ГИС в обслуживании трубопроводов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа

«Кафедра топливообеспечения и горюче-смазочных материалов»

РЕФЕРАТ по Вычислительной технике и сети в отрасли ГИС в обслуживании трубопроводов Красноярск 2014

Введение

1. ГИС в нефтегазовой отрасли

2. Применение ГИС в обслуживание трубопровода

3. Пример использования ГИС в обслуживании трубопровода

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие фокус развития ГИС-технологий был направлен в основном на муниципальные системы и решение проблем землепользования. Именно с модификации геоинформационных систем для землепользования началось использование ГИС для анализа риска и обслуживания трубопроводов. Систем же, сочетающих способность динамически сегментировать данные, возможность управлять и обрабатывать специфическую информацию по трубопроводным системам, не существовало вплоть до самого последнего времени. С развитием открытой архитектуры геоинформационных систем стали доступны новые инструменты, позволяющие разрабатывать пользовательские приложения, использующие для анализа ситуации преимущества, которые дает использование пространственных данных, их пространственная обработка и визуализация. Подобные приложения для конечного пользователя являются реализацией концепции геопространственных информационных технологий, в рамках которой программист может создавать приложения, используя стандартные языки программирования — такие, как Visual Basic — и включать функции работы с пространственными данными в свои системы.

1. ГИС В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ Географические информационные системы (ГИС) как область информационных технологий зародились в конце 1960;х годов. Однако масштабное внедрение этих систем сдерживал недостаточный уровень развития вычислительной техники. Только с середины 1980;х годов начался бурный рост этой IT-области, обусловленный небывалыми темпами развития компьютерной индустрии.

Географическая информационная система — программно-аппаратный комплекс, осуществляющий сбор, отображение, обработку, анализ и распространение информации о пространственно распределенных объектах и явлениях на основе электронных карт, связанных с ними баз данных и сопутствующих материалов.

В общем случае ГИС позволяют решать в три класса задач:

информационно — справочные;

сетевой анализ;

пространственный анализ и моделирование.

Фактически ГИС — это информационные системы с географически организованной информацией. В простейшем варианте геоинформационные системы — это сочетание обычных баз данных с электронными картами и планами, то есть мощными графическими средствами. Основная идея ГИС — соединить данные на карте и в обычной базе данных. При этом проявляется однозначное соответствие каждого отдельного векторного элемента на электронной карте с отдельной строкой в таблице БД.

Многие ГИС-аналитики утверждают, что до 80% информации, связанной с деятельностью человека, имеет пространственное распределение и, следовательно, лежит в области компетенции ГИС. Вне пределов ГИС-анализа лежит оставшаяся часть информационного пространства, не имеющая пространственной привязки, например, бухгалтерия предприятия.

В настоящее время наметилось новое направление развития ГИС в качестве переднего интерфейса, интегрирующего такие информационные системы, как СУБД, АСУ ТП, ERP. Особенно это ярко проявляется в предприятиях нефтегазовой отрасли, находящихся на острие развития и внедрения перечисленных информационных систем.

Если рассматривать ГИС по сферам применения, то основными направлениями применения ГИС в предприятиях нефтегазовой отрасли являются следующие:

геология, разведка и управление жизненным циклом месторождений;

кадастр, оценка и управление лицензиями, землеотводами, экологическими платежами;

мониторинг и пространственный анализ динамики добычи для максимизации нефтеотдачи;

логистика, планирование перевозок и управление парком транспортных средств;

маркетинг, конкурентный анализ зон сбыта и оптимизация системы распределения;

оценка внутренней конкуренции в холдинговых компаниях, планирование развития;

интеграция аэрокосмических съемок и GPS-измерений в бизнес-процессы предприятия;

чрезвычайные ситуации: оперативное управление и оценка экологического ущерба.

2. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС В ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРУБОПРОВОДА Эффективный контроль за территориально-распределенными объектами, каковыми являются трубопроводы, невозможен без применения ГИС. Во многом это связано с тем, что современный ситуационный центр все больше ориентируется на вопросы интеграции, аналитической обработки и прогнозирования, чем на визуализацию «картинок». Поэтому геоинформационные технологии, объединяя всю поступающую информацию, подчас становятся единственным инструментом, способным оперативно и корректно решить такие задачи, как:

планирование и контроль транспортировки;

инвентаризация и мониторинг состояния трубопроводных объектов;

комбинирование данных диагностики, природных факторов на всем протяжении трубопроводов;

выявление местоположения несанкционированных врезок;

появление объектов в охранных зонах;

определение степени воздействия территорий, подверженных техногенному воздействию;

оценка риска на прилегающих территориях;

реагирование на возникновение аварийных ситуаций;

моделирование ЧС;

локализация и ликвидация последствий аварий.

Средства многофакторного анализа в ГИС включают не только поиск оптимальных точек размещения объектов, но и поиск оптимальных траекторий между двумя точками на местности. Эта функция широко используется при проектировании дорог и трубопроводов. Могут учитываться любые пространственно-распределенные факторы: рельеф, растительность, грунты, водоемы, населенные пункты, дороги и т. д. Система сама найдет оптимальный способ обхода закрытых территорий и/или проведет маршрут по указанным обязательным точкам. В результате анализа всех факторов система предложит одну или несколько ниток оптимального маршрута и коридор, отклонения в пределах которого не превысят стоимость на заданную величину.

Средства многофакторного анализа в ГИС включают не только поиск оптимальных точек размещения объектов, но и поиск оптимальных траекторий между двумя точками на местности. Эта функция широко используется при проектировании дорог и трубопроводов. Могут учитываться любые пространственно-распределенные факторы: рельеф, растительность, грунты, водоемы, населенные пункты, дороги и т. д. Система сама найдет оптимальный способ обхода закрытых территорий и/или проведет маршрут по указанным обязательным точкам. В результате анализа всех факторов система предложит одну или несколько ниток оптимального маршрута и коридор, отклонения в пределах которого не превысят стоимость на заданную величину. В конце этого вводного обзора ГИС и GPS для нефтегазовой отрасли нельзя не упомянуть средства публикации карт в Интернете и интранете, а также появившуюся недавно архитектуру серверных геоинформационных систем. Эта технология позволяет размещать ГИС-приложения на сервере и использовать стандартный веб-браузер в качестве интерфейса для взаимодействия с пользователем. Прелесть такого подхода в том, что на компьютеры пользователей не нужно устанавливать никакого программного обеспечения ГИС (достаточно операционной системы и браузера), а доступ к ней возможен из любой точки, где есть Интернет (интранет). Информационная безопасность такой распределенной системы обеспечивается стандартными средствами разграничения доступа и шифрования передаваемых данных. С предложением ведущих мировых поставщиков ГИС средств для построения таких систем многие нефтяные (и не только) компании России стали активно внедрять у себя эту технологию. Преимущества ее очевидны: значительно упрощается администрирование системы в целом (все обновления делаются на сервере, и администраторам не нужно ходить или ездить по отделам, филиалам и т. п.), расширяется круг пользователей (главным образом за счет менеджеров и других специалистов, не являющихся профессиональными пользователями ГИС), руководство компании получает легкое в использовании средство наглядного картографического представления текущей ситуации и результатов деятельности предприятий прямо на своем компьютере.

3. ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИС В ОБСЛУЖИВАНИИ ТРУБОПРОВОДА геопространственный информационный трубопровод Существует прототип геоинформационной подсистемы ситуационного центра мониторинга трубопроводов. Он включает в себя настольные и серверные решения, позволяющие аналитикам, операторам, руководителям тесно взаимодействовать друг с другом в ходе решения оперативных и стратегических задач.

Настольное решение включает в себя ArcGIS Desktop с набором специализированных модулей, позволяющие выполнять функции:

подготовка картографических данных;

мониторинг и прогнозирование ЧС с использованием сложных моделей расчета для воссоздания динамики аварии (рассеивание химических загрязнений и облаков тяжелого газа, распространение лесных пожаров, разливы нефти и нефтепродуктов, прорыв ГТС и др.);

интеграции данных диагностики;

сетевой анализ;

комплексная оценка риска.

Рисунок 1 — Серверное решение мониторинга трубопроводов Отличительными особенностями прототипа является, во-первых, использование автоматических «сборщиков» данных, которые обновляют информацию сразу по мере ее поступления. Это не только данные с датчиков контрольно-измерительной аппаратуры, метеообстановка, потенциальные места ЧС, но и результаты превентивного анализа. Ярким примером является автоматическое, без участия пользователя, обновление информации об участках трубопровода, которые могут быть подвержены воздействию лесных пожаров или затоплению территории в ближайший период. Во-вторых, в прототипе особым образом реализованы инструменты обмена информацией между пользователями настольных рабочих мест и веб-приложений. Так, аналитик, в настольном решении просчитав распространение «тяжелого» газа или разлива нефти, выгружает результаты расчетов на сервер, что позволяет всем заинтересованным лицам просмотреть динамику развития ЧС в веб-приложении с использованием удобных интерактивных инструментов, привязанных к текущему времени. Или пользователь веб-приложения загружает только что сделанный трек прохождения вдоль трассы трубопровода в архив и добавляет комментарии, а другие пользователи с использованием адаптивного поиска находят и просматривают нужные треки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время геоинформационные системы перерастают в нечто большее, чем традиционные системы, снабжающие пользователей географически привязанной информацией. Они становятся интегрированными системами, которые аккумулируют технологическую, географическую, атрибутивную и любую другую информацию, обеспечивают ее анализ и наглядную визуализацию на картах и технологических схемах.

ГИС — это труд не только одних программистов, это поиск готовых или создание новых электронных карт нужной точности, это создание атрибутивных баз данных или увязка карты с имеющимися базами данных, это образ мышления. Сейчас ГИС один из наиболее быстро растущих секторов рынка программных средств, и те, кто начал их применять, вряд ли согласятся работать без них.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 http://neftegaz.ru/ - «Neftegaz.RU» деловой журнал (25.11.2014).

2 http://introgis.ru/ - «Мониторинг состояния трубопроводов» (03.12.2014).

3 Савиных В. П., Цветков В. Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования. М.:Картгеоцентр — Геоиздат, 2001. — 228 с.

4 Неумывакин Ю. К., Перский М. И. Геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых работ. М.:Картгеоцентр — Геоиздат, 1996. — 344 с.