Разработка интеллектуального интерфейса для систем диспетчеризации трубопроводного транспорта

Важнейшую роль в российской экономике играет нефтегазовый комплекс, который обеспечивает значительную часть поступлений в государственный бюджет, формирует около миллиона рабочих мест и обеспечивает загрузку производственных мощностей большинства отраслей промышленности.
Основополагающим способом доставки углеводородов (природного и попутного газа, нефти и нефтепродуктов) является трубопроводный транспорт, который имеет разветвленную структуру и обеспечивает потребности различных регионов России, а также Европы и Юго-Восточной Азии. По сравнению с железнодорожным или водным транспортом данный вид доставки углеводородов является наиболее экономически выгодным, безопасным и экологичным.
В России крупнейшим газотранспортным предприятием является ПАО «Газпром», которое занимает первое место в мире не только по объемам запасов природного газа и его добычи, но и размерам газотранспортной системы (171,2 тыс. км магистральных газопроводов в России, которые обеспечивают 100% транспортировки на ее территории).
Доминирующее место в области транспортировки нефти и нефтепродуктов занимает ПАО «Транснефть», которому принадлежит свыше 71,1 тыс. км магистральных трубопроводов, обеспечивающих перекачку около 90% добываемой в России нефти.
Транспортировка углеводородов представляет собой совокупность сложных динамических процессов, происходящих на технологическом участке магистрального трубопровода. В данных процессах одновременно задействовано большое количество технологического оборудования (например, насосно-силовое оборудование, запорно-регулирующая арматура и резервуары и т.д.), которое является энергоемким, а также быстро изнашивается и подвергается сбоям. В силу того, что данное оборудование имеет большие значения эксплуатационных характеристик, то наступление аварийных ситуаций на магистральном трубопроводе может привести к катастрофическим последствиям, сопровождающимся пожарами, взрывами, загрязнением больших земельных площадей, а также водной поверхности [1; 5].
В этой связи для обеспечения эффективного функционирования необходимо организовать непрерывный процесс мониторинга и управления со стороны оперативно-диспетчерского персонала, причем наибольшее внимание уделять переходным процессам (пуск, остановка, переход с режима на режим и т.д.) [6].
Указанные особенности управления магистральными трубопроводами целесообразно учитывать в предъявляемых требованиях к действиям диспетчера в той или иной ситуации. Например, диспетчер трубопровода должен выполнять такие функции, как:
- оперативное управление технологическими процессами перекачки углеводородов в рамках плановых режимов с соблюдением заданной технологии;
- контроль готовности оборудования различных объектов транспортной системы и технологической схемы к работе;
- управление операциями пуска и остановки насосных агрегатов на перекачивающих станциях;
- выполнение технологических переключений на линейной части трубопровода;
- принятие мер по предотвращению распространения аварийных ситуаций на другие объекты и технологические процессы транспортировки, а также организация локализации мест аварии на трубопроводе;
- контроль нормативных параметров работы магистральных трубопроводов;
- ведение оперативных журналов и т.д.
В связи с тем, что транспортировка углеводородов происходит в непрерывном режиме, диспетчер зачастую вынужден принимать решения в экстремальных условиях с ограниченным временем. Для поддержки его деятельности в современных условиях используются специальные многофункциональные программно-аппаратные комплексы, которые сопровождают процесс принятия управленческих решений. В общем они представляют собой интеграцию программно-технических средств, человека-оператора и правил, которые позволяют организовать их логическое и физическое взаимодействие в процессе управления. В качестве основы выступают технические и программные компоненты, которые являются частью автоматизированных рабочих мест.
Например, в ПАО «Транснефть» применяется Система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) технологическим процессом транспортировки нефти по системе магистральных нефтепроводов, построенная на базе SCADA Infinity (разработчик АО «ЭлеСи»). В настоящее время указанные организации совместно реализуют проект по созданию Единой информационной системы ПАО «Транснефть» (на текущий момент используется для управления нефтепроводом «Восточная Сибирь – Тихий океан»).
В ПАО «Газпром» применяется Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ) Единой системы газоснабжения Российской Федерации. В настоящее время идет модернизация данной системы, в том числе связанная со строительством новых веток (так, для управления газопроводом «Бованенково-Ухта» уже реализован проект по созданию многоуровневой диспетчерской системы ПСИгазКонтроль (разработчик ООО «ПСИ»)).