Геоинформационные системы для решения диспетчерских и управленческих задач предприятий газовой отрасли

Мария Юрченко
Старший специалист компании ЗАО «НЕОЛАНТ»

Актуальность использования ГИС на предприятиях газовой отрасли

Пример системы в действии — ГИС Единой системы газоснабжения РФ

Подводя итоги

Специфика работы диспетчеров и руководителей предприятий газовой отрасли состоит в том, что они оперируют огромным массивом информации о технологических объектах и газовых сетях. При этом, как правило, не существует целостной и удобной для восприятия картины текущего состояния газовых сетей, особенностей их функционирования и возможностей развития.

Информация обычно представлена в лоскутном виде: разрозненные таблицы, графики и т.д.  — то есть отсутствует единая информационная система, которая объединила бы и представила в удобном виде все необходимые для анализа данные. В таких условиях обработка информации  — довольно трудоемкий процесс, который предполагает использование множества расчетных модулей, проведение математического моделирования технологических процессов, реализацию специальных алгоритмов выборки данных, выполнение комплекса аналитических процедур.

Учитывая такие особенности газовых предприятий, как большая протяженность газопроводов и территориальная распределенность объектов на них, компания «НЕОЛАНТ» для поддержки процесса управления ими предлагает использовать геоинформационные системы (ГИС), зарекомендовавшие себя как эффективный инструмент поддержки принятия решений. Так, компания успешно применила геоинформационный подход при создании программного комплекса визуализации функционирования Единой системы газоснабжения Российской Федерации (ГИС ЕСГ РФ) для Центрального производственно­диспетчерского департамента (ЦПДД) ОАО «Газпром» совместно с ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Таким образом, «НЕОЛАНТ» имеет успешный опыт в решении газовых задач государственной важности.

В статье пойдет речь о возможностях ГИС для решения диспетчерских и управленческих задач на предприятиях газовой отрасли и будет подробно рассмотрен пример функционирования реальной информационной системы  — ГИС ЕСГ РФ.

Актуальность использования ГИС на предприятиях газовой отрасли

ГИС позволяют сформировать единое визуальное пространство газового предприятия, с помощью которого пользователь получает возможность охватить взглядом всю территориально распределенную организацию во взаимосвязи ее элементов: линейно­протяженных (газопроводов) и «точечных» (насосных станций, крановых узлов, замерных узлов и т.д.) объектов  — на картографической основе. При этом ГИС­системы от «НЕОЛАНТ» отличает то, что в них встраиваются функции решения аналитических задач.

Основные возможности, предоставляемые информационными системами, разработанными
«НЕОЛАНТ» на базе ГИС­технологий:

• для диспетчеров  — удобное для восприятия и анализа представление расчетных и аналитических данных;
• для руководителей  — поддержка принятия управленческих решений.

Процесс создания системы на основе ГИС­технологий включает следующие этапы (на примере ГИС ЕСГ):

• инициатива тематического наполнения системы исходит от заказчика  — он осознает задачи, которые должна решать система, и сообщает их специалистам «НЕОЛАНТ». По желанию заказчика могут быть реализованы любые задачи, которые можно описать с помощью SQL­запросов;
• специалисты «НЕОЛАНТ» формируют геоинфомационную систему, в которой к карте территории предприятия привязана схема расположения его объектов и сетей; проводят паспортизацию каждого объекта. Объекты распознаются и связываются с графическими элементами, обозначающими их на карте, с помощью системы кодов­классификаторов. Затем создается интерфейс под каждую задачу заказчика;
• интерфейс системы формируется таким образом, чтобы для ее настройки не требовалось никаких специальных знаний и пользователи — сотрудники заказчика сами могли настраивать ее для максимально удобного использования. Так, они выбирают варианты графического отображения объектов на карте — например, их выделение различными цветами и назначение табличного представления: какие поля и как выводятся на экран;
• в связи с постоянным расширением спектра задач, которые заказчик хочет автоматизировать, система развивается  — этот процесс поддерживает компания «НЕОЛАНТ».

Очень важно, что заказчик активно участвует в создании и настройке системы — это позволяет добиться ее максимальной функциональности и удобства для него.

Система на основе ГИС будет полезна на предприятии, имеющем любое географическое положение в стране и рассредоточенном на большом расстоянии. Кстати, ГИС ЕСГ  — яркий пример территориально распределенной разработки: в создании решения принимали активное участие ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Московская область), «НЕОЛАНТ» (Москва), «НЕОЛАНТ­Тенакс» (Калининград).

В ГИС Единой системы газоснабжения (ЕСГ) РФ использованы следующие программно­аппаратные средства и технологии: ГИС MapInfo/MapXStream, СУБД Oracle, платформа разработки приложений Microsoft.NET.

При этом компания «НЕОЛАНТ» придерживается принципа мультиплатформенности, сотрудничает с крупнейшими ГИС­вендорами и может разрабатывать свои решения также на платформах Autodesk, Bentley, ESRI и Intergraph.

Пример системы в действии — ГИС Единой системы газоснабжения РФ

Единая система газоснабжения Российской Федерации (ЕСГ РФ) — объект федерального значения, управление ею — задача важная и сложная одновременно. В какой­то момент специалисты Центрального производственно­диспетчерского департамента (ЦПДД) ОАО «Газпром», управляющие системой, осознали, что без информационных технологий им уже не обойтись.

Программный комплекс, разработанный «НЕОЛАНТ» и «ВНИИГАЗ», предназначен для представления в графическом и табличном виде фактических и аналитических данных о технологических объектах газотранспортных систем (ГТС) ЕСГ в привязке к их географическому положению.

В качестве основы для отображения информации используется общая типовая схема Единой системы газоснабжения. Сегодня на ней визуализируются: фактическое состояние газопроводов и объектов, результаты оперативного анализа пропускной способности участков ГТС, а также маршрутов поставок газа от источника до потребителей по магистральным газопроводам ЕСГ ОАО «Газпром».

Функциональные возможности комплекса:

• отображение паспортно­технологической информации об объектах ГТС ЕСГ;
• поиск объектов по атрибутивным параметрам;
• визуализация результатов выполнения расчетных задач заказчика на схеме ЕСГ РФ и в табличном виде, а также экспорт в MS Excel для использования в других системах. Информация может быть выведена на экран по каждой задаче в отдельности или по нескольким задачам одновременно, если требуется их отображение во взаимосвязи.

Приведем несколько примеров задач, визуализацию и реализацию которых ГИС ЕСГ РФ обеспечивает в настоящий момент:

1. Контроль и согласование проведения ремонтных и диагностических работ на объектах ЕСГ РФ (рис. 1). Система помогает принять первичное решение о разрешении на ремонт, то есть отследить, например, не мешает ли проведение ремонта на определенном участке движению общих потоков газа. На основании визуальной оценки ситуации руководство может отказать или задержать проведение ремонта на данном участке.
2. Проведение визуальной проверки правильности составления плана­графика ремонтных и диагностических работ на год, выявление и анализ пространственных и временных коллизий. Система помогает оптимизировать последовательность выполнения работ по году благодаря выявлению ошибок планирования, например наличия одновременных ремонтов на одной линии газопровода, которое может привести к возникновению критической ситуации.
3. Планирование выполнения комплексов ППР (планово­предупредительных работ) для оптимизации работы предприятия с точки зрения потоков газа и по времени, и по направлению, то есть определяет, например, какой коридор и в какое время будет свободен (рис. 2).
4. Выявление узких мест (участков с предельной загрузкой) в системах магистральных газопроводов  — используется руководителями для принятия решений о своевременном ремонте, замене, реконструкции трубопровода и т.д. (рис. 3).
5. Отслеживание запасов газа внутри газопроводов, поддержание их на оптимальном уровне (рис. 4). Решение этой задачи необходимо для обеспечения своевременной поставки достаточного количества газа и предупреждения возникновения непредвиденных ситуаций  — иными словами, для выполнения контрактных обязательств перед потребителями. В ГИС ЕСГ существует возможность визуализации на графике изменения запасов газа на конкретном участке за период времени.
6. Решение других задач: например, составление прогнозов газопотребления, отображение маршрутов транспортировки газа и т.д., состав и функциональные возможности которых постоянно расширяются на основе запросов заказчика.

Рис. 1. Отображение ремонтных работ на ГИС ЕСГ: разными цветами обозначено состояние ремонтных работ на различных участках газопроводов (например, текущие или планируемые работы)

Рис. 2. Визуализация плана выполнения комплексов ППР на участке ГТС ЕСГ: разными цветами выделены различные комплексы

Рис. 3. Отображение узких мест различного типа (выделены разными цветами) на участке ГТС ЕСГ

Рис. 4. Отображение суточных изменений запасов газа на графике

Подводя итоги

В ходе использования системы заказчик получает следующие основные возможности:

• единое информационное пространство, которое объединяет, во­первых, все данные о предприятии; во­вторых, его производственные службы на всех уровнях управления, что обеспечивает большую согласованность их действий;
• решение конкретных задач заказчика — именно он является инициатором смыслового наполнения системы;
• оптимизация принятия решений и выполнения работ, которая влечет за собой сокращение временных затрат и, как следствие, возможность выполнять большую работу за тот же период времени;
• удобное представление данных  — их графическое отображение настраивается самим пользователем, а не встраивается в систему ее создателем.

Любое газовое предприятие является живым организмом, состоящим из множества взаимосвязанных между собой элементов: газопроводов, технологических объектов и инженерных сетей. Поэтому эффективной для решения диспетчерских и управленческих задач газовой отрасли может быть только та информационная система, в которой реализовано их согласованное функционирование, что и обеспечивают ГИС от «НЕОЛАНТ». Пример геоинформационной системы Единой сети газоснабжения РФ, разработанной «НЕОЛАНТ» и «ВНИИГАЗ», еще раз доказывает этот факт.

САПР и графика 3`2011