XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Сегодня Россия занимает первое место в мире по доказанным запасам природного газа (36,7% мировых запасов) [1] и является лидером среди газовых экспортеров [2]. Обладая уникальной газотранспортной системой (ГТС), Россия также играет важную роль в обеспечении поставок центрально-азиатского газа в Европу и страны СНГ [3].

Важнейшей задачей для любого газотранспортного предприятия является эффективная и безопасная эксплуатация магистральных газопроводов. Для ее выполнения важно своевременно проводить техническое диагностирование газопроводов. Однако значительная протяженность газопроводов, которая превышает 180 тыс. км [4], и малодоступность магистралей не позволяют полноценно использовать различные методы неразрушающего контроля трубы.

Объемы проведения диагностирования увеличиваются с каждым годом и на сегодняшний день составляют около 25 тыс. км в год. Проведение внутритрубной диагностики может многое рассказать о состоянии как внутренней, так и о внешней поверхности трубы, а главное – вовремя выявить недостатки. В среднем ежегодно в компаниях с помощью внутритрубной диагностики обследуется до 3 тыс. км магистральных газопроводов. Особо важные участки проходят обследование каждые три года и/или чаще, в зависимости от природно-климатических условий, в которых располагается участок газопровода.

В последнее время главным действующим инструментом системы диагностического контроля стала внутритрубная диагностика (ВД), которая представляет собой наиболее содержательный метод диагностики системы трубопроводов.

Длительная и трудоемкая расшифровка данных, полученных с помощью внутритрубного контроля трубопровода – один из главных недостатков этого метода. Разработка и использование экспертной системы (ЭС) позволит ускорить и облегчить процесс расшифровки данных диагностики, тем самым сократив количество возможных аварийных ситуаций и неисправностей.

Если передать большую часть функций, выполняемых персоналом по оценке и расшифровке диагностики экспертной системе, это позволит уменьшить время принятия решений, а также освободит персонал от трудоемкой работы и более того, это поможет уменьшить количество ошибок в случае возникновения аварийных ситуаций.

Совершенствование ВД и использование новейших способов оценки результатов диагностики является актуальной проблемой на сегодняшний день. Использование компьютерных вычислительных систем позволит значительно улучшить результативность диагностического контроля магистральных газопроводов и обеспечить их надежную эксплуатацию.

Для более полного представления о функциональности диагностики труб компании «Газпром», была разработана архитектурная модель «как есть» компании «Газпром» в части сервиса по диагностике дефектов труб.

На рисунке 1 представлена диаграмма архитектура «как есть» сервиса компании «Газпром» по диагностике дефектов металлических труб для транспортировки газа, разработанная на языке ArchiMate [5].

Рисунок 1 – Диаграмма ArchiMate архитектуры «как-есть» сервиса по диагностике дефектов металлических труб для транспортировки газа от компании «Газпром»

Согласно диаграмме ArchiMate (рисунок 1), компания «Газпром» предоставляет своим сотрудникам сервисы, связанные с диагностикой дефектов труб. Бизнес-сервис «Диагностика дефектов труб» включает в себя шесть подсервисов: «Внутритрубная диагностика», «ВИК КСС», «Ультразвуковой контроль КСС», «УЗК и УЗТ», «Профилеметрия» и «Контроль адгезии».

На данный момент сервис «Диагностика дефектов труб» реализуется довольно трудоемким и времязатратным процессом «Диагностирование дефектов труб», поскольку процесс включает в себя подпроцессы, требующие помимо использования различных технологий и оборудования постоянное обращение к нормативный технической документации, доступ к которой осуществляется, как правило, через браузеры, и последующую обработку этой информации для подготовки заключения по диагностике. Это может приводить к увеличению времени на получение окончательных заключений, что может отразиться на оперативности устранения дефектов труб и повлиять на эффективность работы компании.

Для анализа проблем компании «Газпром» в части сервиса по диагностике дефектов труб и определения вариантов их решений была разработанная мотивационная диаграмма в терминах языка ArchiMate (рисунок 2).

Рисунок 2 – Мотивационный слой архитектуры компании «Газпром» в части сервиса по диагностике дефектов труб в терминах языка ArchiMate

На мотивационной диаграмме ArchiMate показано, что автоматизация процесса диагностики дефектов труб включает в себя такие подцели как «Экономия времени» и «Упрощение процесса», что улучшит оценки драйвера «Эффективность процесса диагностики дефектов труб», в котором заинтересованы инженеры, диагностирующие трубы на дефекты. Достичь этого возможно посредством разработки экспертной системы по диагностике металлических труб для транспортировки газа для компании «Газпром».

На рисунке 2 представлена диаграмма архитектура «как-будет» сервиса компании «Газпром» по диагностике дефектов металлических труб для транспортировки газа.

Рисунок 3 – Диаграмма ArchiMate архитектуры «как-будет» сервиса по диагностике дефектов металлических труб для транспортировки газа от компании «Газпром»

Архитектура сервиса диагностики дефектов металлических труб диаграммы ArchiMate «как-будет» (рисунок 3) демонстрирует, что процесс диагностики дефектов труб значительно упрощается при использовании экспертной системы, так как трудоемкие и времязатратные процессы «Анализ выявленных дефектов труб» и «Заключение по диагностике» из архитектуры «как есть» (рисунок 1) теперь выполняются экспертной системой. Остаются только процессы сбора и ввода данных для экспертной системы, отпадает необходимость в долгом анализе данных вручную, заключение будет получено от экспертной системы.

Таким образом, согласно диаграмме ArchiMate «как-будет» (рисунок 3), разработка и успешное внедрение экспертной системы диагностики дефектов металлических труб для транспортировки газа для компании «Газпром» позволит повысить эффективность работы инженеров по диагностике труб, сократить время на обработку данных и улучшить качество диагностики трубопроводов, уменьшив влияние человеческого фактора на заключение по диагностике труб.

Список используемых источников

1. Proven Natural Gas Reserves by Country (2024) // GFP URL: https://www.globalfirepower.com/proven-natural-gas-reserves-by-country.php (датаобращения: 21.12.2024).

2. Россия — мировой лидер по экспорту природного газа // Нефть 30 капитал URL: https://oilcapital.ru/news/2024-09-02/rossiya-mirovoy-lider-po-eksportu-prirodnogo-gaza-5183037?ysclid=m3eeqj4656280924801 (дата обращения: 21.12.2024).

3. Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 N 1715-р <Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года> // КонсультантПлюс URL: https://ltesco.com/sites/default/files/uploads/zac/21_Распоряжение%20 Правитель ства%20РФ%20от%2013.11.2009%20N%201715-р.pdf (дата обращения: 21.12.2024).

4. Транспортировка // Газпром URL: https://www.gazprom.ru/about/production/transportation/?ysclid=m3eeysej2457383042 (дата обращения: 21.12.2024).

5. Онлайн учебник архитектура предприятия: сайт. – UML: https://urait.ru/viewer/arhitektura-predpriyatiya-539842 (дата обращения 11.11.2024)