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
СОДЕРЖАНИЕ
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
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.
. 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;
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.
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).
http://introgis.ru/
- «Мониторинг состояния трубопроводов» (03.12.2014).
Савиных
В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного
зондирования. М.:Картгеоцентр - Геоиздат, 2001. - 228 с.
Неумывакин
Ю.К., Перский М.И. Геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых
работ. М.:Картгеоцентр - Геоиздат, 1996. - 344 с.