К.И., Увайсов С.У., Плюсиии И.И., Бушмелев П.Е. Концепция телекоммуникационной системы мониторинга технического состояния объектов газотранспортной сети //Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: Материалы науч.-практ. конф. «ИНФО-2011». - Сочи, октябрь 2011. - С. 338 - 340.

25. Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Увайсов С.У., Бушмелев П.Е., Назаров Е.В. Аналитическая оценка качества технических средств лазерно-информационной системы мониторинга объектов газотранспортной сети //Надежность и качество: Труды меад. симпозиума. - Пенза, май 2011. - Т. 1. - С. 69 - 74.

26. Куклин А.А., Бушмелева К.И. Экспертная система комплексного диагностирования технического состояния объектов газотранспортной сети //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума. - Пенза, май 2011. - Т.2. - С. 46 - 49.

27. Бушмелева К.И., Шершова Л.В. Определение прочностных характеристик и неразрушающий контроль трубопровода ультразвуковым методом //Научная молодежь - XXI веку: Сб. докл. межвузовской конф. молодых ученых,- Сургут, 2001. -С. 22 - 23.

28. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Способ импульсно - дифференциального преобразования сигналов датчиков //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы науч.-техн. конференции «Датчик-2001» -Судак, 2001.-С. 36-37.

29. Plusnin I.I., Tabarin V.A., Bushmeleva K.I. Polarization Lidar //Proceeding of the International Conference on Lasers 2001. - Tucson, Arizona. - 2001. - STS Press 2002 - S 474 -476.

30. Bushmeleva K.I., Plusnin I.I., Tabarin V.A., Kuzmictev V.D. Polarized bistabillity in He-Ne laser operating X=3,39 pm using Zeeman effect //Proceeding of the International Conference on Lasers 2001. - Tucson, Arizona. - 2001. - STS Press 2002 - S. 493 - 495.

31. Бушмелева К.И., Табарин В.А., Плюснин И.И. Поляризационный лидар для экологического мониторинга //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XIV науч. - техн. конференции «Датчик-2002». - Судак 2002.-С. 116-117. '

32. Бушмелева К.И., Табарин В.А., Плюснин И.И., Лазерный излучатель //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля н управления: Материалы XIV науч. - техн. конференции «Датчик-2002». - Судак, 2002 - С. 276 - 278.

33. Бушмелева К.И., Заводовский А.Г., Плюснин И.И. Лазерный детектор метана //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления-Материалы XIV науч.-техн. конференции «Датчик-2002». - Судак, 2002. - С. 125 - 126.

34. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Систематизация требований локальной терминальной сети //Сборник научных трудов. Вып. 11. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2002. - С. 109 - 113.

35. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Моделирование структуры локальной терминальной сети //Сборник научных трудов. Вып.11. Физико-математические и технические науки -Сургут: Изд-во СурГУ, 2002. - С. 115 - 125.

36. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Чурсин И.И. Методика оценки показателей качества комплекса технических средств //Сборник научных трудов. Вып. 13. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2003.-С. 121 - 126.

37. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Зеваков А.М Информационная система хранилища данных о технологических параметрах ООО "Сургуггазпром" /Физико-математические и технические науки//Сборник научных трудов. Вып. 13. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2003. - С. 58 - 63.

38. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Луппов Е.А. Информационная система поддержки пользователя корпоративной сети ООО «Сургуттазпром» //Сборник научных трудов. Вып.13. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2003. - С.94 - 100.

39. Bushmeleva K.I., Plusnin 1.1., Tabarin V.A., Shoshin E.L., Bushmelev P.E. Aircraft Monitoring by a Polarization Lidar //The 7-th Russia-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies - Tomsk /State University. Press, Tomsk, 20M. - S. 98 - 100.

40. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Назин А.Г. Использование ГИС технологии как средства повышения эффективности работы лазерного локатора утечек газа комплексного обследования магистральных газопроводов //Успехи современного естествознания. — 2005. - № 7.-С. 85 - 88.

41. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Майер И.В., Бушмелев П.Е. Применение автоматизированной геоинформационной системы для диагностирования дефектов магистральных газопроводов //Сборник научных трудов. Вып.23. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-воСурГУ, 2005.-С. 99- 105.

42. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Черный М.С. и др. Нейронная сеть и геоинформационные технологии для определения массового расхода утечек метана //Сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инноватика-2007», Томск, 2007. - С. 102- 107.

43. Бушмелева К.И, Плюснин И.И., Ельников А.В. Лидарная сеть Югры - «U-LiNet» //Новые информационные технологии и менеджмент качества (NIT&MQ'2008): Материалы межд. симпозиума. Турция, май 2008. - ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика». - М.: ЭРГИ, 2008. - С. 174- 175.

44. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Ельников А.В., Чайковский А.П., Бушмелев П.Е. Комплекс подспутникового мониторинга атмосферы //Новые информационные технологии и менеджмент качества (NIT&MQ'2008): Материалы межд. симпозиума. Турция, май 2008. - ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика». - М.: ЭРГИ, 2008. - С. 262 - 264.

45. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Сысоев С.М., Бушмелев П.Е. Информационно-телекоммуникационные системы СЭБ Югры //Новые информационные технологии и менеджмент качества (NIT&MQ'2008): Материалы межд. симпозиума. Турция, май 2008. - ФГУ ГНИИИТТ «Информика». - М.: ЭРГИ, 2008,- С. 171 - 173.

46. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Арсланов И.И., Бушмелев П.Е. Автоматизированная система мониторинга состояния магистральных газопроводов //Системный аналш и обработка информации в интеллектуальных системах: Сб. науч. тр. каф. автоматизированных систем обработки информации и управл:ния. Вып.5. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2008. С. 111 - 126.

47. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Токовенко А.В., Бушмелев П.Е. Геоинформационная система мониторинга магистральных газопроводов //Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий: Материалы науч.-практ. конф. «ИНФО-2008». - Сочи, 2008. - С. 204 - 206.

48. Бушмелева К.И., Бушмелев П.Е., Плюснин И.И. Исследование парникового эффекта с использованием лазерных и информационных технологий //V Всероссийский конгресс женщин-математиков: Материалы конф. - Красноярск, 2008.- С. 69 - 75.

49. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Ельников А.В., Чайковский А.П., Бушмелев П.Е. Концепция создания комплексной системы подспутникового мониторинга параметров атмосферных компонентов //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума. - Пенза, май 2008. - Т.2. - С. 224-226.

50. Bushmeleva К.1., Plyusnin 1.1., Elnikov A.V. KhMAO-YGRA U- LiNet LIDAR STATIONS //Proceedings of the 9-tn Russian - Chinese Symposium on Laser Technologies. - Tomsk, 2008.-S. 205-207.

51. Bushmeleva K.I., Plyusnin 1.1., Sysoev S.M., Bushmelev P.E. Yugra-ses information ■ technologies //Proceedings of the 9-tn Russian - Chinese Symposium on Laser Technologies. -

Tomsk, 2008. - S. 237 - 239.

52. Bushmeleva K.I., Plyusnin I.I., Elnikov A.V., Chaikovskiy A.P., Bushmelev P.E. A system of subsatellite monitoring of the parameters of atmospheric components //Proceedings of the 9-tn Russian- Chinese Symposium on Laser Technologies. - Tomsk, 2008. - S. 219 - 226.

53. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У., Бушмелев П.Е. Классификация аэрокосмических методов диагностирования магистральных газопроводов //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума. - Пенза, май 2009. - Т. 1. - С. 40 - 42.

54. Бушмелева К.И., Коптева Е.А. Математическое обеспечение пакета программ для линейной калибровки измерительных систем, используемых для анализа качества продукции //Надежность и качество: Труды межд. симпсвиума. - Пенза, май 2009. - Т.2. - С. 92 - 93.

55. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У., Бушмелев П.Е. Анализ методов диагностирования магистральных газопроводов //Матер, межд. форум «Новые инф. техн. и менеджмент качества». - М.: Фонд «Качество», март 2009. - С.225 - 228.

56. Бушмелева К.И., Коптева Е.А. Моделирование калибровочных функций с использованием пакета программ для анализа качества питьевой воды //Матер, межд. форум «Новые инф. техн. и менеджмент качества».-М.: Фонд «Качество», март 2009.-С.82 - 85.

57. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Исследование поведения газового облака в окрестностях линейной части магистрального газопровода //Инновации в условиях развития информационно-коммуникационныхтехнологий: Материалы науч.-практ. конф. «ИНФ02009». - Сочи, октябрь 2009. - С. 87 - 90.

58. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Дистанционное зондирование магистральных газопроводов авиационным программно-аппаратным диагностическим комплексом «ЛУГ» //Аэрокосмические технологии в нефтегазовом комплексе: материалы межд. науч.-техн. конф. - Москва, октябрь 2009. - С. 71 - 72.

59. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. Анализ методов неразрушающего контроля и технической диагностики магистральных газопроводов //Системный анализ и обработка информации в интеллектуальных системах: сб. науч. тр. каф. автоматизированных систем обработки информации и управления. Вып. 7. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2009. С. 71 - 83.

60. Бушмелева К.И. Система управления техническим состоянием магистральных газопроводов //Сборник научных трудов. Вып. 32. Физико-математические и технические науки. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2009. - С. 6 - 16.

61. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е., Увайсов С.У. Диагностирование технического состояния магистральных газопроводов с борта летательного аппарата //Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: материалы IX межд. научно-практич. конф. - Санкт-Петербург, апрель 2010.-С. 192- 194.

62. Бушмелева К.И., Плоснин И.И. Автоматическая обработка сигналов в устройстве дистанционного зондирования магистральных газопроводов //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума -Пенза, май 2010. -Т.2. - С. 9 - 12.

63. Бушмелева К.И., Яценко Е.А. Автоматизированная методика градуировки измерительных приборов по набору стандартных образцов //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума - Пенза, май 2010. - Т. 1. - С. 465 - 467.

64. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. Система автоматизированного мониторинга магистральных газопроводов на основе беспроводных интеллектуальных модулей //Инноватика-2010. сборник материалов VI Всероссийской научно-практичесюй конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с элементами научной школы. - Томск, апрель 2010. -Т.1.-С.244-248.

65. Бушмелева К.И. Методика диагностирования магистральных газопроводов системой дистанционного зондирования //Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: Материалы международной научно-практ. конф. «ИНФ02010». - Сочи, октябрь 2010.-С. 349-353.

66. Бушмелева К.И., Плюснин И.И:, Увайсов С.У., Бушмелев П.Е. Лазерно-информационные технологии мониторинга газотранспортной сети //Системный анализ и обработка информации в интеллектуальных системах: сб. науч. тр. каф. автоматизированных систем обработки информации и управления. Вып. 8. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2010. С. 93 - 108.

Подписано к печати " _17_" октября 2011 г. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии МИЭМ.

Москва, ул. М. Пионерская, д. 12. Заказ № 202 . Объем 2,0 п.л. Тираж 130 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика газотранспортной отрасли РФ и анализ особенностей сети магистральных газопроводов как сложной системы

1.2. Исследование характера и предпосылок возникновения 45 дефектов и нарушений целостности магистральных газопроводов.

1.3. Этапы оценки технического состояния газопроводов.

1.4. Классификация методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики объектов газотранспортной сети

1.5. Методы и средства локального и глобального диагностирования магистральных газопроводов.

1.6. Транкинговые телекоммуникационные системы в газотранспортной отрасли.

1.7. Постановка задачи исследования:.

1.8. Выводы по главе.

Глава 2. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОМПЕКСИРОВАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.:.

2.1. Система мониторинга и управления техническим состоянием объектов газотранспортной сети на основе транкинговых средств связи.

2.2. Аэрокосмический сегмент телекоммуникационной системы мониторинга.

2.3. Пользовательский сегмент телекоммуникационной системы мониторинга.

2.4. Наземный сегмент телекоммуникационной системы мониторинга.

2.5. Технология непрерывной информационной поддержки диагностического обеспечения магистральных газопроводов на протяжении всего жизненного цикла.

2.6. Система управления техническим состоянием объектов газотранспортной сети на основе транкинговых средств связи.

2.7. Выводы по главе.

Глава 3. МЕТОД ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.

3.1. Требования к методу дистанционного зондирования.

3.2. Модель мобильного устройства дистанционного зондирования.

3.3. Метод оценки концентрации стравливаемого газа из магистральных газопроводов.

3.4. Моделирование профилей концентрации стравливаемого газа из магистрального газопровода.

3.5. Исследования рассеяния газа в окрестностях магистральных газопроводов.

3.6. Выбор оптимальных параметров устройства дистанционного зондирования.

3.7. Расчет массового расхода утечек газа из магистральных газопроводов.

3.8. Расчет обнаружительной способности системы дистанционного зондирования.

3.9. Цифровая обработка сигналов в устройстве дистанционного зондирования.

3.10. Принципы и алгоритмы построения калибровочных функций.

3.11. Выводы по главе.

Глава 4. ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ.

4.1. Информационно-телекоммуникационная система мониторинга и управления техническим состоянием газопроводов.

4.2. Требования к программно-аппаратным средствам телекоммуникационной системы дистанционного зондирования магистральных газопроводов.

4.3. Программно-аппаратный диагностический комплекс дистанционного зондирования.

4.4. Аппаратные средства диагностического комплекса.

4.5. Программные средства диагностического комплекса.

4.6. Программный комплекс «АРМ «Оператор ЛУГ».

4.7. Программный комплекс «Эксперт ЛУГ» для принятия оперативных решений.

4.8. Программный комплекс «Калибровка ЛУГ».

4.9. Выводы по главе.

Глава 5. МЕТОДОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.

5.1. Разработка методологии диагностирования магистральных газопроводов с применением информационно-телекоммуникационной системы.

5.2. Метод диагностирования объектов газотранспортной сети с применением транкинговых средств связи.

5.3. Инженерная методика мониторинга магистральных газопроводов в рамках CALS-технологий.

5.4. Методы валидации данных дистанционного зондирования

5.5. Аналитическая оценка показателей качества комплекса технических средств устройств дистанционного зондирования.

5.6. Выводы по главе.

Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

6.1. Постановка задачи экспериментальных исследований.

6.2. Разработка программы экспериментальных исследований технического состояния магистральных газопроводов.

6.3. Результаты летно-полигонных обследований магистральных газопроводов.

6.4. Внедрения в газотранспортную отрасль методов и средств телекоммуникационной системы мониторинга магистральных газопроводов.

6.5. Анализ результатов экспериментальных исследований.

6.6. Выводы по главе.

Потребление углеводородного сырья является важнейшим индикатором промышленного развития различных стран мира. Добываемый в РФ природный газ поступает в магистральные газопроводы (МГ), объединенные в Единую систему газоснабжения (ЕСГ) России. Газопроводы относятся к ответственным энергетическим сооружениям, к надежности, работы которых предъявляются повышенные требования. Это обусловлено как причинами технического, экологического характера, так и масштабным ущербом в случае аварии.

В настоящее время общая протяженность МГ в России превышает 160 тысяч километров, из них более 60% эксплуатируется свыше 20 лет, при этом более четверти выработали свой номинальный ресурс, 33 года.

Как показывает практика, при добыче, транспортировке и переработке углеводородов могут возникнуть утечки загрязняющих веществ. Причиной утечек (аварий) являются различные дефекты, в частности, возникающие вследствие коррозии стенок трубопроводов из за повреждений изоляционных покрытий или нарушений в сварных соединениях и др. дефекты. Своевременное обнаружение утечек газа из МГ позволяет уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций.

В связи с этим появился комплекс научно-технических проблем по обеспечению надежности МГ, устойчивости их работы и безопасности, оценкам остаточного ресурса и рисков. Основным направлением деятельности для решения этих проблем является совершенствование системы мониторинга и управления техническим состоянием (ТС) объектов газотранспортной сети (ГТС) на основе развития и создания новых методов и средств неразрушающего контроля (НК) и технического диагностирования

ТД).

В настоящее время существуют различные устройства и методы НК и ТД газопроводов, которые отличаются принципом действия, чувствительностью, областью применения и др. Метрически, в смысле масштабов охвата географической территории прокладки сети, все методы условно можно разделить на методы локального и глобального диагностирования.

В зависимости от физических явлений и принципа работы методы диагностирования и НК МГ подразделяются на девять основных видов. Наибольшее распространение получили четыре метода: акустический, магнитный, вихретоковый и оптический. Однако эти методы имеют существенный недостаток, состоящий в локальности их применения.

Именно огромная протяженность и разветвленность газопроводов в РФ и странах ближнего зарубежья, прохождение по территориям с неблагоприятными климатическими и рельефно - ландшафтными условиями, а также отсутствие развитой и разветвленной системы коммуникаций, существенно ограничивает или делает невозможным их применение.

Более эффективными, с точки зрения оперативности обследования протяженных участков ГТС, являются глобальные - аэрокосмические методы (АКМ), которые с помощью различных летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов, искусственных спутников Земли и т.п.) могут дистанционно осуществлять мониторинг подстилающей поверхности средствами фото-, видеонаблюдения, а так же устройствами тепловизионного, радиолокационного или лазерного сканирования.

Имея преимущества по основным технико-эксплуатационным характеристикам, в настоящее время наиболее интенсивно развиваются методы лазерной локации. Большой вклад в развитие этого направления внесли Бубличенко И.А., Бондаренко П.М., Гумеров А.Г., Гурари М.Л., Егурцов С.А., Ионин Д.А., Клюев В.В., Косицын В.Е., Медведев Е.М., Орлов В.М., Плюснин И.И., Солдатов А.Н., Увайсов С.У. и др.

Успешно работают коллективы научно-технического центра уникального приборостроения РАН, института проблем нефти и газа РАН, института лазерной физики ФГУП «НПК «ГОИ им. С.И. Вавилова», Московского государственного инженерно-физического института, Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, Московского института электроники и математики, Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Сургутского государственного университета, Томского государственного университета, Тюменского государственного университета, НПО «Спектр», компании «ПЕРГАМ-Инжиниринг», «Геолидар» и др.

В ОАО «Газпром» эффективно эксплуатируют при обслуживании и ремонте своих газовых коммуникаций лазерные устройства типа «Аэропоиск», «Поиск», «Обзор», «Пергам», «ЛГАУ», «ЛУГ» и др., одним из разработчиков последнего является автор.

Однако, обладая бесспорным преимуществом по масштабам охватываемой территории, АКМ уступают локальным мобильным и стационарным средствам диагностирования МГ по точности и достоверности получаемой информации о характере и месте дефекта.

Таким образом, возникает задача объединения методов и средств локального и глобального диагностирования в единую систему мониторинга состояния технологических объектов (ТО) ГТС и, получение на этой основе эмерджентного эффекта. Решение этой задачи предполагает использование передовых достижений в области телекоммуникаций, в частности развитой корпоративной сети транкинговых средств связи (ТСС).

Обслуживание газотранспортной системы требует наличия ведомственной связи практически в любой точке газопровода. В связи с этим корпоративная сеть транкинговой связи и оборудование, используемое в ней, является составной частью системы управления добычи, транспортировки, хранения и переработки газа в ОАО «Газпром». Она служит объединяющим звеном деятельности всех предприятий газотранспортной отрасли и оказывает значительное влияние на эффективность, техническую и экологическую безопасность ЕСГ России. Кроме того, корпоративная сеть транкинговой связи используются для передачи данных для автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами и систем линейной телемеханики, передачи данных для АСУ административно-хозяйственной и планово-экономической деятельности газотранспортных предприятий.

Компоненты транкинговой связи уже сегодня широко внедряются в газотранспортную отрасль при организации диспетчерской и внутриобъектной оперативной связи основного производственного персонала и ремонтно-восстановительных бригад на МГ, отводах, промышленных площадках, компрессорных станциях, подземных хранилищах и др. объектах, обеспечивая контроль и управление производственными процессами при эксплуатации, ремонте, реконструкции и строительстве газотранспортных объектов, а также при осуществлении быстрой связи и взаимодействия различных служб при кризисных и чрезвычайных ситуациях.

Научная проблема заключается в противоречии между назревшей необходимостью оценки текущего и прогнозного технического состояния МГ и отсутствием общих методологических основ построения систем мониторинга состояния газотранспортных сетей.

Объектом исследования является процесс мониторинга технического состояния магистральных газопроводов.

Предметом исследования являются методы, модели, алгоритмы, аппаратно-программные и методические средства мониторинга состояния объектов газотранспортной сети.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности системы мониторинга и управления состоянием технологических объектов ГТС посредством комплексирования локальных и глобальных методов диагностирования в единую систему с применением транкинговых телекоммуникационных средств связи и создание для этого соответствующих методов, моделей и алгоритмов, а также программно-аппаратного и методического обеспечения.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи: 1: Анализ особенностей ЕСГ РФ, как объекта диагностирования и управления ТС, исследование видов и причин дефектов в ней.

2. Исследование современного состояния ТД в области существующих методов и средств неразрушающего контроля ТО ГТС.

3. Анализ возможностей современных телекоммуникационных систем и транкинговых средств связи в аспекте создания на их основе системы мониторинга состояния структурных элементов линейной части (ЛЧ) МГ.

4. Разработка концепции системы управления обслуживанием ТО ГТС на основе комплексирования эффективных методов обнаружения дефектов средствами телекоммуникаций .

5. Разработка методологии непрерывной информационной поддержки диагностического обеспечения сети на протяжении всего жизненного цикла.

6. Разработка метода дистанционного зондирования (ДЗ) ТС МГ.

7. Проведение экспериментальных исследований для определения характеристик газового облака, образованного в месте утечки из МГ.

8. Моделирование и анализ чувствительности устройства дистанционного зондирования (УДЗ).

9. Расчет массового расхода газа и моделирование профилей концентрации стравливаемого метана из объектов МГ.

10. Создание аппаратно-программного комплекса лазерного зондирования дефектов МГ.

11. Разработка системы мониторинга и управления состоянием технологических объектов ГТС на основе транкинговых средств связи.

12. Разработка методов валидации данных и калибровки измерительного оборудования с целью повышения достоверности результатов диагностирования технологических объектов ГТС.

13. Разработка методического обеспечения для обследования протяженных участков ЛЧ МГ.

14. Апробация и внедрение результатов работы в газотранспортную отрасль.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода и методы общей теории систем и технической диагностики, теории математического и диагностического моделирования, теория чувствительности и возмущений, теория оптимизации и методы математического программирования, теории управления, вероятностей и математической статистики, теории нечетких множеств, нейронных сетей, распознавания образов и принятия решений, методы численных и экспериментальных исследований, методы построения телекоммуникационных систем и методы объектно-ориентированного программирования.

Главным научным результатом является разработка концепции создания телекоммуникационной системы мониторинга состояния объектов ГТС и развитие идеологии и научных основ технической диагностики.

При этом в диссертационной работе были получены следующие новые научные результаты:

1. На основе системного анализа предложена классификация современных методов и средств НК и ТД, отличающаяся от известных критериями сравнения, соответствующими особенностям объектов ГТС.

2. Разработана концепция системы управления ТС ГТС, отличающаяся комплексированием эффективных инструментов обнаружения дефектов на основе интеграционных возможностей ТСС.

3. Разработана методология диагностического обеспечения объектов сети, которая отличается предложенной в работе технологией непрерывной информационной поддержки на протяжении всего жизненного цикла на основе устройства ДЗ и с применением ТСС.

4. Разработан метод ДЗ подстилающей поверхности, основанный на лазерной локации утечек газа. Отличительная особенность метода заключается в использовании гелий-неоновой лазерной установки, работающей на двух длинах волн. При этом один из лучей установки имеет длину волны, соответствующую максимальному коэффициенту поглощения метана.

5. Разработаны метод и программа экспериментальных исследований характеристик газового облака, образованного в месте дефекта ЛЧ МГ на основе измерения концентрации метана. Метод базируется на экспоненциальных зависимостях мощности излучения, возвращаемого на приемник. В отличие от известных методов учтено влияния коэффициента отражения от подстилающей поверхности, закона квадрата расстояния и флуктуации расстояния (высоты полета). Корреляционная обработка сигналов позволяет повысить вероятности выделения или исключения предполагаемой утечки газа.

6. Разработана математическая модель УДЗ, отличающаяся от известной учетом влияния коэффициента отражения от подстилающей поверхности. Это позволяет исследовать чувствительность системы и осуществлять регулировку электронной части лазерной установки, производя ее настройку и юстировку непосредственно перед применением по назначению.

7. Получены выражения для вероятностей пропуска дефектов и ложной тревоги, рассчитываемые при различных значениях мощности зондирующего излучения. Подтверждено предположение о пуассоновском законе распределения отсчетов, регистрируемых локатором.

8. Для определения величины массового расхода метана из ЛЧ МГ разработана модель в виде двухслойной нейронной сети с прямой передачей данных. Отличительной особенностью модели является учет различных условий дистанционного зондирования (скорости ветра, температуры окружающей среды, характеристик подстилающей поверхности, расстояния от трека зондирования до газопровода, давления и температуры транспортируемого метана, диаметра стравливающего отверстия).

9. Получено расчетное выражение для компьютерного моделирования профилей концентрации стравливаемого газа, которое позволяет учитывать климатические условия, интенсивность сепарации частиц и высоту подъема газового облака над местом дефекта.

10. Разработаны структура и алгоритм мобильного аппаратно-программного комплекса ДЗ, который в составе бортового оборудования летательного аппарата (самолета, вертолета и др.) может осуществлять оперативный мониторинг МГ. В отличие от известных в комплекс включены средства фото-, видеонаблюдения, приемник глобальной спутниковой системы позиционирования, которые позволяют получать полную информацию о характере и месте дефекта на МГ, и транкинговые средства связи, для оперативной передачи информации в центр сбора и обработки.

11. Для повышения эффективности автономной бортовой автоматизированной системы регистрации и обработки данных разработана кластерная модель распознавания утечек метана из ЛЧ МГ от фоновой концентрации газа, отличающаяся использованием аппарата нечетких множеств для формализации экспертных знаний.

12. Разработана система мониторинга и управления ТС объектов сети на основе транкинговых средств связи. Новизной является объединение в едином пространстве территориально разнесенных информационных и измерительных ресурсов для организации централизованного управления диагностическим обеспечением, обслуживанием и ремонтом ЕСГ РФ.

13. Для оценки валидности данных разработан метод сравнения результатов косвенных дистанционных измерений параметров газового облака с измерительной информацией, полученной прямыми измерениями с помощью мобильных газоанализаторов непосредственно в месте модельной утечки.

14. Разработана методика калибровки и соответствующие средства автоматизированной обработки и интеллектуализации измерительной информации для снижения систематической погрешности и повышения достоверности получаемых УДЗ данных.

15. Разработано методическое обеспечение, которое в отличие от известных позволяет заложить на стадиях проектирования и строительства требуемую контролепригодность ТО ГТС и организовать эффективное оперативное обследование протяженных участков МГ.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что разработанные в ней методология и система мониторинга позволяют, автоматизировать процесс сбора, обработки и визуализации информации, оценивать объемы утечек метана в реальном масштабе времени и, на этой основе "осуществлять оперативное диагностирование и управление ТС технологических объектов ГТС, посредством принятия необходимых мер по устранению и предотвращению утечек.

Внедрение разработанной системы, методов, моделей, алгоритмов, аппаратно-программных средств и методического обеспечения направленно на решение задач эффективной и безаварийной эксплуатации ЕСГ РФ.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, алгоритмы, программно-аппаратный комплекс и методическое обеспечение использованы при выполнении научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, Государственный контракт № 14.740.11.0068 от 6 сентября 2010г. на выполнение научно-исследовательских работ по теме: «Разработка методов и аппаратурных средств лазерно-информационной технологии мониторинга газотранспортных объектов», а также в рамках хоздоговоров № 177-08-Ю/ВОУ/В22-2523Ю от 31.08.2010г. по теме «Оказание услуг по проведению экспертизы эмиссии метана из крановых узлов на соответствие требованиям СТО Газпром 031-2007 и обработка результатов с использованием информационных технологий» и № 013/04/Л от 2 июня 2004г. по теме

Создание 3 (трех) лазерных локаторов для комплекса обследования магистральных газопроводов».

Основные результаты диссертационной работы внедрены в ООО «Газпром-трансгаз-Сургут», в ООО «ЛИТТ» при ТГУ, в центре лазерных технологий СурГУ, а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики на кафедре «Радиоэлектронных и телекоммуникационных устройств и систем» и Сургутского государственного университета на кафедре «Автоматизиорованные системы обработки информации и управления».

Внедрение результатов диссертационной работы в газотранспортную отрасль и учебный процесс вузов подтверждено актами внедрения, приведенными в Приложении 1.

За период с 2000 по 2011 годы работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 12 международных, в том числе в США, Турции, Египте и 16 всероссийских научно-практических конференциях и симпозиумах.

По теме диссертации опубликовано 66 работ, в том числе 1 монография, 3 учебных пособия, 29 статей, из них 17 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для публикаций результатов диссертаций, 6 отчетов по НИР.

Получены 1 патент на полезную модель и 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав с выводами, заключения, списка использованной литературы, состоящего из 291 наименования, и приложений, включающих в себя акты внедрения.

6.6. Выводы по главе

В результате эксперимента были получены дополнительные возможности увеличения вероятности подтверждения или исключения предполагаемой утечки за счет корреляционной обработки сигналов.

По результатам рабочих и летных испытаний были сделаны следующие выводы:

• ПАК «ЛУГ» работоспособен, при условии соблюдения режимов полета согласно требованиям паспорта, обнаруживает утечки газа из объектов МГ в реальном масштабе времени;

• ПАК «ЛУГ» обеспечивает отображение данных на экране ЭВМ и регистрацию фотоизображения объектов МГ, а также фотоизображения мест утечки газа, получаемые синхронно с сигналом об утечках - все это позволяет с высокой точностью контролировать полет, а с использованием ПО «Оператор ЛУГ», оценить состояние МГ, производить анализ места утечки газа, выявить и подтвердить утечки или исключить ложные;

• ПАК «ЛУГ» фиксирует все отклонения от режимов облета трассы МГ;

• в ПАК «ЛУГ» используются ГИС-технологии как во время облетов, так и в системе «Оператор ЛУГ», что в свою очередь позволяет значительно повысить объем и качество анализируемой информации, а также сокращает время ее обработки;

• послеполетная обработка полученных результатов на ЭВМ позволяет подтвердить обнаруженные утечки газа и исключить ложные, выявлять состояние и дефекты на объектах МГ, а также в некоторых случаях обнаруживать новые места утечки газа из газопровода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные и практические результаты:

1. Проведен системный анализ газотранспортной отрасли РФ, ее особенностей как объекта сложной системы контроля и управления техническим состоянием. Исследованы виды и причины дефектов и повреждений, возникающих при эксплуатации технологических объектов ГТС.

2. В соответствии с особенностями технологических объектов ГТС предложена классификация современных методов и средств НК и технической диагностики.

3. Проведен анализ возможностей современных телекоммуникационных систем и ТСС позволивший разработать концепцию системы мониторинга и управления техническим состоянием структурных элементов ЛЧ МГ, отличающуюся комплексированием эффективных инструментов обнаружения дефектов.

4. " Разработана методология диагностического обеспечения технологических объектов ГТС, на основе технологии непрерывной информационной поддержки на протяжении всего жизненного цикла.

5. Разработан метод дистанционного зондирования технического состояния МГ, основанный на лазерной локации утечек газа гелий-неоновой лазерной установкой, работающей на двух длинах волн с сильным и слабым поглощением в метане соответственно.

6. Разработаны метод и программа, экспериментальных исследований характеристик газового облака образованного в окрестностях ЛЧ МГ на основе измерения, и оценки концентрации метана. Метод базируется на экспоненциальных зависимостях мощности излучения сигнала, возвращаемого на приемник. Особенностью метода является учет влияния коэффициента отражения- подстилающей поверхности, закона квадрата расстояния и флуктуации расстояния.

7. Разработана математическая модель устройства дистанционного зондирования, учитывающая влияние коэффициента отражения от подстилающей поверхности. Что позволяет исследовать чувствительность системы и осуществлять регулировку электронной части лазерной установки, производя ее настройку и юстировку непосредственно перед применением по назначению.

8. Исследована чувствительность устройства дистанционного зондирования, основанная на корреляционной обработке сигналов, и получены выражения для вероятностей пропуска дефектов и ложной тревоги, рассчитываемые при различных значениях мощности зондирующего излучения. Подтверждено предположение о пуассоновском законе распределения отсчетов, регистрируемых локатором.

9. Разработана двухслойная нейронная сеть для определения величины массового расхода метана из ЛЧ МГ, учитывающая различные климатические условия и характеристики подстилающей поверхности при дистанционном зондировании.

10. Разработана методика и получено расчетное выражение для компьютерного моделирования профилей концентрации стравливаемого газа, которое позволяет учитывать климатические условия, интенсивность сепарации частиц и высоту подъема газового облака над местом дефекта;

11. Разработан мобильный программно-аппаратный комплекс, который в составе бортового оборудования летательного аппарата может осуществлять оперативный мониторинг МГ. Данный комплекс позволяет фиксировать координаты места обнаружения- утечек газа за счет средств фото-, видеонаблюдения и приемника глобальной спутниковой системы позиционирования, и осуществляет оперативную передачу информации в центр сбора и обработки посредством транкинговых средств связи.

12'. Разработана модель распознавания утечек метана из ЛЧ МГ от фоновой концентрации газа, отличающаяся использованием аппарата нечетких множеств для- формализации экспертных знаний и повышения эффективности работы автоматизированной системы регистрации и обработки данных.

13. Разработана система мониторинга и управления техническим состоянием объектов сети- на- основе транкинговых средств связи. Позволившая объединить в едином- информационном пространстве территориально разнесенные информационно-измерительные ресурсы и средства связи для' организации эффективного централизованного управления диагностическим обеспечениём, обслуживанием и ремонтом ЕСГ РФ:

14. Разработан метод сравнения результатов косвенных дистанционных измерений параметров, газового облака, с измерительной информацией, полученной прямыми' измерениями мобильным газоанализатором непосредственно в месте утечки для корректировки валидности данных.

15. Разработана-методика калибровки и средства автоматизированной обработки измерительной информации для снижения систематической погрешности и повышения достоверности, получаемых данных устройством дистанционного зондирования.

16. На- основе теоретических и экспериментальных исследований разработано методическое обеспечение- мониторинга МГ, позволяющее заложить на стадиях проектирования и строительства требуемую контролепригодность технологических объектов ГТС и организовать эффективное оперативное обследование протяженных участков ЛЧ МГ.

1. Абдулова Э.Г. Контроль качества трубопроводов с применением акустико-эмиссионного метода контроля. Москва. - 7 с.

2. Авдиенко В.В., Белов М.Л. и др. Мониторинг многокомпонентных газовых смесей с помощью лазерного оптико-акустического полигазоанализатора //Журнал прикладной спектроскопии, 1996. Т.63, №5. -С. 755-759.

3. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Теория вероятностей и прикладная статистика. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 656 с.

4. Айвазян С. А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрии. М.: ЮНИТИ, 1998. - 1022 с.

5. Акимов В.А., Фалеев М.И. Надежность технических систем и техногенный риск. М.: Деловой экспресс, 2002. - 367 с.

6. Акинина Е.В. Моделирование калибровочных функций для технологий системного анализа качества и сертификации биоматериалов //Сибирский журнал индустриальной математики. 2005. - Т.8, №3. - 0.3-7.

7. Алеев P.M. Оптико-электронные технологии и средства повышения надежности и безопасности объектов трубопроводного транспорта энергоресурсов: Дис. доктора техн.наук. Казань, 2003. - 426 с.

8. Алеев P.M., Иванов В.П., Овсянников В.А. Основы теории анализа и синтеза воздушной тепловизионной аппаратуры. Казань: Каз. Ун-т, 2000. -252 с.

9. Алеев P.M., Овсянников В.А., Чепурский В.Н. Эффективность воздушной тепловизионной аппаратуры при контроле продуктопроводов //Оптический журнал. 1993.-№1.-С. 132-141.

10. Алымов А.Н., Гребенкин Г.Г., Кальченко-В.Н., Минц М.И. ТЭК и система газоснабжения региона. Киев: Наукова дума, 1986. - 296 с.

11. Ананьев H.A. О системах связи на базе стандарта TETRA //Технологии и средства связи. №5. - 2010. - С. 38 - 39.

12. Андрущак Е.А. Методы лазерной-интерферометрии: Учеб. пособие. М.: МИРЭА, 1989.-80 с.

13. Антильев В.Н., Бахмат Г.В. и др. Эксплуатация магистральных газопроводов: Учебное пособие /Под ред. Ю.Д. Земенкова. Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 525 с.

14. Антипов Б.А., Зуев В.Е., Сапожникова В!.А. Экспериментальное исследование поглощения излучения газовых лазеров с длинами волны 3,39 и 3,51 мкм в атмосфере //Изв. вузов. Физика. 1967. - №2. - С. 142 - 145.

15. Антыпко А.И. Основы дистанционного теплового мониторинга геологической среды городских агломераций. М.: «Недра», 1992.

16. A.c. №739384 (СССР). Устройство для измерения атмосферной рефракции /Плюснин И.И., Барышников В.Ф., Шапиро И.Я. //Б.И. 1980. - №10.

17. Бажин Н.М. Метан в атмосфере //Соросовский образовательный журнал. -2000. №6(3). - С. 52-57.

18. Басов, Е.Д., Инева И.В. Анализ методов диагностики технического состояния МТ //Матер, докл. Пятой межрегион, науч. конф. «Студенческая наука- экономике России». Ставрополь, 2005. - С. 145 - 138.

19. Барбиан O.A. Новые достижения- во внутренней инспекции трубопроводов: обнаружение трещин //Межд. деловая встреча «Диагностика-94».-Ялта, апрель 1994. С. 149 - 159.

20. Баренбойм И. И. Совершенствование системы оценки технического состояния и оптимизации ремонтов на основе результатов внутритрубной диагностики; магистральных газопроводов: Дис. канд.техн.наук. Москва, 2003. - 145 с. .

21. Белов M.JI., Городничев В.Л. и др. Обработка сигналов в задачах лазерного газоанализа атмосферы. //Вестник МГТУ. Приборостроение. — 2001. №4. - С. 51-57.

22. Белозеров А.Ф., Омелаев; А.И., Филлипов В.Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в. научных исследованиях и технике7/Оптический-журнал. — 1998i Т.65; - №6. - С.19--23:

23. Бондаренко П.М. Новые методы; и средства, контроля состояния подземных труб. М.: Машиностраеиие, 1991. — 149 с.

24. Болыиова Г. Интеграция и стандартизация в транкинговой связи //Сети. -2000. №12. - С. 90 - 94.

25. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для:профессионалов. — СПб.: Питер, 2001. 656 с.

26. Борн М-. Вольф Э: Основы оптики /Пер. с,англ. С.II. Бреуса. под ред. Г.П. Мотулевич, изд-во 2-е испр. - М.: Наука, 1973. - 719 с.

27. Брюханов Н.В., Косов М.Г., Протопопов C.II. Теория автоматического управления. М.: Высш. шк, 2000; - 268 с.

28. Буглаев В.Т., Карташов А.Л., Королев П.В, Перевезенцев В.Т. Совершенствование системы* . диагностирования газоперекачивающих агрегатов. — Б.: Изд-во: БГТУ, 2006. 144 с.

29. Брюханов H.B., Косов М.Г., Протопопов С.П. Теория автоматического регулирования.-М.: Высш. шк, 2000. 214 с.

30. Буденков Г.А., Неузвецкая О.В. Технические возможности бесконтактного акустического метода течеискания //Дефектоскопия. 1996. -№12.-С. 8-53.

31. Будзуляк Б.В., Салюков B.B. и др. Продление ресурса магистральных газопроводов //Газовая промышленность. — 2002. №7. - С. 37 - 39.

32. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности. JL: Гидрометеоиздат, 1956.

33. Бушмелева К.И. Методы и средства, диагностирования магистральных газопроводов: монография. Сургут.гос. ун-т ХМАО-Югры. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2011.-215 с.

34. Бушмелева К.И. Система управления техническим состоянием магистральных газопроводов //Сборник научных трудов. Вып. 32. Физико-математические и технические науки. Сургут: Изд-во СурГУ, 2009. - С. 6 -16.

35. Бушмелева К.И., Бушмелев П.Е., Плюснин И.И. Исследование парникового эффекта с использованием лазерных и информационных технологий //V Всероссийский конгресс женщин-математиков: Материалы конф. Красноярск, 2008. - С. 69 - 75.

36. Бушмелева К.И., Коптева Е.А. Моделирование калибровочных функций с использованием пакета программ для анализа качества питьевой воды //Матер, межд. форум «Новые инф. техн. и менеджмент качества». — М.: Фонд «Качество», март 2009. С.82 - 85.

37. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Авиационный программно-аппаратный диагностический комплекс мониторинга магистральных газопроводов //Измерительная техника. 2009. - №2. - С. 41 - 44.

38. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Автоматизированная геоинформационная система мониторинга технического состояния магистральных газопроводов //Информационные технологии. 2009. - №5. - С. 68 - 72.

39. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Автоматическая обработка сигналов в устройстве дистанционного зондирования магистральных газопроводов //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума. Пенза, май 2010. - Т.2. -С. 9-12.

40. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Дистанционное зондирование магистральных газопроводов: Учебное пособие. Сургут, гос. ун-т ХМАО -Югры. - Сургут: ИЦ СурГУ, - 2010. - 121 с.

41. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Исследование поведения газового облака в окрестностях линейной части магистрального газопровода //Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий:

42. Материалы науч.-практ. конф. «ИНФО-2009». Сочи, октябрь 2009. - С. 87 -90.

43. Бушмелева К.И., Плюснин И.И. Способ импульсно дифференциальногопреобразования сигналов датчиков //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы науч.-техн. конференции «Датчик-2001». Судак, 2001. - С. 36 - 37.

44. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. Автоматизированное рабочее место оператора локатора утечек газа //Современные наукоемкие технологии. -2008. №5. - С. 115 - 119.

45. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. Мобильная система диагностического обслуживания и мониторинга газопроводных систем //Фундаментальные исследования. 2006. - №1. - С. 61 - 63.

46. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е., Увайсов С.У. Моделирование оптимальных параметров устройства дистанционного зондирования //Измерительная техника. 2011. - №3. - С. 39 - 42.

47. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Анализ методов и средств диагностирования магистральных газопроводов //Контроль. Диагностика. -2010.-№7.-С. 29-37.

48. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Модель мобильного устройства дистанционного зондирования магистрального газопровода //Информационные технологии. 2010. - №3. - С. 11-15.

49. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У. Авиационная- система дистанционного зондирования магистральных газопроводов //Датчики и системы. 2011. - №5. - С. 24 - 29.

50. Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Увайсов С.У., Бушмелев П.Е. Анализ методов диагностирования магистральных газопроводов //Матер, межд. форум «Новые инф. техн. и менеджмент качества». М.: Фонд «Качество», март 2009.-С.225-228.

51. Бушмелева К.И., Шершова Л.В. Определение прочностных характеристик и неразрушающий контроль трубопровода ультразвуковым методом //Научная молодежь XXI веку: Сб. докл. межвузовской конф. молодых ученых. - Сургут, 2001. - С. 22- 23.

52. Бушмелева К.И., Яценко Е.А. Линейная калибровка с применением специализированного программного средства //Метрология. 2009. - № 11.-С. 41-47.

53. Бушмелева К.И., Яценко Е.А. Специализированный пакет программ для калибровки измерительных приборов //Информационные технологии. 2010. -№10.-С. 64-67.

54. Вавилов В.П: Тепловые методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1991. —435 с.

55. Введение в ArcView. Издательство Дата+, 1995. - 232 с.

56. Винокурцев Г.Г. Оценка состояния изоляционных покрытий МГ //Газовая промышленность. 1998. - №10. - С. 31 - 32.

57. Воронов В.И. Пространственные характеристики многоходовых мод в лазерах с активным объемом кольцевого сечения //ЖТФ. 1995. - Т.65, №7. -С. 98- 107.

58. Воронов В.И. Численное моделирование сложных лазерных резонаторов в системе формирования излучения на основе методов лучевой и дифракционной оптики: Дис. док.техн.наук Казань, 1997. - 307 с.

59. Воронов В.И., Трофимов B.B. Адаптивное управление лучевыми потоками многопучкового лазера //Оптика атмосферы и океана. 2000. -Т.13, №10. - С. 954-958.

60. Власов В.Т., Дубов A.A. Физические основы метода магнитной памяти металла. М.: ЗАО «ТИССО», 2004. 424 с.

61. ВРД" 39-1.10-004-99 Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами, их ранжирование по степени опасности и определению остаточного ресурса.- М.: ВНИИГАЗ, 2000. 44 с.

62. ВСН 39-1.10-001-99 Руководство по анализу результатов внутритрубной инспекции и оценки опасности дефектов. -М!.: ВНИИГАЗ, 2000. 14 с.

63. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов.- М.: Машиностроение, 1987. -283'с.

64. Глаголев М.В. Роль болот в круговороте С02 и СН4. Томск: Изд-во Томского гос. пед. универ, 2007.

65. Глаголев М.В., Лапшина Е.Д., Плюснин И.И К вопросу об эмиссии метана болотными почвами Ханты-Мансийского автономного округа //Биологические ресурсы и природопользование: Сб. науч. тр. Вып.10. -Сургут,J2007. С. 5-35.

66. Головинский А.Г., Киселев-A.Bf. и др. Особенности акустической эмиссии от усталостных трещин в, сварных соединениях труб нефтепроводов //Дефектоскопия. 1990. - №8 - С. 32 - 36.

67. Горчаков В.А. Диагностика коррозионной повреждаемости в многониточной системе магистральных газопроводов: Дис. канд.техн.наук. -Екатеринбург, 2003. 200 с.

68. Горяинов, Ю.А., Васильев, Г.Г. и др. Толковый, словарь терминов и понятий, применяемых в*трубопроводном строительстве. М.: Лори, 2003. -320 с.

69. ГОСТ 12.3.002-75 «Общие требования к безопасности» М.: Изд-во стандартов.

70. ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод»- М.: Изд-во стандартов, 1999. 32 с.

71. ГОСТ 24.701-86 «Надежность автоматизированных систем управления. Общие положения» М.: Изд-во стандартов.

72. ГОСТ 25225-82 «Контроль неразрушающий. Швы сварных соединений трубопроводов. Магнитографический метод» М.: Изд-во стандартов.

73. ГОСТ Р 50923-96 «Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде» М.: Изд-во стандартов.

74. ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения. М.: Изд. стандартов, 2001.

75. ГОСТ Р 51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 48 с.

76. Гришина M., Дункан В. Основы- управления проектами. СПб.: Питер, 2006.-208 с.

77. Губанок И:И., Харионовский В.В. Прогноз технического состояния газопроводов: инженерные подходы //Газовая промышленность. — 2005. — №11. —С. 41-44.

78. Гумеров А.Г. Обслуживания и ремонт линейной части магистрального газа провода. Москва, 1969: - 439 с.

79. Гумеров А.Г., Гумеров P.C., Гумеров K.M. Безопасность длительно эксплуатируемых магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 2003. - 310 с.

80. Гурвич А. К., Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных соединений. Киев: Техника, 1972. - 460 с.

81. Гурвич А.К., Ермолов И.Н., Сажин О.Г. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.1: Общие вопросы. Контроль проникающими веществами /Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1992. - 242 с.

82. Гурский Д., Турбина Е. Вычисления в MathCad 1-2; M;: Питер, 2006. -544 с.96: ГЭСН 81-02-25-2001. Магистральные и промысловые трубопроводы. М.: Госстрой, 2003.-258 с.

83. Данилов В.И:, Зуев Л .Б., Буш мелева К.И., Апасов A.M. Перспективы ультразвукового метода контроля; состояния металла магистральных газопроводов //Известия! высших учебных заведений. Чёрная металлургия. -2001.-№10.-С. 27-30=: ■

84. Дегтяренко В.П. Микроэлектронные, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Ml: Радио и связь, 1984 - 120 с.

85. Демко А.И., Плюснин И.И., Шошин Е.Л. и др. О цифровой обработке сигналов лазерного^ локатора: //Сборник материалов III Всероссийской научно-практическошконференцию студентов, аспирантов .и молодых ученых «Инноватика -2007», Томск, 2007.- С. 96-101.

86. Диагностика технического состояния: и оценка остаточного ресурса магистральных трубопроводов /Под ред. А.И., Владимирова, В.Я. Кершенбаума: Учебное пособие. — М.: Национальный институт нефти и газа, 2005. —72 с.

87. Дистанционный лазерный детектор метана «ДЛС-Пергам». М.: «ПЕРГАМ-ИI IЖИ1-1ИРИНГ», 2006. - 14 с.

88. Долгов И.А., Горчаков Р:А. и др. О возможных методах диагностики коррозионного растрескивания^ магистральных. газопроводов //Дефектоскопия: 2002. - № 1 Г.- С. 3 - 10.

89. Долгов И.А., Горчаков; P.A. и др. Распределение коррозионных дефектов по длине участка МГ //Дефектоскопия. 2003. - № 11. - С. 41 - 50.

90. Дубейковский В.И. Практика функционального моделирования с AllFusion Process Modeler 4.1'. (BPwin) Где? Зачем? Как? M.': Диалог-МИФИ^ 2004. - 464 с.

91. Дубов- A.A. Диагностика прочности оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла //Контроль. Диагностика. 2001. - №6. - С. 19 -30.

92. Дьякова Ю.Г., Амбарцумян М.А. и др. Состояние и перспективы развития лазерной промышленности за рубежом в 2001г. //Лазерные новости. Laser News.-2001. -№1-2.-С. 3-33.

93. Дятлов В.А. Обслуживание и эксплуатация линейной части промысловых трубопроводов. М.: «Недра», 1984.

94. Евтюшкина М.П., Заводовский А.Г., Плюснин И.И., Сысоев С.М. Магнитооптический модулятор лазерного локатора утечек метана //Датчики и системы. 2007. - №5. - С. 48 - 51.

95. Ельников A.B., Плюснин И.И., Бушмелева. К.И., Черный М.С. и др. Лидарная система для зондирования аэрозоля в г. Сургуте в рамках проекта CIS-LiNet//Оптика атмосферы и океана. 2006. - Т. 19, №11. С.982-985.

96. Ермаков Б.А. Оптико-электронные приборы с лазерами. Л.: ГОИ, 1982. -200 с.

97. Жукова Г.А. Методы и средства технической диагностики магистральных газопроводов //Контроль. Диагностика. 1999: - №5. - С. 15 - 19.

98. Журкин С.Н., Моисеев В:Н и др. Лазерная диагностика технического состояния магистральных газопроводов //Газовая промышленность. 200. -№6.-С. 48-51.

99. Заводовский А.Г., Плюснин И.И., Бушмелева К.И. Лазерный детектор метана //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XI-V науч. — техн. конференции «Датчик-2002». Судак, 2002. - С. 125 - 126.

100. Заводовский А.Г., Плюснин И.И., Сысоев С.М. Малогабаритный лазерный локатор утечек метана //Датчики и системы. 2007. - №4. - С. 28 - 29.

101. Завьялов А.П. Совершенствование методов оценки технического состояния технологических трубопроводов по результатам диагностирования: Дис. канд.техн.наук. Москва, 2006. - 101 с.

102. Зарицкий С.П. Диагностическое обслуживание оборудования КС. М.: ИРЦ «Газпром». Обз. инф. Серия «Газовая промышленность на рубеже XXI века», 2000. - 156 с.

103. Зарицкий С.П., Вертепов А.Г. Контроль и получение характеристик ЦБН //Газовая промышленность 2001. - №8. - С. 57 - 58.

104. Захаров М.И., Лукянов В.А. Оценка опасности локальных дефектов трубопроводов //Нефтяное хозяйство. 1997. - №2. — С. 39 - 40.

105. Зубарев Г.Ю. Разработка оптимизационной модели эксплуатации линейной части магистрального газопровода на основе анализа организации производства: Дисс. канд.техн.наук Тюмень, 2007. — 112 с.

106. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. -М.: Советское радио, 1970. -496 с.

107. Зуев В.Е., Романовский O.A. Численное моделирование лидарного зондирования газовых компонент атмосферы в средней РЖ области спектра //Оптика атмосферы, 1988. Т.1, №5 - С. 986 - 994.

108. Зуев Л.Б., Семухин Б.С., Бушмелева К.И. Зависимость скорости ультразвука от действующего напряжения при пластическом течении поликристаллов //Журнал технической физики. 1999. - Т.69, Вып. 12. - С. 100-101.

109. Земенков Ю.Д. Эксплуатация магистральных газопроводов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 525 с.

110. Иванцов О.М., Харитонов В.И'. Надежность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1987. - 165 с.

111. Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. Л.: Недра, 1987. - 232 с.

112. Инструкция по классификации стресс-коррозионных дефектов по степени их опасности. ВРД39-1.10-032-2001. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001. - 19 с.

113. Инструкция по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов полимерными композитными материалами: ВСН 39-1.10-001-99. М.: Произв. объед. «Спецнефтегаз», 2000. - 5 с.

114. ИСО 9000-1-94. Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества. Часть 1. Руководящие указания по выбору и применению: межгосударственный стандарт. Введение 94-04-01.

115. ИСО 9004-2-91. Административное управление качеством и элементы системы качества. Часть 2. Руководящие указания по услугам: международный стандарт. Введение 97-07-01.

116. ИСО 9004-3-93. Административное управление качества и элементы системы качества Часть 3: Руководящие указания по обработанным материалам: международный стандарт.

117. Казарян В.А. Подземное хранение газов и жидкостей. Ижевск: РХД, 2006.-432 с.

118. Канайкин В.А. Коррозия и дефектоскопия труб1 магистральных газопроводов. Екатеринбург: Банк культурной информации, 2003. - 368 с.

119. Карих А.И., Зяблицев А.Г. Опыт строительства систем транкинговой радиосвязи стандарта TETRA //ИНФОРМОСТ «Радиотехника и телекоммуникации». 2002. - №6. - С. 19 - 24.

120. Капитанов В.А., Катаев Н.Ю. Моделирование оптико-акустического газоанализатора многокомпонентных газовых смесей с тепловым источником //Оптика атмосферы и океана. 1992. - Т.5, №4. - С. 378 - 387.

121. Катулин В.А., Мнацаканян Э.А. Задачи автоматизации исследований в области лазерной технологии //Труды ФИАН им. П.Н. Лебедева. 1989. -Т.198.-С. 147-153.

122. Керимов, М.З. Трубопроводы нефти и газа. М.: Олимп-Бизнес, 2002. -256 с.

123. Кершенбаум В.Я. Мурзаханов Г.Х. Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса магистральных трубопроводов /Под ред. А.И. Владимирова. М.: Национальный институт нефти и газа, 2005. - 72 с.

124. Климов П.В. Разработка методов повышения безопасности эксплуатации магистральных газопроводов Республики Казахстан: Дис. канд.техн.наук. -Уфа, 2007.- 119 с.

125. Клоков А. Беспроводные ИК технологии — истинное качество последней мили //Технологии и средства связи. - 2000. - №6. - С. 8 - 10.

126. Козлов A.JL, Нуршанов В.А., Пронин В.И. и др. Природное топливо планеты. М'.: Недра, 1981. - 160 с.

127. Колотовский А.Н. Эксплуатация запорной арматуры на объектах магистральных газопроводов ОАО «Газпром» //Арматуростроение. 2006. -№2(41).-С. 62-65.

128. Концепция «Развитие профессиональной подвижной радиосвязи в Российской Федерации (2008 2015)». - Москва, 2007. - 9 с.

129. Коптева Е.А. Компьютерное моделирование калибровочных функций //Наука и молодежь: Сб. мат-лов VIIT Всерос. науч.-практ. конф. Н. Новгород: ВГИПУ, 2007. - Т.1. - С. 159-161.

130. Коршаю A.A., Коробков, Г.Е. Душин В.А.,' Набиев P.P. Обеспечение надежности магистральных трубопроводов. Уфа: УГНТУ, 2004. - 170 с.

131. Коршак A.A., Шаммазов A.M. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. - 528 с.

132. Криксунов JI.3. Справочник по основам ИК техники. М.: Советское радио, 1978.-400 с.

133. Крылов Г.В., Матвеев. А.В? и др. Эксплуатация газопроводов Западной Сибири. Л.: Недра, 1985. - 288 с.

134. Куклин A.A., Бушмелева К.И. Экспертная система комплексного диагностирования технического состояния объектов газотранспортной сети //Надежность и качество: Труды межд. симпозиума. Пенза, май 2011. - Т.2. - С. 46 - 49.

135. Кураков Л.П., Лебедев. ЕК Новые информационные технологии. -Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та, 2000.-486с.

136. Лазерная аналитическая спектроскопия /Под. ред. B.C. Антонова, Г.И. Бекова и др. М.: Наука, 1986: - 320 с.

137. Лазерный контроль атмосферы /Под ред. Э.Д. Хинкли. М.: Мир, 1979.

138. Ланчаков Г.А., Зорин Е.Е. Работоспособность трубопроводов. В 3-х ч. Ч. 3. Диагностика и прогнозирование ресурса. - М.: Недра, 2003. - 291 с.

139. Литвин И.Е., Аликин В.Н. Оценка показателей надежности магистральных трубопроводов. М.: Недра, 2003. - 170 с.

140. Лоскутов В.Е. Магнитный дефектоскоп для обнаружения продольных трещин в магистральных газопроводах: Дис. канд.техн.наук. Екатеринбург, 2004. - 121 с.

141. Магистральные газопроводы. Строительные нормы и правила СНиП 2.05.06-85. Москва: Госстрой СССР, 1985. - 52 с.

142. Мазур И.И., Иванцов О.М. Безопасность трубопроводных систем. М.: Елима, 2004.- 1104 с.

143. Макаэлян Э.А. Повышение качества, обеспечение надежности и безопасности магистральных газопроводов для совершенствования эксплуатационной пригодности. М.: Топливо и энергетика, 2001. - 638 с.

144. Маклаков C.B. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1). M.: Диалог-МИФИ, 2004. - 224 с.

145. Максименко C.B., Поляков Г.Н., Труфанов А.Н. Методы и средства технической диагностики оборудования компрессорной станции. Обзорная информ. Серия «Транспорт и подземное хранение газа».- М.: ВНИИЭгазпром, 1990. 66 с.

146. Малахов JI.M. Система транкинговой радиосвязи «САГАНЕТ» для ОАО «Порт Санкт-Петербург» //ИНФОРМОСТ «Радиотехника и телекоммуникации». 2002. - №1. - С. 22 - 24.

147. Матвеев JI.T. Физика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000.

148. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир, 1987. -550 с.

149. Мельников A.A., Осколков Г.Н., Пронин E.H. Пути продления ресурса распределительных газопроводов //Газовая промышленность. 2001. - №1.-С. 16- 18.

150. Меньков A.B., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматического управления. — М.: Обнинск, 2006. 640 с.

151. Меребашвили А.Р. Прочность и надежность магистральных трубопроводов в особых условиях: Диссертация канд.техн.наук. Махачкала, 1984. - 148 с.

152. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86: Гидрометеоиздат, 1987. -93 с.

153. МИ 2345-95. Методика выполнения измерений с применением стандартных образцов: рекомендация. -Введ. 04-07-01.

154. Минин С.И. Автоматизированная ультразвуковая система контроля напряженного состояния основного металла и сварных соединений циркуляционных трубопроводов ЯЭУ на основе эффекта акустоупругости: Дис. канд.техн наук. Обнинск, 2005. - 248 с.

155. Минько A.A. Статистический анализ в MS EXCEL. M.: Изд-во «Вильяме», 2004. - 448 с.

156. Митин Г.П. Как выбрать программируемый логический контроллер /Г.П. Митин //Мир компьютерной автоматизации. 2000. - № 1. - С. 66-69.

157. Мишин В.М. Исследование систем управления. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. - 527 с.

158. Мужицкий В.Ф., Карпов C.B. Дефектоскоп для обследования участков поверхности труб магистральных газопроводов на наличие стресс-коррозионных повреждений //Дефектоскопия. 1999. - №3. - С. 68 - 77.

159. Мурин В.И.; Г.А.Зотов Г.А. Анализ текущего состояния, проблемы и перспективы развития газовой отрасли России. Выступление в Госдуме РФ. -М.: ВНИИГАЗ. 2002. - 17 с.

160. Мустафин Ф-.М*., Быков Л.И., А.Г. Гумеров и др. Промысловые трубопроводы и оборудование: Учебное пособие для вузов. М.: ОАО «Изд-во «Недра»», 2004. - 662 с.

161. Мусьяков М.П. Проблемы ближней лазерной локации. М.: МГТУ им. Баумана, 2000. - 295 с.

162. Мухамедяров Р.Д. Аэрокосмический мониторинг экологического и техногенного состояния газонефтепродуктов //Тез.докл. 3-й Межд. конф. «Диагностика трубопроводов». Москва, 2001. - С. 91 - 92.

163. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник /Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995.

164. ОАО «Газпром», Положение по организации и проведению комплексного диагностирования линейной части магистральных газопроводов ЕСГ. -Москва, 1998.-48 с.

165. ООО «Севергазпром» Охрана окружающей среды. Ежегодный отчет за 2007г. Ухта, 2008. - 46 с.

166. Оптико-электронные системы экологического- мониторинга природной среды: Учебное пособие для.вузов //В.И. Козинцев, В.М1. Орлов, М.Л. Белов и др. Под ред. В.Н. Рождествина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -528 с.

167. Одинский А.Л'. Перспективные технологии транкинговой подвижной радиосвязи: суждено ли им развиваться на территории Российской Федерации //ИНФОРМОСТ «Радиотехника и телекоммуникации». 2002. -№2.-С. 57-58.

168. Основные требования промышленной безопасности для магистральных трубопроводов /Под ред. А.И. Владимирова, В.Я. Кершенбаума: Учебное пособие. — М.: Национальный институт нефти и газа, 2004. — 128 с.

169. Пат. №2262718. РФ. G01S 13/95. Способ измерения толщины снежного покрова /Плюснин И.И., Шошин Е.Л., Суханюк A.M. //Б.И. 2005. - № 29.

170. Пат. полезн. мод. №67297. РФ. G02F 1/09'. Устройство модуляции и детектирования оптического излучения //Плюснин И.И., Табарин В.А., Сысоев С.М., Кузин И.С. //Б.И. - 2007. - №28.

171. Пат. полезн. мод. №51745. РФ. G01N 21/61. Локатор утечек газа «ЛУГ» /Плюснин И.И., Глуховцев A.A., Демко А.И., Бушмелева К.И., Суханюк A.M. //Б.И. - 2006. - №6.

172. Патраманский Б.В. Разработка магнитных методов и средств контроля магистральных газопроводов: Дис. канд.тех.наук. — Екатеринбург, 2000. -145 с.

173. Панкратов С. Газовая отрасль России ключевой элемент глобальной энергетической безопасности //Матер, трудов IV Ежегодного межд. форума «ГАЗ РОССИИ 2006». - Москва, 2006. - С. 15 - 19.

174. Положение по организации и проведению комплексного диагностирования линейной части магистральных газопроводов ЕСГ. М.: ВНИИГАЗ, 1998.-63с.

175. Померанцев А.Л. Калибровка Электронный ресурс. /Российское хемометрическое общество. Режим доступа: http://www.chemometrics.ru/materials/textbooks/calibration.htm - Загл. с экрана.

176. Попов А.Н., Садчихин А.В. Поглощение излучений А.1=3,3922 и А.2=3,912 мкм в предельных углеводородах //Журнал прикладной спектроскопии. -1991. Т.55, №3. - С. 58-62.

177. Плюснин И.И: Устройство дистанционного зондирования для системы управления техническим состоянием линейной части магистрального газопровода: Дис. канд. техн. наук. Москва, 2009. - 215-с.

178. Плюснин И.И:, Бушмелева К.И*., Майер И.В. Система диагностирования дефектов магистральных газопроводов с использованием ГИС-технологий //Современные наукоёмкие технологии. 2005. - №8. - С. 46 - 48.

179. Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Чурсин И.И. Методика оценки показателей качества комплекса технических средств //Сборник научных трудов. Вып. 13. Физико-математические и технические науки. Сургут: Изд-во СурГУ, 2003. - С. 121 - 126.

180. Плюснин И.И., Демко А.И., Заводовский А.Г. Предупреждение аварийных ситуаций на линейной части магистрального трубопровода //Контроль и реабилитация окружающей среды: Материалы III международного симпозиума. Томск, 2002. - С. 50 - 51.

181. Плюснин И.И., Черный М.С., Сысоев С.М. Использование нейронной сети при дистанционном обнаружении утечек метана //Сб. науч. трудов. Вып.28. Физико-математические науки. Сургут: Изд-во СурТУ, 2007. - С. 130 - 140.

182. Преснухин Л.Н., Шахнов. В.А. Конструирование электрических вычислительных машин и систем. М.: Высшая школа, 1986. — 512 с.

183. Положение по организации и проведению комплексного диагностирования линейной' части магистральных газопроводов ЕСТ. М.: ВНИИГАЗ, 1998. 63с.

184. Привалов В.Е., Шеманин В.Г. Дистанционное лазерное зондирование углеводородов в атмосфере //Письма в ЖТФ: 2001. - Т.27, Вып.21. - С.71 -75.

185. Промысловые трубопроводы и оборудование: Учеб. пособие П 81 для вузов /Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков, А.Г. Гумеров и др. М.: ОАО «Издательство «Недра»», 2004. — 662 с.

186. Промышленная безопасность магистрального трубопроводного транспорта: Учебное пособие /Под ред. А.И. Владимирова, В'.Я. Кершенбаума. — M.: НП. «Национальный институт нефти и газа», 2005. — 600 с.

187. Промышленность России: статистический сборник /Госкомстат России. -М., 2000.-462 с.

188. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. -М.: Мир, 1997.-239.

189. РМГ 54-2002 ГСИ. Характеристики градуировочные средств измерений состава и свойств веществ и материалов. Методика выполнения измерений с использованием стандартных образцов. Введение 26-01-04.

190. Редькин С.Н., Краснов Г.А. и др. Результаты измерения ФПК космической ИК аппаратуры дистанционного зондирования по выходному изображению //Оптический журнал. 1993. - №3. - С. 237 - 239.

191. Риман В. Радиолокаторы с синтезированной апертурой //High Technologies of the XXI Century, 2005. №1. - С. 31 - 32.

192. Российская газовая энциклопедия /Гл. ред. Р.Вяхилев. М.: Большая Российская энциклопедия, 2004. - 527 с.

193. Российское акционерное общество «Газпром» Методический рекомендации по применению аэрокосмических методов для диагностирования трубопроводных геотехнических систем и мониторинга окружающей среды. Москва, 1995. - с. 35.

194. Рубинович С.Г. Погрешности измерений. — JL: Энергия, 1978. 262 с.

195. Салюков В.В. Разработка технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов: Дис. док. тех. наук. Москва, 2007. -345 с.

196. Салюков В.В., Синицын С.С., Имшенецкий С.П. Геодезическое позиционирование объектов транспорта газа- /Газовая промышленность. -2003-. №1. — С. 62-63.

197. Самсонов РЮ. Системный анализ геоэкологических рисков в газовой промышленности России: Дис. док.тех.наук. — Тула, 2007. 280 с.

198. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613662. Программа линейной, калибровки измерительных комплексов /Беднаржевский C.G., Коптева E.Ä. и> др. (RU). Заяв. 06.07.2006. Зарег. 20.10.2006.

199. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007613086. Градуировка средств измерений на основе рекомендаций по межгосударственной стандартизации, /Шевченко Н.Г., Коптева Е.А. и др. (RU). Заяв-. 23.04.2007. Зарег. 20:07.07.

200. Седунов Ю.С. Атмосфера. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

201. Семухин Б.С., Зуев Л.Б., Бушмелева К.И. Скорость ультразвука в низкоуглеродистой стали, деформируемой на нижнем пределе текучести //Прикладная механика и техническая физика. 2000. - Т.41, №3. - С. 197 — 201.

202. Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования: — М: ИКФ «Каталог», 2002.

203. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2003. - 604 с.

204. Скреплев И.В. Планирование технического обслуживания и ремонта электрооборудования компрессорных станций магистральных газопроводов: Дис. канд.техн.наук. Москва, 2007. - 177 с.

205. Смагин A.B. Газовая фаза почвы. М.: Изд-во МГУ, 1999.- 200 с.

206. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы /Госстрой России. -М.:ГУПЦПП, 1998.-25 с.

207. СПиПШ-42-80 (2000) Магистральные трубопроводы. М.: ВНИИСТ, 2000.-38 с.

208. Стипура А.Г., Загорулько B.C. и др. Ультразвуковой контроль качества сварного шва спирально-шовных газопроводных труб //Дефектоскопия. — 1975.-№4.-С. 22-27.

209. Сурков Ю.П., Рыбалко В.Г. и др. Коррозионное растрескивание газопроводов: Атлас. Спр. изд. — Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 72 с.

210. Табарин В.А., Плюснин И.И., Бушмелева К.И. Лазерный излучатель //Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XIV науч. техн. конференции «Датчик-2002». -Судак, 2002. - С. 276 - 278.

211. Техническое диагностирование объектов нефтегазодобычи /Под ред. А.И. Владимирова, В.Я. Кершенбаума: Учебное пособие. — М.: Национальный институт нефти и газа, 2004. — 72 с.

212. Техническое регулирование и промышленная безопасность. Магистральные трубопроводы: Научное издание /Под ред. А.И. Владимирова, В.Я'. Кершенбаума. — М:: НП «Национальный институт нефти и газа». — 2004. — 364 с.

213. Тимофеев Ю.М. Глобальная.система мониторинга параметров^атмосферы и поверхности СПб.: Питер, 2010. - 129 с.

214. ТЭК России. Ежемесячный бюллетень. — Москва; 2000; №1. - 33 с.

215. ТЭК России: статистический сборник /Т58 Госкомстат России. М., 2003. -29 с.

216. Увайсов С.У. Методы диагностирования- радиоэлектронных устройств систем управления на протяжении их жизненного цикла: Дис. док. техн. наук. Москва, 2000. - 389 с.

217. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -528 с.

218. Халилсев П.А., Григорьев П.А. Методы контроля состояния труб подземных магистральных газопроводов //Дефектоскопия. 1974. - №4. - С. 79- 106.

219. Хаскин Г.З., Фурман И.Я., Гандкин В.Я. Основные фонды газовой промышленности. М.: Недра, 1975. — 136 с.

220. Хороших A.B., Кремлев В.В. и др. Результаты мониторинга стресс-коррозионных трещин в действующем газопроводе //Дефектоскопия. 1999. - №7. - С. 33 -40.

221. Филиппов Ц.Г. Дистанционные методы производственно-экологического мониторинга предприятий транспорта и подземного хранения газа //Сборник докладов. Сочи, 2002. - С. 127 - 134.

222. Финкелынтейн М.И. Основы радиолокации. СПб.: Питер, 1997. - 295 с.

223. Чайковский А.П., Иванов А.П., Плюснин И.И. и др. Лидарная сеть CIS-LiNet для мониторинга аэрозоля и озона: методология и аппаратура //Оптика атмосферы и океана. 2005. - Т. 18, №12*. - С. 1066- 1072.

224. Черняев В.Д., Яковлев Е.И. и др. Трубопроводные магистрали жидких углеводородов М.: Недра, 1991. —288 с.

225. Шилин Б.В. Тепловая-аэросъемка при изучении природных ресурсов. Л.: Гидрометиоиздат, 1980. — 347 с.

226. Шилин Б.В., Молодчинин И.А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1992. - 347 с.

227. Яценко Е.А. Методика градуировки измерительных приборов по набору стандартных образцов* с применением специализированного программного продукта: Дис. канд. техн. наук. Москва, 2010.- 130 с.

228. Яценко Е.А., Бушмелева К.И. Калибровка измерительных систем, как одно из средств обеспечения качества питьевой воды //Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий: Сб. мат-лов науч,-практ. конф. М.: МИЭМ, 2009. - С. 261-264.

229. Bushmeleva K.I., Plyusnin I-.I. Aviation software and hardware diagnostic unit for monitoring cross-country gas-pipelines //Measurement Techniques. 2009: -V.52, №2. - S. 172- 176.

230. Bushmeleva K.I., Semukhin B.S., Zuev L.B. Dependence of the ultrasound velocity on the acting stress during plastic flow of polycrystals //Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 1999. - V.44, №12. - C. 1489 - 1490.

231. Edwards B.N., Burch D.E. Absorption of 3,39 Micron He-Ne Laser by Methane in the Atmosphere //J. Opt. Soc. Am. 1965. - V. 55. - S. 174-177.

232. INTERNATIONAL STAND ART ISO 11095. Liner calibration using reference materials. ISO. 1996. - 28 s.

233. ISO 10012:2003. Measurement management systems Requirements for measurement processes and measuring equipment. ISO. - 2003. - 26 s.

234. ISO 9004:2000. Quality management systems. Guidelines for performance improvements. ISO. 2000. - 66 s.

235. Fowlkes E.B. Some operators for ANOVA calculations //Technometrics. -1969.-№11.-S. 511-526.

236. Frenzel P., Karofeld E. СЩ emission from a hollow-ridge complex in a raised bog: The role of CH4 production and oxidation //Biogeochemistry. 2000. - №51. -S.91 - 112.

237. Furnival G.M. All possible regressions with less computation //Technometrics.- 1971.-№13.-S. 403-408.

238. Hutchinson G.L., Mosier A.R. Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes //Soil Science Society of America Journal. -1981, № 45. - S. 311 -316.

239. Laser Leak Detection and Repair //GasFinder. Canada: Boreal Laser inc., 1998.

240. Maksyutov S., Inoue G. Proposal of CH4 gas leak detection system for natural gas transportation CGER supercomputer activity report, CGER-I043-2001, NIES, Tsukuba Japan, 2003. S. 38 - 39.

241. Maplnfo Professional. Версия 8.5. Руководство пользователя, 2006.

242. Measures R.M. Laser remote sensing. N.Y.: J'. Wiley & Sons, 1984.

243. Nadezhdinskii A.I., Prokhorov A.M. Tunable Diode Laser application //Proceedings SPIE. 1992. - V. 1724.

244. Nakano Т., Sawamoto Т., Morishita T. A comparison of regression methods for estimating soil-atmosphere diffusion gas fluxes by a closed-chamber technique //Soil Biology and Biochemistry. 2004. - №36. - S. 107 - 113.

245. Patra P.K., Maksyutov S., Santhanam M.S. Derived trends of CH4 in the stratosphere from HALOE measurements, Non-C02 Greenhouse Gases, Van Ham et al. (eds), Millpress, Rotterdam, 2002. S. 295 - 300.

246. Plusnin I.I., Bushmeleva K.I., Tabarin V.A., Shoshin E.L., Bushmelev P.E. Aircraft Monitoring by a Polarization Lidar //The 7-th Russia-Chinese Symposiumon Laser Physics and Laser Technologies Tomsk /State University, Press, Tomsk, 2004.-S. 98- 100.

247. Plusnin I., Chaikovsky A., Balin Yu., Elnikov A., Tulinov G., Bukin O., Chen j B. Lidar network CIS-Linet for monitoring aerosol and ozone in CIS regions

248. Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics: XII Joint International Symposium, June 27-30. 2005, Tomsk. - S. 128 - 129.

249. Plusnin I.I., Soldatov A.N., Filonov A.G. Quick-Response Laser Humidity Meter //Proceeding of the International Conference on Lasers 2001. Tucson, Arizona. - 2001. - STS Press 2002. - S. 361 - 366.

250. Plusnin I.I., Tabarin V.A., Bushmeleva K.I. Polarization Lidar //Proceeding of the International Conference on Lasers 2001. Tucson, Arizona. - 2001. - STS Press 2002. - S. 474 — 476.

251. Plusnin I.I., Tabarin V.A., Kuzmichev V.D., Straszhevich I.A. Polarized bistabillity in He-Ne laser of A-=3,39(im //Atomic and Molecular Pulsed Lasers: The 5th International Conference. Tomsk, 2001. — S. 76.

252. Plusnin I.I., Voronov V.I., Goldaev Yu.S.« Laser effects system //Atomic and. Molecular Pulsed Lasers: The 5th International Conference. Tomsk, 2001. - S. 81 - 82.

253. Uehada K,, Tai H. Remote detection of methane with 1,66 diode laser //Appl. Opt. 1992. - V. 31, № 6. - S. 809-814.

254. Yokota T., Yoshida Y., Eguchi N., Ota Y., Tanaka T., Watanabe H., and Maksyutov S. Global Concentrations of C02 and CH4 Retrieved From GOSAT: First Preliminary Results, SOLA. 2009. - V.5. - S. 160-163.

255. Zuev L.B., Poletika I.M., Semukhin B.S., Bushmeleva K.I. The ultrasound velocity and mechanical properties of metals and alloys //Metall. 1999. - V.53, №9. - P. 324 - 327.

256. Zuev L.B., Semukhin B.S., Bushmeleva K.I. Ultrasound-velocity measurement of strain in metallic polycrystals //Materials Research Innovation. 2002. -V.5, №3-4.-P. 0140-0143.