RU2700491C1 - Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline - Google Patents
Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700491C1 RU2700491C1 RU2019100836A RU2019100836A RU2700491C1 RU 2700491 C1 RU2700491 C1 RU 2700491C1 RU 2019100836 A RU2019100836 A RU 2019100836A RU 2019100836 A RU2019100836 A RU 2019100836A RU 2700491 C1 RU2700491 C1 RU 2700491C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emergency
- situation
- information
- mmt
- emergency situation
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 101000709114 Homo sapiens SAFB-like transcription modulator Proteins 0.000 description 17
- 102100032664 SAFB-like transcription modulator Human genes 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 9
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005654 stationary process Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматизации контроля и управления технологическим процессом транспортировки продукта по магистральным трубопроводам средствами линейной телемеханики и может быть использовано при эксплуатации трубопроводного транспорта.The invention relates to the field of automation of control and management of the technological process of product transportation through trunk pipelines by means of linear telemechanics and can be used in the operation of pipeline transport.
К основным нештатным ситуациям на многониточном магистральном трубопроводе (ММТ) относятся: разрыв трубопровода/утечка продукта, несанкционированная перестановка запорной арматуры и, как следствие, переток транспортируемого продукта между трубопроводами с разными динамическими режимами. Известно множество способов обнаружения разрывов/утечек, основанных на различных физических явлениях и законах.The main emergency situations on a multi-line trunk pipeline (MMT) include: pipeline rupture / product leakage, unauthorized relocation of shut-off valves and, as a result, overflow of the transported product between pipelines with different dynamic modes. There are many known methods for detecting gaps / leaks based on various physical phenomena and laws.
Известен способ визуального контроля состояния линейной части трубопровода, основанный на изменении физико-технического состояния трубопровода и пространства вблизи места возникновения утечки, осуществляемый методом патрулирования с использованием носимых устройств обнаружения утечек (Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. - Л.: Недра, 1987, с. 69-71).There is a method of visual monitoring the state of the linear part of the pipeline, based on a change in the physical and technical condition of the pipeline and the space near the leak, carried out by patrolling using wearable leak detection devices (Ionin D.A., Yakovlev E.I. Modern methods for diagnosing main gas pipelines . - L .: Nedra, 1987, p. 69-71).
Недостатками способа являются его трудоемкость, периодичность осуществляемого контроля, невозможность осуществления в отдаленных, труднодоступных местах и в сложных климатических условиях.The disadvantages of the method are its complexity, the frequency of monitoring, the inability to implement in remote, inaccessible places and in difficult climatic conditions.
Известен способ контроля состояния магистрального трубопровода, основанный на изменении физико-технического состояния трубопровода (напряженность магнитного поля, механическая деформация) в месте возникновения утечки, осуществляемый методом пропускания внутри трубопровода различных регистрирующих приборов (Патент RU №2306479 С2, МПК F17D 5/02 (2006.01), 20.09.2007).A known method of monitoring the state of the main pipeline, based on a change in the physical and technical condition of the pipeline (magnetic field strength, mechanical deformation) at the place of leakage, is carried out by transmitting various recording devices inside the pipeline (Patent RU No. 2306479 C2, IPC F17D 5/02 (2006.01 ), 09/20/2007).
Недостатками способа являются сложность применяемой аппаратуры, необходимость в специальном оборудовании трубопровода, периодичность осуществляемого контроля, ограниченность контролируемых расстояний, недостаточная точность и надежность,.The disadvantages of the method are the complexity of the equipment used, the need for special equipment of the pipeline, the frequency of monitoring, limited monitoring distances, lack of accuracy and reliability.
Известен способ контроля состояния линейной части магистрального трубопровода, основанный на изменении температуры грунта вблизи места возникновения утечки, осуществляемый методом авиапатрулирования с использованием тепловизионной аппаратуры, установленной на борту вертолета или самолета (Алеев P.M., Овсянников В.А., Чепурский В.Н. Воздушная тепловизионная аппаратура для контроля нефтепродуктопроводов. - М.: Недра, 1995, с. 160).A known method of monitoring the state of the linear part of the main pipeline, based on a change in the temperature of the soil near the place of leakage, is carried out by air patrolling using thermal imaging equipment installed on board a helicopter or aircraft (Aleev PM, Ovsyannikov V.A., Chepursky V.N. equipment for monitoring oil pipelines. - M .: Nedra, 1995, p. 160).
Недостатками способа являются высокая стоимость, периодичность осуществления контроля, зависимость от погодных условий.The disadvantages of the method are the high cost, the frequency of control, depending on weather conditions.
Известен способ обнаружения утечки, основанный на явлении возникновения акустических волн в месте утечки, генерируемых истечением газа, распространяющихся вдоль трубы в противоположных направлениях (Патент RU №2221230 С1, МПК G01M 3/24 (2000.01), F17D 5/02 (2000.01). 10.01.2004), осуществляемый методом измерения и анализа акустических сигналов двумя акустическими датчиками, расположенными вдоль трубопровода, преобразования акустических сигналов в электрические сигналы, усиления, фильтрации, определения взаимного спектра электрических сигналов и, по уровню энергии взаимного спектра, определения наличия признаков акустических сигналов течи, определения места течи по разности времен прибытия акустических сигналов к каждому из датчиков, находящихся по обе стороны от места течи.A known method for detecting leaks, based on the phenomenon of the occurrence of acoustic waves at the leakage site, generated by the outflow of gas propagating along the pipe in opposite directions (Patent RU No. 2221230 C1, IPC
Устройство, реализующее данный способ, содержит n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных: блока акустических преобразователей (датчика), блока усиления, соединенного с блоком фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, n канальных блоков передачи информации, блок анализа взаимных спектров сигналов и блок управления.A device that implements this method contains n measuring channels, each of which consists of a series-connected: acoustic transducer (sensor) unit, an amplification unit connected to a filtering unit, an analog-to-digital conversion unit, n channel information transmission units, a mutual spectrum analysis unit signals and control unit.
Недостатками способа являются высокий уровень ложных срабатываний, вызванных низкой помехоустойчивостью к шумам различного происхождения (технологического, сейсмоакустического), невысокая точность определения места утечки (при расчете не учитывается влияние на скорость распространения звука изменение динамических параметров потока), высокая эксплуатационная и приборная стоимость (при большой протяженности трубопровода существенно возрастает количество акустических датчиков и каналообразующей аппаратуры, устанавливаемых вдоль трассы, и объем кабельной продукции.The disadvantages of the method are the high level of false alarms caused by low noise immunity to noise of various origins (technological, seismoacoustic), low accuracy of determining the location of the leak (the calculation does not take into account the effect on the propagation speed of the sound by changing the dynamic parameters of the stream), high operational and instrument cost (for large the length of the pipeline significantly increases the number of acoustic sensors and channel-forming equipment installed along race, and the volume of cable products.
Известен способ обнаружения утечки в трубопроводе, основанный на использовании математической модели работы газотранспортной системы, реализованный в системе моделирования газопровода «PMS» с функцией обнаружения утечек производства компании LicEnergy («LICENERGY magasine» ISSUE NO.2 MARCH 1999), осуществляемый следующим образом: на основании конфигурации газотранспортной системы создается математическая модель этой системы, рассчитываются прогнозируемые значения давления и расхода газа в точках контроля согласно конфигурации с которыми с заданным периодом сравниваются реальные значения расхода и давления в этих точках, получаемые в реальном масштабе времени из базы данных системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и, в случае отличия измеренных значений от прогнозируемых с заданным критерием, делается вывод о наличии разрыва/утечки на контролируемом участке магистрального газопровода, при этом методом линейной аппроксимации приблизительно вычисляется местоположение нештатного события.A known method for detecting leaks in a pipeline, based on the mathematical model of the gas transmission system, is implemented in the PMS gas pipeline simulation system with the leak detection function manufactured by LicEnergy (LICENERGY magasine ISSUE NO.2 MARCH 1999), as follows: based on gas transmission system configuration, a mathematical model of this system is created, the predicted values of pressure and gas flow at the control points are calculated according to the configuration with which The real values of the flow rate and pressure at these points, obtained in real time from the database of the supervisory control and data acquisition system (SCADA), are compared and, if the measured values differ from those predicted with the specified criterion, it is concluded that there is a gap / leak on the monitored section of the main gas pipeline, while the method of linear approximation approximately calculates the location of an emergency event.
Основными недостатками способа являются низкая точность, и трудоемкость применения на многониточном магистральном трубопроводе, т.к. данная система моделирования - сложная, уникальная система, требующая длительной настройки, основным условием корректной работы системы моделирования является постоянство конфигурации газотранспортной системы и стационарность процесса транспорта газа, что практически не осуществимо в реальных условиях. В процессе эксплуатации изменение конфигурации газотранспортной системы происходит достаточно регулярно, любое изменение конфигурации потребует перенастройки системы.The main disadvantages of the method are low accuracy, and the complexity of the application on a multi-line trunk pipeline, because This simulation system is a complex, unique system that requires a long setup, the main condition for the correct operation of the simulation system is the constancy of the gas transmission system configuration and the stationary process of gas transport, which is practically not feasible in real conditions. During operation, a change in the configuration of the gas transmission system occurs quite regularly; any change in configuration will require reconfiguration of the system.
Во всех перечисленных способах не предусмотрено обнаружение несанкционированной перестановки запорной арматуры, за исключением прямой сигнализации ее состояния.In all of the above methods, the detection of unauthorized rearrangement of valves is not provided, with the exception of direct signaling of its condition.
Известен способ обнаружения утечки в трубопроводе, основанный на явлении возникновения волн разрежения давления (волн давления) в момент возникновения утечки продукта, распространяющихся по трубе в обе стороны от места утечки со скоростью, близкой к скорости звука в транспортируемом продукте, осуществляемый методом анализа волн давления, реализуемый системой обнаружения повреждений трубопроводов СОПТ «WaveControl» («WaveControl. Автоматическая система обнаружения повреждений трубопроводов», 2013, ООО «Эл Би Скай Глобал» http://grouplb.com/pdf/wavecontrol_opisanie.pdf).A known method for detecting a leak in a pipeline, based on the phenomenon of occurrence of pressure rarefaction waves (pressure waves) at the time of product leakage, propagating through the pipe on both sides of the leak at a speed close to the speed of sound in the transported product, carried out by pressure wave analysis, implemented by the Pipeline Damage Detection System “WaveControl” (“WaveControl. Automatic Pipeline Damage Detection System”, 2013, GB Sky Global LLC http://grouplb.com/pdf/wavecontrol_opisanie.pdf )
Реализация способа осуществляется следующим образом: для фиксирования «волн давления проводят непрерывное измерение давления в контрольных точках трубопровода при помощи высокоскоростных датчиков давления, снимающих показания с частотой 1000 раз в секунду, данные с датчиков давления в виде унифицированных токовых сигналов поступают в локальный контроллер, локальный контроллер оцифровывает полученные данные, вычисляет корреляцию динамического давления и профиль давления, сравнивает корреляцию с порогом и, в случае превышения установленного значения порога корреляции, передает информацию о наличии волны давления на центральный контроллер. Центральный контроллер анализирует сообщения от локальных контроллеров и принимает решение о наличии утечки при выполнении следующих условий: волна давления зарегистрирована более чем одним из локальных контроллеров; источник сигнала о наличии волны давления расположен в контролируемом сегменте трубопровода; полученные тревожные сигналы идентифицированы как утечки при помощи соответствующих алгоритмов обработки данных.The implementation of the method is as follows: to record "pressure waves, a continuous pressure measurement is carried out at the control points of the pipeline using high-speed pressure sensors that take readings at a frequency of 1000 times per second, data from the pressure sensors in the form of unified current signals are transmitted to the local controller, local controller digitizes the obtained data, calculates the correlation of the dynamic pressure and pressure profile, compares the correlation with the threshold and, if the setting is exceeded the value of the correlation threshold, transmits information about the presence of a pressure wave to the central controller. The central controller analyzes the messages from the local controllers and decides on a leak if the following conditions are met: the pressure wave is detected by more than one of the local controllers; a signal source about the presence of a pressure wave is located in a controlled segment of the pipeline; Received alarms are identified as leaks using appropriate data processing algorithms.
Центральный контроллер выводит информацию о состоянии контролируемого участка на экран диспетчера в виде топологической схемы е указанием красным символом «мишени» места возникновения утечки и транспаранта с указанием места, времени и даты возникновения утечки.The central controller displays information about the state of the monitored area on the dispatcher’s screen in the form of a topological diagram e indicating the red spot of the “target” of the leak and the transparency with the location, time and date of the leak.
Недостатками способа являются: - отсутствие определения факта несанкционированной перестановки запорной арматуры; высокая стоимость используемого оборудования (высокоскоростные датчики давления, расходомеры, локальные контроллеры в промышленном исполнении, центральный контроллер, автоматизированное рабочее место оператора, линии связи); высокая эксплуатационная стоимость.The disadvantages of the method are: - lack of determination of the fact of unauthorized rearrangement of valves; the high cost of the equipment used (high-speed pressure sensors, flow meters, local controllers in industrial design, a central controller, an operator's workstation, communication lines); high operational cost.
Известны способы обнаружения утечки и ее локализации, реализуемые системой линейной телемеханики (СЛТМ) СТН-3000 с «встроенными» функциями системы обнаружения утечек (СОУ) (AT GS Система обнаружения утечек в составе СЛТМ СТН-3000. Техническая информация. http://docplayer.ru/27338883-At-gs-sistema-obnaruzheniya-utechek-sou-v-sostave-sltm-stn-3000-tehnicheskaya-informaciya.html). Система реализует несколько способов обнаружения утечек, основанных на разных физических явлениях. В качестве аналога рассмотрим способ, основанный на явлении возникновения волн разрежения давления (волна давления) в момент возникновения утечки продукта.Known methods for detecting leaks and its localization, implemented by the linear telemechanics system (SLTM) STN-3000 with "built-in" functions of the leak detection system (SOU) (AT GS Leak detection system as part of the SLTM STN-3000. Technical information. Http: // docplayer .ru / 27338883-At-gs-sistema-obnaruzheniya-utechek-sou-v-sostave-sltm-stn-3000-tehnicheskaya-informaciya.html). The system implements several leak detection methods based on different physical phenomena. As an analogue, we consider a method based on the phenomenon of occurrence of pressure rarefaction waves (pressure wave) at the time of product leakage.
Реализация указанного способа осуществляется следующим образом: для обнаружения волны давления на каждом контролируемом пункте (КП) СЛТМ проводят периодическое измерение давления с интервалом не более 0,01 с прецизионными датчиками давления, фильтрацию полученных данных с помощью цифровых фильтров с целью отсечения случайных отклонений значений давления и последующую обработку данных штатным контроллером КП СЛТМ методом корреляционного анализа. В случае обнаружения волны давления контроллер КП формирует соответствующее сообщение в систему верхнего уровня.The implementation of this method is carried out as follows: to detect a pressure wave at each controlled point (CP) of the SLTM, periodically measure the pressure with an interval of not more than 0.01 with precision pressure sensors, filter the data using digital filters to cut off random deviations of pressure values and subsequent data processing by the regular controller of the CP SLTM method of correlation analysis. In case of detection of a pressure wave, the control unit generates a corresponding message to the upper level system.
Сервер пункта управления (ПУ) СЛТМ осуществляет сбор данных от КП, в том числе и информацию об обнаруженных волнах давления по штатной системе технологической связи СЛТМ, разделяет потоки информации и передает данные на сервер СОУ. На уровне сервера СОУ принимается окончательное решение о наличии утечки. Если факт утечки установлен, на уровне сервера СОУ вычисляется место возникновения утечки по разности времени регистрации волны давления на двух смежных КП и передается сообщение на АРМ СОУ и одновременно на ПУ СЛТМ, содержащее данные (дата, время, место возникновения утечки), необходимые для принятия решения о дальнейших мерах по локализации аварийного участка штатными средствами СЛТМ.The server of the control center (PU) SLTM collects data from the control unit, including information about the detected pressure waves through the standard technological communication system SLTM, separates the information flows and transmits data to the server JMA. At the JMA server level, the final decision is made on the presence of a leak. If a leak is established, at the level of the JMA server, the place of occurrence of the leak is calculated by the difference in time of registration of the pressure wave at two adjacent control gears and a message is transmitted to the automated workplace of the JMA and simultaneously to the SLTM control unit containing the data (date, time, location of the leak) necessary for acceptance decisions on further measures to localize the emergency site using regular SLTM means.
Для реализации данного способа осуществляется расширение «типовой» СЛТМ СТН-3000. Каждый контролируемый пункт СЛТМ оснащают прецизионными датчиками давления. В программное обеспечение контроллера КП добавляют функции предварительной обработки данных для задач системы обнаружения утечек. В ПУ СЛТМ как составную часть включают программно-технический комплекс СОУ, содержащий: сервер СОУ; автоматизированное рабочее место СОУ; специальное программное обеспечение СОУ.To implement this method, the extension of the "typical" SLTM STN-3000. Each monitored SLTM station is equipped with precision pressure sensors. The pre-processing functions for the tasks of the leak detection system are added to the KP controller software. In PU SLTM as an integral part include the software and hardware complex of the JMA, comprising: a JMA server; automated workplace of JMA; special SOU software.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- отсутствие определения факта несанкционированной перестановки запорной арматуры;- lack of determination of the fact of unauthorized rearrangement of valves;
- необходимость оснащения «типовой» СЛТМ дополнительными техническими средствами; что приводит к существенному удорожанию СЛТМ;- the need to equip the "typical" SLTM with additional technical means; which leads to a significant increase in the cost of SLTM;
- наличие ограничений применения данного способа в виде необходимых условий: непрерывность течения транспортируемого продукта; стационарность режима транспортирования; погрешность датчиков давления не хуже ±0,15%.- the presence of restrictions on the use of this method in the form of necessary conditions: the continuity of the flow of the transported product; stationary mode of transportation; the error of the pressure sensors is not worse than ± 0.15%.
Известен прецедентный способ обнаружения нештатной ситуации на многониточном магистральном газопроводе (ММГ), предложенный в работе (Бухвалов И.Р. Методы и алгоритмы информационной поддержки управления газотранспортной системой: дис. канд. тех. наук: 05.13.06. - 2007). Способ является наиболее близким к заявляемому способу и выбран в качестве прототипа.There is a known case-finding method for detecting an emergency on a multi-line main gas pipeline (MMG), proposed in (Bukhvalov I.R. Methods and algorithms for information support for managing a gas transmission system: dissertation of the candidate of technical sciences: 05.13.06. - 2007). The method is the closest to the claimed method and is selected as a prototype.
Прецедент в данной работе - это состояние ограниченного участка ММГ с определенной конфигурацией запорной арматуры (комбинация состояний запорной арматуры) в виде последовательности изменений значений показаний датчиков давления в совокупности с прогнозируемой при этом нештатной ситуацией.The precedent in this work is the state of a limited MMG section with a certain configuration of shutoff valves (a combination of shutoff valve states) in the form of a sequence of changes in the values of the pressure sensors readings in conjunction with the emergency situation predicted in this case.
Реализация способа осуществляется следующим образом.The implementation of the method is as follows.
Заранее создают библиотеку прецедентов для участка ММГ, обслуживаемого СЛТМ. Для линейной части данного участка ММГ моделируют технологический процесс транспорта газа и все возможные на участке нештатные ситуации, связанные с разрывом газопровода/утечкой газа и запоминают изменения значений показаний датчиков давления с метками времени, соответствующие каждой смоделированной нештатной ситуации. Полученные данные классифицируют в зависимости от конфигурации запорной арматуры и заносят в библиотеку прецедентов. Нештатные ситуации моделируют последовательно на каждой из ниток газопровода с определенной дискретностью. В общем случае максимально возможное количество прецедентов (Pmax) для участка ММГ составляетA precedent library is created in advance for the MMG site served by SLTM. For the linear part of this section, MMG simulates the technological process of gas transport and all possible emergency situations associated with a gas pipeline rupture / gas leak and remembers changes in pressure sensor readings with time marks corresponding to each simulated emergency situation. The obtained data is classified depending on the configuration of the shutoff valves and entered into the use case library. Emergency situations are modeled sequentially on each of the pipelines with a certain discreteness. In the General case, the maximum possible number of precedents (P max ) for the MMG site is
где 2N - количество возможных конфигураций запорной арматуры (два возможных состояния крана - открыт/закрыт, N - количество кранов на участке);where 2 N - the number of possible configurations of valves (two possible valve status - open / closed, N - the number of cranes in the area);
К - количество ниток газопровода на участке;To - the number of pipelines on the site;
L - протяженность участка в км;L is the length of the plot in km;
Δ - шаг дискретизации ММГ в км;Δ is the MMG discretization step in km;
[L/Δ] - целое число от отношения с округлением в меньшую сторону.[L / Δ] is an integer from the relation with rounding down.
Рассмотрим создание библиотеки прецедентов на примере конкретного участка ММГ протяженностью 27 км, состоящего из двух ниток с расположенными на них шестью кранами, фигура 1.Consider the creation of a precedent library by the example of a
В соответствии с формулой (1) максимальное количество прецедентов для данного участка при шаге дискретизации ММГ 5 км составило бы 640. Однако, с учетом технологического процесса транспорта газа, для рассматриваемого участка возможны только 26 комбинаций состояний кранов, при которых не нарушается технологический процесс (комбинации состояний, когда одновременно закрыты краны 1 и 2 или краны 3 и 4 -невозможны). Реально возможные комбинации состояний кранов для данного участка ММГ приведены в таблице 1.In accordance with formula (1), the maximum number of precedents for a given section with an MMG sampling step of 5 km would be 640. However, taking into account the technological process of gas transport, only 26 combinations of valve states are possible for the section under consideration, in which the technological process is not disturbed (combinations states when
Таким образом, для формирования библиотеки прецедентов с шагом дискретизации 5 км для двуниточного газопровода с шестью кранами данной конфигурации, протяженностью 27 км, потребуется описание 260 прецедентовThus, to create a library of use cases with a sampling step of 5 km for a two-line gas pipeline with six cranes of this configuration, 27 km long, a description of 260 cases will be required
где Рреал - реальное количество прецедентов для данного участка ММГ;where R real is the real number of precedents for this MMG site;
2 - количество ниток газопровода на участке;2 - the number of pipelines on the site;
5 - количество смоделированных нештатных ситуаций на каждой из ниток для данного участка.5 - the number of simulated contingencies on each thread for a given site.
Автоматически на ПУ СЛТМ, путем сравнения текущих технологических параметров с данными, занесенными в библиотеку прецедентов, выбирают наиболее близкий (похожий) прецедент для данной конфигурации участка ММГ и делают вывод о возможном возникновении нештатной ситуации, при этом определяют место ее нахождения с точностью до шага дискретизации на конкретной нитке ММГ.Automatically at the SLTM control center, by comparing the current technological parameters with the data recorded in the use-case library, the closest (similar) use-case for the given configuration of the MMG site is selected and a conclusion is made about the possibility of an emergency, while determining its location accurate to the discretization step on a specific thread MMG.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- сложность создания библиотеки прецедентов для всех возможных конфигураций кранов и возможных при этом нештатных ситуаций;- the difficulty of creating a precedent library for all possible crane configurations and possible contingencies;
- привлечение значительных вычислительных ресурсов из-за громоздкости библиотеки прецедентов;- Attraction of significant computing resources due to the cumbersome use case library;
- отсутствие распознавания типа нештатной ситуации.- lack of recognition of the type of emergency.
В условиях возрастающих требований к надежности и безопасности эксплуатации трубопроводного транспорта, проблема своевременного обнаружения нештатной ситуации типа - разрыв трубопровода/утечка продукта с последующей локализацией поврежденного участка трубопровода становиться все более актуальной. Не менее актуально обнаружение несанкционированной перестановки запорной арматуры, поскольку несанкционированное закрытие/открытие запорной арматуры может привести не только к нарушению режима транспорта продукта, но и к разрыву трубопровода вследствие недопустимого превышения давления, а также к возникновению аварийной ситуации вследствие перетока транспортируемого продукта на участки трубопровода, где проводятся ремонтные или профилактические работы. В реальных условиях были зарегистрированы случаи несанкционированной перестановки запорной арматуры, в то время, как средства прямой сигнализации показывали ее штатное состояние. Распознавание типа нештатной ситуации также имеет большое значение, т.к. определяет оптимальный комплекс мер для ее ликвидации.In conditions of increasing requirements for the reliability and safety of pipeline transport operation, the problem of timely detection of an emergency situation such as a pipeline rupture / product leakage and subsequent localization of the damaged section of the pipeline becomes more and more relevant. The detection of unauthorized relocation of shutoff valves is no less relevant, since unauthorized closing / opening of shutoff valves can lead not only to a violation of the product’s transport mode, but also to rupture of the pipeline due to unacceptable excess pressure, as well as to an emergency due to overflow of the transported product to pipeline sections, where repair or maintenance work is carried out. In real conditions, cases of unauthorized rearrangement of valves were recorded, while direct signaling devices showed its normal condition. Recognizing the type of contingency is also of great importance, as determines the optimal set of measures for its elimination.
Техническим результатом предлагаемого способа является расширение функциональных возможностей, повышение быстродействия и точности обнаружения нештатной ситуации, повышение надежности и безопасности эксплуатации ММТ.The technical result of the proposed method is to expand the functionality, increase the speed and accuracy of detection of an emergency, increase the reliability and safety of operation of MMT.
Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения нештатной ситуации на многониточном магистральном трубопроводе (ММТ), заключающемся в сопоставлении технологических параметров транспортировки продукта по ММТ, получаемых от контролируемых пунктов системы линейной телемеханики, с технологическими параметрами, соответствующими нештатным ситуациям, заранее определенными для конкретного участка ММТ, участок ММТ представляют в виде множества элементов, состоящих из крана и двух датчиков давления, установленных до и после крана. Одновременно формируют совокупность всех признаков нештатных ситуаций для каждого элемента по возможным изменениям значений показаний датчиков давления и состояний крана. В масштабе реального времени с помощью программных средств на контролируемом пункте сопоставляют изменения текущих технологических параметров для каждого из элементов участка ММТ с ранее определенными признаками, соответствующими каждой из возможных нештатных ситуаций. По результатам сопоставления, сравнивая с информацией по смежным элементам, определяют возможное наличие нештатной ситуации. Информацию о наличии нештатной ситуации для элемента передают на пункт управления системы линейной телемеханики, после чего на пункте управления подтверждают наличие нештатной ситуации и определяют тип нештатной ситуации: разрыв трубопровода/утечка продукта или несанкционированная перестановка запорной арматуры, координату места возникновения нештатной ситуации по совокупности информации, полученной от контролируемых пунктов. Для исключения пропуска нештатной ситуации в пограничной области линейно-производственного участка ММТ, вводят обмен информацией между соседними контролируемыми пунктами, расположенными на смежных линейно-производственных участках.The technical result is achieved by the fact that in the method for detecting an emergency on a multi-line trunk pipeline (MMT), which consists in comparing the technological parameters of product transportation through MMT obtained from the controlled points of the linear telemechanics system with technological parameters corresponding to emergency situations predefined for a specific section MMT, the MMT section is represented in the form of a set of elements consisting of a crane and two pressure sensors installed before and after crane. At the same time, a set of all the signs of emergency situations is formed for each element according to possible changes in the values of the pressure sensors and valve conditions. In real time, with the help of software at the controlled point, changes in the current technological parameters for each of the elements of the MMT site are compared with previously defined signs corresponding to each of the possible emergency situations. By comparing the results, comparing with information on related elements, determine the possible presence of an emergency. Information on the presence of an emergency situation for an element is transmitted to the control center of the linear telemechanics system, after which the emergency situation is confirmed at the control point and the type of emergency situation is determined: pipeline rupture / product leakage or unauthorized relocation of shut-off valves, the coordinate of the emergency situation according to the information, received from controlled items. To avoid missing an emergency in the border area of the MMT linear production site, an exchange of information is introduced between neighboring controlled points located in adjacent linear production areas.
Способ обнаружения нештатной ситуации на многониточном магистральном трубопроводе поясняют следующие фигуры:The method of detecting an emergency on a multi-line trunk pipeline is explained by the following figures:
- фигура 1 поясняет создание библиотеки прецедентов в прототипе. На ней показан участок ММГ протяженностью 27 км, рассматриваемый в качестве примера, состоящий из двух ниток МГ с шестью кранами определенной конфигурации (обозначены цифрами 1, 2, 3,4. 5, 6);- figure 1 illustrates the creation of a use case library in the prototype. It shows an MMG section with a length of 27 km, considered as an example, consisting of two MG lines with six cranes of a certain configuration (indicated by the
- фигура 2 поясняет понятие элемента участка ММТ, где Р1 и Р2 - датчики давления, установленные до и после крана по направлению течения продукта, соответственно;- figure 2 explains the concept of an element of the MMT section, where P1 and P2 are pressure sensors installed before and after the valve in the direction of the product flow, respectively;
- фигура 3 поясняет дополнительный этап анализа состояния ММТ, заключающийся во введении ежесекундного информационного обмена между соседними контролируемыми пунктами, расположенными на смежных линейно-производственных участках. На рисунке условно показаны системы линейной телемеханики, расположенные на трех смежных линейно-производственных участках, обозначенных как «n-1», n и «n+1». Каждая система состоит из пункта управления и некоторого количества контролируемых пунктов, обозначенных ПУn-1 ПУn, ПУn+1 и КПNn-1 КПNn и КПNn+1, соответственно. В обозначении ПУ и КП индексы «n-1», n и «n+1» означают принадлежность к соответствующим линейно-производственным участкам, символ N - означает количество КП в системе, которое в разных системах может быть различным. Пунктиром условно показаны границы между смежными линейно-производственными участками;- figure 3 explains an additional stage of the analysis of the state of MMT, which consists in the introduction of a second-by-second information exchange between neighboring controlled points located on adjacent linear production sites. The figure conventionally shows linear telemechanics systems located on three adjacent linear production sections, designated as “n-1”, n and “n + 1”. Each system consists of a control point and a number of monitored points indicated by control centers n-1 control centers n , control centers n + 1 and control stations n-1 control units n and control units n + 1 , respectively. In the designation of PU and KP, the indices "n-1", n and "n + 1" mean belonging to the corresponding linear production sections, the symbol N - means the number of KP in the system, which may be different in different systems. The dashed line conventionally shows the boundaries between adjacent linear production sections;
- фигура 4 поясняет взаимосвязь между имитатором пункта управления, имитаторами контролируемых пунктов системы линейной телемеханики и имитатором данных технологического процесса транспортировки газа по магистральному газопроводу определенной конфигурации при проведении эксперимента по анализу адекватности предлагаемого способа в лабораторных условиях.- figure 4 explains the relationship between the simulator of the control point, the simulators of the controlled points of the linear telemechanics system and the simulator of the data of the technological process of transporting gas through a gas pipeline of a certain configuration when conducting an experiment to analyze the adequacy of the proposed method in laboratory conditions.
Предлагаемый способ обнаружения нештатной ситуации на многониточном магистральном трубопроводе осуществляется следующим образом.The proposed method for detecting an emergency on a multi-line trunk pipeline is as follows.
Участок ММТ, представляют в виде множества элементов, состоящих из крана и двух датчиков давления, установленных до и после крана, (фигура 2) и одновременно формируют совокупность всех признаков нештатных ситуаций для каждого элемента по возможным изменениям значений показаний датчиков давления и состояний крана (прецедент), представленных в таблице 2.The MMT section is represented in the form of a set of elements consisting of a valve and two pressure sensors installed before and after the valve (Figure 2) and at the same time they form a set of all signs of emergency situations for each element according to possible changes in the values of the pressure sensors and valve conditions (precedent ) presented in table 2.
Кран на элементе может находиться в двух состояниях - открыт (обозначим это состояние как О) и закрыт (обозначим это состояние как З). Обозначим показание датчика в начале работы - Pn, показание датчика в процессе работы - Pt, уставку по предельному изменению показания датчика - dP. Таким образом, в любой момент времени каждый датчик давления (Р1, Р2) может иметь 3 возможных состояния, обозначенных как:The crane on the element can be in two states - open (denote this state as O) and closed (denote this state as Z). We denote the sensor reading at the beginning of operation - Pn, the sensor reading during operation - Pt, the set point for the maximum change in the sensor reading - dP. Thus, at any time, each pressure sensor (P1, P2) can have 3 possible states, indicated as:
- 0 при abs(Pt-Pn)<dP;- 0 for abs (Pt-Pn) <dP;
- -1 при (Pt-Pn)<-dP;- -1 for (Pt-Pn) <- dP;
- 1 при (Pt-Pn)>dP).- 1 for (Pt-Pn)> dP).
Очевидно, что для элемента становятся возможны 18 комбинаций состояний датчиков давления и состояния крана (прецедентов).Obviously, for the element, 18 combinations of states of pressure sensors and the status of the valve (precedents) become possible.
Вводят следующую оценку возможности нештатной ситуации:The following contingency assessment is introduced:
- высоковероятная ситуация ++;- highly probable situation ++;
- возможная ситуация +;- possible situation +;
- невозможная ситуация -.- impossible situation.
Таблица прецедентов (таблица 2) справедлива для всех элементов на контролируемом системой линейной телемеханики участке ММТ как для анализа на КП, так и для анализа на ПУ.The precedent table (table 2) is valid for all elements in the MMT section controlled by a linear telemechanics system, both for analysis on control gears and for analysis on control points.
Типовая система линейной телемеханики, осуществляющая автоматический контроль технологических параметров, состояний технологического оборудования и дистанционное управление исполнительными механизмами линейной части ММТ, состоит из пункта управления (ПУ), включающего автоматизированное рабочее место диспетчера и располагаемого на диспетчерском пункте линейно-производственного участка, контролируемых пунктов (КП), распределенных по линейно-производственному участку и располагаемых в непосредственной близости к крановым площадками, и объединяющих ПУ и КП каналов связи.A typical system of linear telemechanics, which automatically controls the technological parameters, conditions of technological equipment and remotely controls the actuators of the linear part of MMT, consists of a control point (PU), which includes an automated workplace for a dispatcher and located at a control center of a linear production site, controlled points (KP ) distributed over the linear production site and located in close proximity to the crane platforms E and combining PU and CP communication channels.
Все операции на контролируемом пункте и пункте управление проводят с помощью программных средств в масштабе реального времени.All operations at the controlled point and control point are carried out using software in real time.
Сравнение текущих технологических параметров с ранее определенными в таблице 2 признаками прецедентов на уровне КП позволяет обнаружить нештатную ситуацию. Однако из таблицы 2 видно, что возможны только несколько случаев, с высокой вероятностью однозначно определяющих возникшую нештатную ситуацию.Comparison of the current technological parameters with the precedents of the precedents in table 2 signs of precedents at the level of KP can detect an emergency. However, it can be seen from Table 2 that only a few cases are possible that are highly likely to uniquely determine the emergency situation that has arisen.
Все вероятные состояния проверяются суперпозицией по группе соседних элементов и, в случае подтверждения обнаружения на КП, сообщение о нештатной ситуации передается на ПУ в приоритетном режиме с меткой времени и признаком возможной нештатной ситуации, что позволяет сократить временя обнаружения нештатной ситуации на ПУ.All probable states are checked by superposition on the group of neighboring elements and, in the case of confirmation of detection at the control room, an emergency message is transmitted to the control unit in priority mode with a time stamp and a sign of a possible emergency situation, which reduces the time of detection of an emergency situation at the control room.
Для обнаружения нештатной ситуации типа разрыв/утечка и определения ее места нахождения, на КП одновременно с анализом текущего состояния элемента проводят поиск волны давления. В случае выявления волны давления на КП, сообщение о нештатной ситуации с меткой времени передается на ПУ в приоритетном режиме.In order to detect an abnormal situation such as a gap / leak and determine its location, a pressure wave is searched at the control unit simultaneously with the analysis of the current state of the element. In the event that a pressure wave is detected on the control unit, an emergency message with a time stamp is transmitted to the control unit in priority mode.
Одновременно на ПУ проводится собственный анализ изменений текущего состояния элемента и поиск волны давления по алгоритму аналогичному алгоритму обработки данных на КП, в случае подтверждения, информация о выявленной нештатной ситуации отображается на ПУ с признаком выявления на ПУ. Окончательное решение о наличии нештатной ситуации типа разрыв/утечка принимается на уровне ПУ путем анализа информации по нескольким КП по алгоритмам, обеспечивающим идентификацию всех кранов, до которых может дойти первая обнаруженная волна давления, и вычисление ориентировочного времени прихода волны давления для каждого крана. При поступлении сообщения об обнаружении волны давления на других кранах производится сравнение разницы времен между первым сигналом и последующим, и в случае, если разница времени меньше ожидаемого времени его прихода, определяется место возможной утечки.At the same time, the control unit conducts its own analysis of changes in the current state of the element and searches for a pressure wave using an algorithm similar to the data processing algorithm on the control unit. If confirmed, information about the detected emergency situation is displayed on the control unit with a sign of detection on the control unit. The final decision about the presence of an emergency such as a break / leak is made at the control room level by analyzing information on several control gears according to algorithms that identify all the cranes that can reach the first detected pressure wave and calculate the estimated time of arrival of the pressure wave for each valve. When a message is received about the detection of a pressure wave on other cranes, the time difference between the first signal and the next one is compared, and if the time difference is less than the expected time of its arrival, the place of a possible leak is determined.
Параллельная обработка данных на КП и ПУ позволяет значительно снизить количество ложных срабатываний сигнализации о нештатной ситуации.Parallel processing of data on the control unit and the control unit can significantly reduce the number of false alarms.
Повышение точности определения места нахождения нештатной ситуации типа разрыв/утечка, достигается тем, что в СЛТМ дополнительно вводят ежесекундный информационный обмен основными параметрами между пограничными КП, находящимися на смежных линейно-производственных участках, фигура 3 (например, между КПNn участка n и КП1n+1 участка n+1), позволяющий обнаруживать нештатные ситуации на пограничном участке ММТ между смежными ЛПУ, а также исключить ложные срабатывания, связанные с влиянием запорной арматуры соседних ЛПУ на развитие нештатной ситуации, что не позволяют сделать аналоги и прототип, т.к. при их применении данный участок ММТ остается вне зоны обнаружения нештатных ситуаций.Improving the accuracy of determining the location of an emergency situation such as a gap / leak is achieved by the fact that in SLTM they additionally introduce an hourly information exchange of the main parameters between border CPs located in adjacent linear production sections, figure 3 (for example, between CPNn of section n and KP1n + 1 section n + 1), which makes it possible to detect abnormal situations at the MMT border section between adjacent hospitals, as well as to eliminate false positives associated with the influence of shutoff valves of neighboring hospitals on the development of an emergency uatsii that do not allow analogues and the prototype, because when applied, this MMT section remains outside the contingency detection zone.
На КП и ПУ системы телемеханики, работающей в штатном режиме, автоматически осуществляется поиск нештатной ситуации прецедентным способом и способом по волне давления. Во всех случаях обнаружения нештатной ситуации на монитор диспетчера ПУ выводится аварийное сообщение, содержащее данные (дата, время, место возникновения и тип нештатной ситуации), необходимые для принятия решения о дальнейших мерах по локализации аварийного участка. Сообщение дублируется звуковой и световой сигнализацией.At the control gear and control room of the telemechanics system operating in the normal mode, an emergency is automatically searched for in a case-by-case manner and by a pressure wave. In all cases of detecting an emergency, an alarm message is displayed on the monitor of the control room manager containing data (date, time, place of occurrence and type of emergency) necessary to make a decision on further measures to localize the emergency site. The message is duplicated by sound and light alarms.
Следует отметить, что используемый в способе алгоритм обработки данных, получаемых из базы данных реального времени системы линейной телемеханики, не нарушает штатный режим работы системы как на уровне КП, так и на уровне ПУ.It should be noted that the algorithm for processing data obtained from the real-time database of the linear telemechanics system used in the method does not violate the normal mode of operation of the system both at the CP level and at the control panel level.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом и аналогами, позволяет обеспечить:The proposed method in comparison with the prototype and analogues, allows you to provide:
- распознавание типа нештатной ситуации: разрыв трубопровода/утечка продукта или несанкционированная перестановка запорной арматуры, и как следствие, переток транспортируемого продукта между трубопроводами с разными динамическими режимами с меньшими затратами вычислительных ресурсов;- recognition of the type of emergency: pipeline rupture / product leakage or unauthorized rearrangement of valves, and as a result, overflow of the transported product between pipelines with different dynamic modes with less computational resources;
- сокращение времени обнаружения нештатной ситуации за счет обработки данных на КП, приоритетной передачи сообщения о возможной нештатной ситуации и последующего подтверждения ее на ПУ;- reducing the time for detecting an emergency due to the processing of data on the control unit, priority transmission of a message about a possible emergency situation and its subsequent confirmation at the control room;
- минимизацию ложных срабатываний сигнализации о нештатной ситуации за счет алгоритмизации и анализа на ПУ, исключения ситуации возникновения волны давления, связанной с несанкционированной перестановкой запорной арматуры, получения и анализа данных о состоянии ММТ на участках между соседними КП, расположенными на смежных линейно-производственных участках.- minimization of false alarms due to emergency situations due to algorithmization and analysis at the control room, elimination of the pressure wave situation associated with unauthorized rearrangement of shutoff valves, receipt and analysis of MMT status in areas between adjacent control rooms located in adjacent linear production areas.
Анализ адекватности предлагаемого способа был проведен в лабораторных условиях на стенде, моделирующем участок ММГ определенной конфигурации и имитирующем работу системы линейной телемеханики на этом участке.An analysis of the adequacy of the proposed method was carried out in laboratory conditions at a bench simulating an MMG section of a certain configuration and simulating the operation of a linear telemechanics system in this section.
В основу моделирования был положен метод, изложенный в работе (Бухвалов И.Р. Методы и алгоритмы информационной поддержки управления газотранспортной системой: дис. канд. тех. наук: 05.13.06. - 2007), позволяющий моделировать линейную часть магистрального газопровода любой конфигурации и сложности.The modeling was based on the method described in the work (Bukhvalov I.R. Methods and algorithms for information support for the management of the gas transmission system: Candidate of Technical Sciences: 05.13.06. - 2007), which allows modeling the linear part of the main gas pipeline of any configuration and difficulties.
Примененный метод моделирования обеспечивает:The applied modeling method provides:
- моделирование работы ММГ в реальном масштабе времени с точностью до 1 с;- simulation of MMG in real time with an accuracy of 1 s;
- формирование данных по давлению и температуре транспортируемого продукта с точностью до 1% но всем датчикам давления ММГ;- generation of data on the pressure and temperature of the transported product with an accuracy of 1% but for all MMG pressure sensors;
- моделирование состояния всех кранов ММГ и угла поворота крана с точностью до 1 градуса;- simulation of the condition of all MMG cranes and the angle of rotation of the crane with an accuracy of 1 degree;
- отработку всех типов нештатных ситуаций, возможных на ММГ;- development of all types of emergency situations possible at MMG;
- передачу моделируемых данных по каналам связи на имитаторы КП.- transmission of simulated data via communication channels to simulators KP.
Структурная схема стенда (фигура 4) поясняет взаимодействие составных частей СЛТМ при проведении эксперимента.The structural diagram of the stand (figure 4) explains the interaction of the components of the SLTM during the experiment.
На схеме показаны имитатор ПУ, имитаторы четырех КП, аппаратура каналов связи между ПУ и КП, имитатор данных с датчиков аналоговых и цифровых параметров (далее - имитатор данных).The diagram shows the simulator of the controllers, the simulators of four controllers, the equipment of the communication channels between the controllers and the controllers, a simulator of data from sensors of analog and digital parameters (hereinafter referred to as the data simulator).
На ПЭВМ имитатора ПУ установлено программное обеспечение ПУ рассматриваемого участка с интегрированными программными модулями обнаружения нештатной ситуации. В контроллеры имитаторов КП установлены программы реальных КП с интегрированными программными модулями обнаружения нештатной ситуации прецедентным способом и по волне давления. На ПЭВМ имитатора данных установлено программное обеспечение выполняющее:On the PC simulator PU installed software PU of the considered area with integrated software modules for detecting an emergency. Programs of real controllers with integrated software modules for detecting an emergency in a case-by-case manner and by pressure wave are installed in controllers of controllers simulators. On the computer simulator data installed software that performs:
- моделирование процесса транспорта газа в реальном масштабе времени на участке ММГ определенной конфигурации;- modeling of the process of gas transport in real time on the MMG section of a certain configuration;
- формирование нештатных ситуаций на ММГ в режиме реального масштаба времени, путем изменений состояний кранов и формирования утечки продукта из ММГ;- the formation of emergency situations on MMG in real time, by changing the status of the valves and the formation of product leakage from MMG;
- передачу моделируемых данных на имитаторы КП по четырем каналам связи;- transmission of simulated data to the simulators of the CP through four communication channels;
- отображение на видеокадрах ПЭВМ имитатора данных состояния моделируемого участка ММГ.- display on the PC video frames of a simulator of the state data of the simulated MMG section.
Программное обеспечение имитатора данных моделирует и передает на уровень имитаторов КП поток данных, описывающих состояние процесса транспорта газа (давление, температура) и состояние технологических объектов (кранов, перемычек) данного участка. Имитатор данных позволяет в любом месте виртуального газопровода имитировать полный или частичный разрыв/утечку любого размера и продолжительности, несанкционированную перестановку крана, в том числе и без изменения состояний концевых переключателей, переток газа между газопроводами с разными газодинамическими режимами. Передаваемые на имитаторы КП данные обрабатываются параллельно по алгоритмам работы системы телемеханики и алгоритмам обнаружения нештатных ситуаций. Было проведено более 500 экспериментов с моделированием различных типов нештатных ситуаций, в том числе и аварийных ситуаций, зарегистрированных ранее системой линейной телемеханики на рассматриваемом участке ММГ.The data simulator software models and transfers to the level of KP simulators a data stream describing the state of the gas transport process (pressure, temperature) and the state of technological objects (cranes, jumpers) of this section. The data simulator allows you to simulate a complete or partial rupture / leakage of any size and duration anywhere in the virtual gas pipeline, unauthorized moving the valve, including without changing the state of the limit switches, gas flow between gas pipelines with different gas-dynamic modes. The data transmitted to the simulators KP are processed in parallel according to the algorithms of the telemechanics system and algorithms for detecting emergency situations. More than 500 experiments were conducted with modeling of various types of emergency situations, including emergency situations recorded earlier by the linear telemechanics system in the MMG section under consideration.
Были получены следующие результаты:The following results were obtained:
- обнаружение несанкционированной перестановки крана при изменении давления на 0,35 кг/см2.- detection of unauthorized rearrangement of the crane when the pressure changes by 0.35 kg / cm 2 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100836A RU2700491C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100836A RU2700491C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700491C1 true RU2700491C1 (en) | 2019-09-17 |
Family
ID=67989845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019100836A RU2700491C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700491C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU766210A1 (en) * | 1979-05-31 | 1982-04-30 | Проектный Институт "Коммуналпроект" | Method for remotely detecting point of damage to pressure pipeline network |
| US4796466A (en) * | 1987-02-17 | 1989-01-10 | Ed Farmer | System for monitoring pipelines |
| SU1710929A1 (en) * | 1989-02-22 | 1992-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ | Method of automated location of defective section in piping systems |
| US5388445A (en) * | 1992-10-16 | 1995-02-14 | Nkk Corporation | Method for determining arrival and amplitude of a wave front and apparatus therefor |
| RU2525369C2 (en) * | 2008-06-27 | 2014-08-10 | ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани | Method and device for real-time increase in fluid transfer pipeline operation efficiency |
-
2019
- 2019-01-10 RU RU2019100836A patent/RU2700491C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU766210A1 (en) * | 1979-05-31 | 1982-04-30 | Проектный Институт "Коммуналпроект" | Method for remotely detecting point of damage to pressure pipeline network |
| US4796466A (en) * | 1987-02-17 | 1989-01-10 | Ed Farmer | System for monitoring pipelines |
| SU1710929A1 (en) * | 1989-02-22 | 1992-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ | Method of automated location of defective section in piping systems |
| US5388445A (en) * | 1992-10-16 | 1995-02-14 | Nkk Corporation | Method for determining arrival and amplitude of a wave front and apparatus therefor |
| RU2525369C2 (en) * | 2008-06-27 | 2014-08-10 | ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани | Method and device for real-time increase in fluid transfer pipeline operation efficiency |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108050396B (en) | A kind of fluid line source of leaks monitoring and positioning system and method | |
| CN108628286A (en) | Board maintenance system and method | |
| RU2563419C2 (en) | Method of monitoring of technical state of pipeline and system for its implementation | |
| CN112305386A (en) | High-voltage cable live-line detection system and method based on digital twinning technology | |
| CN107526329A (en) | Robot management system based on artificial intelligence design | |
| CN103754718A (en) | System and method for monitoring elevator operation safety | |
| CN114738205B (en) | Method, device, equipment and medium for monitoring state of floating fan foundation | |
| CN105676807A (en) | Optimization system and optimization method for refining device equipment integrity operation window | |
| CN103775830A (en) | High-temperature stream leakage detection positioning system and high-temperature stream leakage detection positioning method | |
| He et al. | A non-intrusive approach for fault detection and diagnosis of water distribution systems based on image sensors, audio sensors and an inspection robot | |
| CN109254077A (en) | Degradation detection method of structural member | |
| RU2700491C1 (en) | Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline | |
| Srirangarajan et al. | Water main burst event detection and localization | |
| EP2818842A1 (en) | Method and system of acoustic monitoring for the detection of leaks in underwater structures containing a fluid under pressure | |
| CN116678368B (en) | BIM technology-based intelligent acquisition method for assembled steel structure data | |
| CN117807877A (en) | Pipeline detection system based on digital twin, system construction method and detection method | |
| JPWO2015037066A1 (en) | Plant accident operation support system and plant accident operation support method | |
| EP2956751B1 (en) | Method and monitoring device for monitoring a structure | |
| TW201544830A (en) | Method of determining earthquake with artificial intelligence and earthquake detecting system | |
| CN113222195A (en) | Visual self-inspection intelligent maintenance service selection system for aviation hangar tool | |
| CN113709672A (en) | AR-based inspection system and inspection method thereof | |
| US10801914B2 (en) | Method for detecting deterioration defect of structural part using structural unit | |
| CN106501360A (en) | Based on the porcelain insulator defect detecting device from comparative trend analysis and vibroacoustics, system and method | |
| KR20220104874A (en) | Digital Twin Dam Facilities Safety Inspection Management and Data Visualization Devices and Methods | |
| CN111179122A (en) | Underground cable construction monitoring method and system based on BIM |