ПРЕСС-ЦЕНТР

Концептуальные основы визуализации процессов транспорта газа

МКА 1/2006

Данная публикация продолжает цикл статей, начатый автором в МКА N6/2005. На этот раз речь идёт о логистике газа, для которой предлагается концептуальная основа визуализации процессов и анализа соответствующих информационных ландшафтов.

Ни для кого не секрет, что до сих пор управление газотранспортной системой осуществляется на основании интуиции и опыта специально подобранных и обученных диспетчеров. Подбор в группу диспетчеров строго индивидуальный. Обязателен опыт и определённые личные качества этих людей. Специально диспетчеров не готовит ни одно учебное заведение. Опыт управления газотранспортной системой появляется с годами работы в этой системе. Как правило, диспетчер прошёл хорошую школу жизни, проработал на нескольких должностях в этой области, имеет незаурядные способности к анализу информации и особый "нюх" на ситуацию. Согласитесь, что не каждый, даже хорошо обученный и имеющий опыт работы в подразделениях Газпрома, готов практически самостоятельно принимать решения в сложных ситуациях, брать на себя и нести ответственность за масштабное, опасное дело. Никто и никогда точно не может сказать, что случится в ближайшее время в таком хозяйстве. Однако вести это хозяйство целые сутки, обеспечивать его функционирование на протяжении всего дежурства, принимать самые неожиданные решения по ликвидации штатных и нештатных ситуаций приходится именно диспетчеру. Вопрос организации автоматизированного рабочего места для руководителя газотранспортного предприятия уже рассматривался и получил конструктивное продолжение [1]. Рабочее место разработано и используется, например, начальником диспетчерской службы ООО "Тюментрансгаз".

Именно в силу того, что практика требует решительного вмешательства науки в решение проблем, связанных с поиском эффективных способов решения задач транспорта газа, появляются работы, посвященные этой проблематике [3, 4, 5]. В основу научного подхода к решению задач, возлагаемых на диспетчера, положено понятие "логистика газа".

Определение логистики газа как науки можно сформулировать по аналогии с традиционной логистикой, если в качестве материальных потоков или потоков продуктов принять потоки природного газа и сопутствующие ему продукты, следующим образом: "Логистика газа - это наука об управлении и оптимизации потоков газа и сопутствующих продуктов (газового конденсата, нефти), потоков услуг в сфере газоснабжения и связанных с ними информационных и финансовых потоков в газовой компании для достижения поставленных перед ней целей" [8]. Следовательно, основной сферой деятельности любой газовой компании является логистика газа, а любая газовая компания, например ОАО "Газпром", является логистической газовой системой. Общая задача логистики состоит в том, чтобы обеспечить намеченный (целевой) уровень обслуживания потребителей при минимальных общих издержках. Логистика - весьма сложная сфера деятельности, состоящая из множества отдельных частных операций [2]. Опираясь на основные научные положения логистики газа, предлагается разработка вопроса концептуальных основ визуализации процессов транспорта газа. Актуальность темы определяется бурным развитием информационно-управляющих систем (ИУС) газотранспортными предприятиями, использованием совершенных баз данных и новейших систем отображения информации [6]. Без достаточной научной разработки вопросов визуализации процессов транспорта газа нет возможности полноценно использовать дорогостоящее оборудование и программные средства, а следовательно, нельзя в полной мере автоматизировать процесс управления газотранспортной системой (ГТС) и работу диспетчерского корпуса в целом.

Постановка задачи

Задача управлением транспорта газа решается диспетчером на основании имеющейся у него информации.

Информацию можно классифицировать как явную и неявную.

К явной относится вся информация, которую можно формально зафиксировать: формализованная и неформализованная, описательная, словесная, передаваемая устно или при помощи бумажных или электронных носителей.

К неявной информации отнесём информацию, которую классифицируют как опыт. Это ранее усвоенная информация, приобретённое знание о взаимосвязях объектов реального мира, причинно-следственные отношения между событиями и т.п.

Для описания постановки задачи используем понятие "информационное поле" (ИП) диспетчера. Понятие настолько общее, что позволяет погрузить в него всю первую часть - явную информацию. Вторую часть - неявную информацию - оставим пока без рассмотрения, хотя она и заслуживает особого анализа.

Итак, ИП диспетчера представляет собой некоторую обобщённую модель представления данных для диспетчера в процессе управления ГТС.

Опираясь на эту информацию, диспетчер решает задачу транспорта газа, которая формально может быть изложена следующим образом.

Дано

  1. Статическое представление модели газоперекачивающей системы в образе графического представления газотранспортной системы в виде графа или таблицы, рисунка или схемы, характеризующих технологические возможности транспортировки газа, режимов и возможностей газоперекачивающих агрегатов, пропускной способности сети трубопроводов с возможностями запорной арматуры, возможности источников и потребителей газа, его расходов и многое другое.
  2. Динамические характеристики физических процессов в трубопроводе и поведения энергетических проявлений работы технологического оборудования в виде давлений и температур, расходов энергии, мощности работы агрегатов, с подробными числовыми характеристиками, расчётными и согласованными показателями, характеризующими процесс транспорта газа.

Всё обозначенное выше так или иначе заключено в ИП диспетчера. Если взять пример работы в условиях использования полномасштабной версии ИУС, то на видеостене, на автоматизированных рабочих местах (АРМ) диспетчера, диагностическом АРМ и АРМ системы расчёта процессов транспорта газа представляется оперативная информация о параметрах всей газотранспортной системы, картографическая информация и паспорта оборудования, донесения с филиалов, расчёты и отчёты установленной формы. Итоговая картина будет вполне ясной и понятной. Всё ИП диспетчера умещается в понятие средства отображения ИУС в диспетчерской. Остаётся только телефонная и громкая связь с филиалами.

Ключевым показателем эффективности работы диспетчера является исполнение плана транспорта газа при соблюдении правил эксплуатации ГТС.

Для решения задачи транспорта газа, выполнения поставленных планов, диспетчеру требуется:

  1. Окинуть взглядом всю совокупность представленных в его распоряжение данных.
  2. Оценить состояние ГТС.
  3. Принять решение на изменение состояния режима функционирования технологических средств.
  4. Волевым решением произвести управляющее воздействие на органы управления ГТС.
  5. Провести мониторинг изменения состояния ГТС.
  6. Оценить результаты управляющего воздействия.
  7. Исправить или оптимизировать последствия управляющего воздействия.

Вероятно, наша формулировка неполна, но для решения поставленных в работе задач вполне приемлема, поскольку отражает сложность и важность решаемой диспетчером задачи.

Главное техническое и методологическое противоречие

С одной стороны, количество технических средств для представления информации и отображения множества параметров, не позволяет за обозримое время "окинуть" и тем более "оценить", "принять решение", "провести мониторинг" и "оценить результаты".

С другой стороны, все перечисленные задачи так или иначе решаются конкретным диспетчером, специально обученным и подготовленным, который использует только ему ведомые ухищрения, сноровку, тренированность и наработанный личный опыт. Это своего рода искусство анализа.

В условиях использования ИУС поставляется огромное количество параметров в режиме реального времени. Диспетчеру придется принимать решения в темпе поступления новой, критичной для состояния системы информации. Информационная перегрузка диспетчера гарантирована, и потому требуется принять меры по ограничению потока анализируемой информации, классификации её важности и дозированной подачи данных для анализа состояния системы.

Решаемая задача

Требуется разработать механизм визуализации ключевых показателей эффективности газотранспортной системы, позволяющих решить все перечисленные, кроме пятой и седьмой, задачи. Пятая и седьмая задачи связаны с формированием управляющих воздействий. Остальные задачи связаны именно с анализом состояния системы и потому рассматриваются в едином контексте.

Рабочая гипотеза

Анализ основных закономерностей работы диспетчера позволяет сформулировать гипотезу представления ИП диспетчера и его обработки в виде трёхмерных динамических ландшафтов, комплексно отражающих процессы транспортировки газа и состояния параметров ГТС.

Здесь предлагается рассмотреть трёхмерные представления объектов, характеризующих процесс транспорта газа.

Используем термин "информационный ландшафт" или "ландшафт процесса транспортировки газа в ГТС".

Изначально термин "ландшафт" использовался в картографии и обозначал форму изменения земной поверхности. В основном этот термин ассоциируется с перепадами различных точек земли по отношению к уровню моря на определенной площади.

Ранее нами рассматривался ландшафт архитектурных представлений информационных систем и технологий с точки зрения оборудования [7]. Здесь же рассматривается часть ландшафта информационных полей над архитектурными построениями информационных системам, поскольку рассмотрение только первого вопроса не даёт полной картины об ИТ-ландшафтах в работе диспетчера.

Общая картина ИТ-ландшафтов

Вся картина ландшафтов для диспетчера представляется из двух частей: "материальной" и "полевой":

  1. Первая, материальная, плоскость представляет архитектурную модель технологический системы в виде многослойной структуры технических объектов, разнесённых в пространстве сообразно географическому расположению [7]. В условиях территориально разнесённых объектов ГТС материальная плоскость моделируется матрицей, в каждой ячейке которой располагается техническое устройство.
  2. На каждом техническом устройстве располагается сеть датчиков, поставляющих информацию в ИУС.
  3. Над материальной плоскостью (матрицей измерительных точек) лежит пространственный куб, моделирующий "полевую", нематериальную составляющую, отражающую информационные компоненты работы оборудования и процессов транспорта газа.
  4. Все технологические процессы отражаются в этом пространстве в виде графических объектов (пример - график распределения температур по длине трассы).
  5. Визуализация состояния технологической системы представляется в трёхмерном пространстве в виде разноцветных геометрических фигур (запас газа в отдельных сегментах труб).
  6. Визуализация процесса транспорта газа отображается волнообразными изменениями в информационном пространстве и рассматривается как распределение полей и изменение их плотности над точками технологической плоскости (матрицей измерительных точек ГТС).
  7. Применяемые фильтры позволяют рассматривать созданный пространственный объект в различных срезах и ракурсах, оттенках и плотностях сечения полей.
  8. Модель в своей основе цифровая, создается на основании информации, размещаемой в различных базах данных ИУС. Возможно решение как прямой задачи - трёхмерной визуализации всего комплекса информации из баз данных, так и обратной задачи - цифровой характеристики графического представления и обратно поставляемого в базы данных после операций над ними (выполняемых диспетчером).

Методологические основания гипотезы

Диспетчеры - это особые потребители информации из всех баз данных ИУС. Задача диспетчера - находить закономерности в больших массивах поступающих данных. Поэтому диспетчер не будет обращать внимания на отдельно взятый факт (например, если от датчика поступила неверная информация). Диспетчеру нужна информация о сотнях и тысячах подобных событий. От одного линейно-производственного управления в режиме реального времени может поступать порядка 3000 параметров. Одиночные факты в базе данных могут заинтересовать, к примеру, начальника производственного отдела или специалиста, сопровождающего отдельно взятый вид оборудования. Диспетчеру одной записи мало. Ему может понадобиться вся информация о состоянии ГТС за прошлый месяц или картина транспортировки газа в подобных технологических условиях на прошлой неделе. Заодно диспетчер отбрасывает ненужные ему подробности о техническом состоянии агрегатов, не участвующих в транспортировке газа. В то же время данные, которые требуются диспетчеру для работы, обязательно содержат числовые значения. Это обусловлено самой сущностью его деятельности.

Для решения своих задач диспетчер с помощью программистов делает соответствующие запросы к базам данных и получает интересующие его данные в виде отчёта или экспортирует их в электронную таблицу. При этом возникает великое множество проблем. Во-первых, диспетчер вынужден ждать, когда за него задачу выполнят программисты. Во-вторых, единственного отчёта или таблицы, как правило, недостаточно для принятия решения, и всю процедуру придется повторять снова и снова. Неслучайно на рынке появились решения по подготовке данных в базах данных с использованием концепции OLAP.

Связать воедино информацию о состоянии технологической части оборудования и информационных характеристиках процессов транспорта газа на территориально распределённых объектах транспорта газа можно только с использованием комплексного подхода к представлению информации с последующим его детальным анализом.

Особенности реальной ГТС

Мощная газотранспортная система, в состав которой входит до 30 ниток трубопроводов, до 30 ЛПУ, перемещающих газ на расстояние порядка 3000 км и включающих в себя более 1000 газоперекачивающих агрегатов, имеет разветвленную территориально распределённую сеть перемычек, позволяющих регулировать перемещение газа в ГТС.

На самом деле задача транспорта газа может быть разбита на три уровня анализа состояния запасов газа в ГТС:

  1. Системный анализ запасов ГТС.
  2. Зональный анализ запасов ГТС.
  3. Локальный - секционный (между ЛПУ) анализ запасов ГТС.

Системный анализ запасов ГТС

В этом случае представляет интерес система анализа и решения о запасах газа с точки зрения диспетчера. Всякая система может быть представлена только своими внешними связями с внешней средой. Так, ГТС может характеризоваться объёмами перемещаемого газа за установленный промежуток времени. Характеристики ГТС известны, а разнообразие вариантов ограничивается максимально возможной пропускной способностью системы.

Зональный анализ запасов ГТС

Как показали исследования в этой области, система может разбиваться на некоторые относительно самостоятельно управляемые зоны транспорта газа. Учитывая относительную (организованную) замкнутость зоны, запас газа в ней можно считать и можно судить о его увеличении или уменьшении. По итогам анализа запаса делается заключение об общей картине перемещения газа в системе в целом.

Пусть имеется газотранспортная система, разделённая на системные зоны. Системная зона определяется признаком относительной замкнутости пространства из нескольких резервуаров, труб; доступ газа к зоне можно контролировать ограниченным количеством системных перемычек. Для успешной транспортировки газа диспетчер следит за запасом в каждой зоне. Важной деталью является использование специальной программы прогноза перемещения газа, работающей на основании информации о работоспособности и состоянии всех основных элементов ГТС (положение кранов, работа ГПА). Однако в силу большого количества источников информации и несовершенства модели ошибки возможны, и задачей диспетчера является их выявление и своевременное устранение. Именно за диспетчером остаётся последнее слово о качестве работы ГТС. Анализ проводится на основании специальных форм отчётов, в которые включены основные параметры работы ГТС.

Графическое представление запасов газа в ГТС в общем виде очень напоминает "потоковую модель" (рис. 1).


Рис. 1. Общий вид зональных запасов газа в ГТС

Зоны имеют разнообразную конфигурацию, отличающуюся расцветкой в зависимости от запланированного состояния. Например, зелёным можно представить более благополучные зоны, в которых запас газа соответствует плановому запасу, более тёплые оттенки - жёлтый, оранжевый и, наконец, красный - сигнализируют о несоответствии планового и реального запаса. Например, красный - это опасно для исполнения плана. Надо подчеркнуть гипотетичность выдвинутых здесь предположений, хотя общему здравому смыслу это не противоречит.

Стрелки между зонами отражают возможность межсистемного перемещения запасов газа между зонами, обозначенными цифрами. В самой зоне можно использовать словесное и цифровое обозначение запаса газа, а также символы, характеризующие тенденцию увеличения/уменьшения запасов газа.

Такой уровень представления помогает в целом оценить общее состояние системы и запаса газа в зонах, но не дает возможности детального анализа в самой зоне. Тем не менее анализ состояния ГТС на заданном уровне обобщения по материалам существующих отчётов весьма затруднителен.

Принципы отображения дополнительных характеристик ГТС в зонах могут быть самыми разнообразными, однако единым для всех требованием является наличие наглядного графического представления, явно указывающего диспетчеру на состояние ГТС в анализируемой зоне. Работа над выявлением содержания информации в зоне и видов её представления продолжаются.

Получив плоскость, моделирующую размещение ГТС, можно перейти на один уровень ниже и получить возможность контроля и анализа состояния отдельных её участков. Например, можно предложить для анализа процесс изменения запаса газа в системе за некоторый период времени в виде поверхности, на которой цветом отображены величины запаса в зонах с 1 по 13 за период 15 суток (зелёный - больше, оранжевый - меньше).

Однако такое представление имеет ограниченные возможности обзора, так как одни элементы рельефа могут закрывать другие элементы.

При цветовом отображении величины запаса газа диаграмму (рис. 2) можно представить в виде проекции на плоскость основания (рис. 3).


Рис. 2. Детальное изменение запаса газа в зонах

Представленные диаграммы используют достаточно примитивные средства представления Excel, однако уже сейчас возможно применение более передовых технологий, поставляемых в рамках инструментальных средств современных баз данных и их аналитических блоков.


Рис. 3. Проекция трёхмерной диаграммы на плоскость основания

Локальный - секционный (между ЛПУ) анализ запасов ГТС

Естественно, что всякая зона состоит из конкретного комплекса секций трубопроводов, перемычек, ГПА, которые работают по предложенной диспетчером схеме и в заданных диспетчером режимах. Поэтому при дальнейшей детализации работоспособности зон под их изображениями целесообразно размещать изображения трубопроводов с названиями магистральных газопроводов (МГП).

Загрузка магистральных газопроводов

Загрузка магистрального газопровода может характеризоваться как степень участия его в процессе выполнения плана транспорта газа. В числе прочего, загрузка характеризуется начальным давлением и перепадом давления на секции, при условии выполнения требований по поддержанию запаса газа на некотором нормативном уровне. Для анализа величины запаса газа, независимо от различия в длине МГП, возможно отображение запаса газа в виде удельного запаса газа на единицу длины. В таком случае диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП с номерами от 1 до 13 будет иметь вид, представленный на рис. 4. Распределение по длине МГП соответствует номерам секций от 1 до 15. Максимальные значения удельного запаса газа отображены зелёными тонами, меньшие значения - голубыми и синими, а минимальные - красными.


Рис. 4. Диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП (ракурс 1)

Анализ диаграммы позволяет, например, сделать вывод о том, что на МГП есть секции, в которых запас газа очень небольшой, и наряду с этим есть секции с максимальным запасом. Всё это помогает диспетчеру видеть целостную картину распределения запасов и соответствующим образом реагировать на сложившуюся ситуацию.

Диаграмма допускает вращение, обеспечивающее удобство обзора с любой стороны (рис. 5).


Рис. 5. Диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП (ракурс 2)

Допускается "прозрачное" представление, позволяющее сопоставить крайние значения удельного запаса газа на всех МГП (рис. 6 - вид сбоку) или на всех секциях (рис. 7).


Рис. 6. Диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП (вид в боковой плоскости)

Рис. 7. Диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП (на всех секциях)

Особый интерес может представлять вид сверху, на котором цветовое представление даёт наглядную картинку "территориального" распределения запасов газа в ГТС.

Предлагаемый инструментарий представления является достаточно необычным, а потому и непривычным для восприятия диспетчерами состояния ГТС. Ранее анализ производился по ряду отчётов на бумажных носителях (таблицы). Комплексное представление всей системы без динамичной анимационной поддержки не даёт ощущения управляемости ГТС. Так же как один отдельный кадр из фильма не передаёт всего сюжета, так и отдельный временной срез состояния запасов газа не даёт целостного понимания процесса транспорта газа в ГТС. Необходимо дополнить статичные временные срезы состояния транспорта газа анимационной поддержкой, позволяющей "прокручивать" процесс транспортировки газа.

Режимы отображения информации

Кроме традиционных способов отображения информации (в алфавитно-цифровом или в символьном виде, в виде цвето-графических схем), перспективным являются трёхмерные графические объекты и динамические их варианты в виде анимационных роликов.

Действительно, рассматриваемый вариант трёхмерного графического представления распределения запасов газа на всей ГТС представляется только в одном ракурсе. Какой ракурс будет удобен для диспетчера - заранее неизвестно, поэтому есть смысл ввести динамическое изменение ракурсов рассматриваемого трёхмерного представления. В распоряжении диспетчера должно быть средство управления этим образом, позволяющее остановить его в интересующем его ракурсе, увеличить ту или иную зону ландшафта для детального рассмотрения.

С другой стороны, в работу часто включают системы расчёта прогнозируемого состояния ГТС. По результатам таких расчётов принимают решения о возможности использования того или иного варианта управления состоянием ГТС. Так или иначе, расчёты представляются таким же ИТ-ландшафтом. Если рассматривать текущий и прогнозируемый ландшафт отдельно, возникает необходимость уточнения целого комплекса деталей ландшафта, претерпевающих изменения. Для этого потребуется время, внимание и дополнительные интеллектуальные усилия диспетчера. Совсем иначе может выглядеть анимационный вариант изменений, когда вариант текущего ландшафта плавно изменяется до состояния прогнозируемого ландшафта. Такое плавное изменение можно остановить и проанализировать в деталях, решив сразу задачу, что и как изменяется в прогнозируемом состоянии.


Рис. 8. Диаграмма состояния удельного запаса газа для МГП ("территориальный" вариант)

Немаловажное значение анимационные ролики занимают и в случаях анализа динамики транспорта газа за установленный промежуток времени. Одно дело - смотреть на ландшафт в конкретный момент времени, и совсем другое дело, когда есть возможность просмотреть процесс транспортировки газа в ускоренном режиме (в виде фильма) из кадров, зафиксированных с определённой периодичностью на протяжении суток. Не будем обсуждать получение эстетического наслаждения от того, что диспетчер пронаблюдает процесс "перемещения волны" транспортируемого газа от начала до конца ГТС, хотя и это очень важный момент, позволяющий диспетчеру воочию увидеть плоды своих усилий по управлению ГТС. За внешней "красотой" перемещаемого газа стоит ещё один очень важный аспект - оптимизация процессов управления ГТС. Это означает, что "красивый" фильм об изменении ландшафта запаса газа свидетельствует о правильно выбранной стратегии и тактике включения в работу всех элементов ГТС. Хорошая система должна вести себя предсказуемо, без рывков и напряжения выполняя свои функции, планомерно включая и выключая свои элементы, экономно расходуя энергоресурсы. В свою очередь, "уродливый" фильм, полный сбоев, указывает на неравномерность загрузки ГТС, свидетельствует о рассогласованности в действиях людей занимающихся управлением или неэффективном использовании оборудования. Таким образом, "красивый" фильм об изменении ландшафта запаса газа всё же предпочтительнее и может служить ключевым показателем эффективности управления ГТС, используемого как начальником диспетчерской службы, так и руководством ГТС.

Режим тренировки

Управление ГТС требует специальной подготовки диспетчерского корпуса. Так или иначе, готовность диспетчера к управлению в разнообразных ситуациях требует определенных аппаратно-программных средств, имитирующих создавшуюся нестандартную обстановку. Именно с использованием изложенного выше подхода к организации анимационной демонстрации процессов управления ГТС возможна выработка требуемых навыков по анализу и принятию диспетчерами решения в моделируемой обстановке.

Сценарии разнообразных ситуаций легко документируются, классифицируются по различным основаниям и архивируются. Проигрывая сценарии (то есть уже случившиеся ситуации) с использованием такого архива, легко добиться выработки адекватных ситуации навыков работы диспетчеров.

Ещё больших успехов можно добиться при специальной предварительной подготовке сценариев. Имея механизмы прямого и обратного преобразования "видео-графика-цифра", становится возможным за обозримый отрезок времени и ограниченными силами работать над сюжетами и сценариями тренировок.

Управление системой анализа

Полученный ландшафт - это результат преобразования цифровых значений из базы данных в визуальные образы трёхмерной графики. Так или иначе, диспетчер обязан оперировать полученными образами. Например, его не удовлетворяет явный "выброс" на диаграмме распределения запаса в секции N 36. Традиционно он должен сформулировать задачу на устранение выявленного недостатка. Это значит, что диспетчеру следует перевести процент уменьшения выброса в цифровое значение, затем уменьшить нагрузку газоперекачивающего агрегата (ГПА) и выдать соответствующее распоряжение. Результат отработки управляющего воздействия он контролирует по изображению изменения ландшафта через какой то промежуток времени. Долго и неинтересно, когда решение уже принято, заниматься рутинными операциями, особенно когда за ландшафтом стоят совершенно конкретные цифровые значения и правила уменьшения/увеличения нагрузки известны. Гораздо уместнее предложить графическое решение задачи - коррекции состояния ландшафта. Это позволит диспетчеру самостоятельно, с помощью манипулятора "мышь", скорректировать образ ландшафта до удовлетворяющих его размеров и ввести в систему подтверждение на его обработку. Система управления процессом корректировки информационного ландшафта преобразует полученные значения в цифровые и соответствующим образом сформирует массивы в базах данных.

 Надо иметь ввиду, что в данной статье излагаются только концептуальные основы процесса, требующие детальной проработки и апробации, но контрольные примеры изложенного подхода уже активно исследуются в условиях ООО "Тюментрансгаз" и нашли свое практическое подтверждение в экспертных оценках соответствующих специалистов и руководства.

Таким образом, концептуальной основой визуализации транспорта газа могут служить следующие положения, для наглядности представлены на рис. 9.


Рис. 9. Концептуальные основы визуализации транспорта газа
  1. По мере введения в строй ИУС, мощных БД и современных средств отображения, для эффективного управления транспортом газа в ближайшей перспективе понадобятся новые средства анализа состояния ГТС.
  2. Основными компонентами подсистемы анализа, наряду со средствами сбора и обработки информации (состояние ГТС), прогноза состояния, баз данных, будут являться подсистемы формирования ИТ ландшафтов технологических систем [7] и ландшафтов параметрических характеристик ГТС (например, запаса газа, температур, давлений)
  3. Для анализа процессов в ГТС потребуется ввести подсистему анимационной поддержки динамических изменений ландшафтов и инструментальной подсистемы поддержки анализа ландшафтов, позволяющую анализировать статические, динамические и фрагментарные отрезки процессов транспорта газа, выявлять причины и следствия изменений в ландшафтах.
  4. Управление изменениями состояния ГТС может осуществляться на основании манипулирования трёхмерными графическими объектами с последующей трансформацией этих объектов в цифровую форму и традиционной обработкой в базах данных.

Выводы

  1. Основой для формирования трёхмерного представления распределения газа в ГТС служит информация от датчиков технических устройств, накапливаемая в базах данных ИУС ГТС.
  2. Информация представляемая для диспетчера должна быть предварительно подготовлена (статистическая обработка, нормирование, OLAP-технологии SQL Server 2000, Microsoft PivotTable Service, PivotTable Service, Decision Support Objects).
  3. Для отображения результатов обработки возможно использовать стандартные средства баз данных (образца 2006 года) или модули аналитических систем.
  4. Процедура предоставления графической информации по различным срезам анализа является итерационной, требующей дополнительных инструментальных средств анализа (ведение плоскостей сечения и анализа информации на этих плоскостях).
  5. Управление ГТС превращается в осмысленную технологию, отличающуюся от существующей последовательным выявлением причин рассогласования текущего и требуемого состояния ГТС.
  6. Предлагаемый подход ни в коей мере не подменяет традиционные методы анализа состояния ГТС, а только дополняет их с целью уменьшения нагрузки на диспетчера и призван уменьшить количество итераций анализа состояния ГТС.
  7. Введение в практику концептуальных основ визуализации транспорта газа, вероятно, позволит диспетчерам сосредоточиться на управлении ГТС, процессах транспортировки газа, уйти от рутинных трудоемких операций по подготовке и анализу принимаемых решений.

Литература

  1. Басавин А.А., Семикин В.Ю., Конык А.А. Принципы построения автоматизированного рабочего места руководителя газотранспортного предприятия. Доклад на 2-й Международнуй научно-техническую конференции "Теория и практика разработки, промышленного внедрения компьютерных комплексов поддержки диспетчерских решений в газотранспортной и газодобывающей отраслях". DISCOM 2004, Москва, РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина, 13.10.2004.
  2. Д. Бауэрсокс, Д. Клосс. Логистика. Интегрированная цепь поставок. ЗАО "Олимп-Бизнес", М.: 2005. 239 стр.
  3. Матвеев В. В. Реализация логистических принципов управления газовой компанией в системе экстремально экономного регулирования и управления крупномасштабными сетями газопроводов (SEER&C). Доклад на 1-й Международной научно-технической конференции DISCOM 2002, Москва, РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина, 13.11.2002.
  4. Панкратов В. С., Вербило А. С. Автоматизированная система диспетчерского управления ГТС. - М.: ВНИИЭгазпром, 2002.
  5. Панкратов В. С., Герке В. Г., Сарданишвили С. А., Митичкин С. К. Комплекс моделирования режимов работы ГТС. - М.: ВНИИЭгазпром, 2002.
  6. Семикин В.Ю. Делу - реальное время // Мир компьютерной автоматизации. 2005. N5. С. 25-29.
  7. Семикин В.Ю. Трёхмерное представление архитектуры оборудования для решения задач анализа состояния технологических систем // Мир компьютерной автоматизации. 2005. N6. С. 40-48.
  8. Логистика газа. Лекция в НОУ ОНУТЦ ОАО "Газпром", Калининград, 2005.