Тюменский индустриальный

КУЗЯКОВ О.Н., АНДРЕЕВА М.А.
 
СИСТЕМА КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ 
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 
Кузяков О.Н., 
д-р. техн. наук, доцент, зав кафедрой, [e-mail] 
Андреева М.А.,
бакалавр, [e-mail] 
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
Аннотация. 
Описаны факторы, влияющие на состояние технологических объектов 
нефтегазовой отрасли, при проведении их мониторинга. Предложен комплексный 
принцип мониторинга – многопараметровый контроль с учетом внутренних и внешних 
факторов.
 
Дана классификация объектов мониторинга, предложено использование 
методов нечеткой логики и теории прецедентов при осуществлении комплексного 
мониторинга.
 
Ключевые слова
: система, мониторинг, прецедентный подход, влияющие факторы, 
принятие решений, параметры контроля 
37 

---

Основная проблема современных методов состоит в том, что упор в 
них делается на диагностику какого-либо одного фактора, определяющего, 
к примеру, развитие коррозии в трубопроводе, либо определение 
фактического состояния стенки трубы магистрального газопровода (рис.1). 
Внутренние факторы определяются составом и состоянием металла, 
то есть обусловлены его механической и термической обработкой. 
Термическая обработка влияет на структуру, фазовый состав, 
концентрацию компонентов сплава в разных точках зерен кристаллитов. 
Также в результате термических воздействий на поверхности металла 
могут формироваться слои, находящиеся под действием растягивающих 
либо сжимающих напряжений.
Внешние факторы определяются состоянием внешней среды: 
температурой, скоростью перемещения отдельных компонентов 
относительно неподвижной поверхности объекта, топологией внешней 
поверхности, расстоянием до объекта мониторинга.
Рис. 1. Факторы влияния 
В настоящее время актуальна задача разработки системы 
комплексного мониторинга (СКМ), включающего как внешние 
обследования, так и внутренние измерения, к примеру, связанные с
идентификацией 
многофазной 
смеси, 
транспортируемой 
через 
трубопровод. Структура комплексной системы пространственного 
мониторинга трубопровода показана на рис.2. 
Рис. 2. Структура системы комплексного мониторинга 
Подвижные 
компоненты 
объекта контроля 
Внутренние 
параметры 
Поверхности 
Система управления с интеллектуальной 
поддержкой принятия решений 
38 

---

Основная задача сводятся к получению в единую базу данных 
разнообразной 
информации 
с 
предоставлением 
пользователям 
возможности самостоятельно принимать решение о текущем состоянии на 
основе анализа большого количества измеренных факторов и накопленной 
истории их изменения.
Обработка большого количества разнородных данных в рамках 
единой математической модели представляет существенную сложность, 
если использовать для решения этой задачи классические математические 
методы [1].
Однако в настоящее время, когда сложность технических систем 
неизменно повышается, а требования к качеству их работы в условиях 
нестабильности, ограниченности или неточности исходных данных 
ужесточаются, возникает проблема использования новых математических 
методов для решения подобного рода задач. 
В этой связи актуально использование математического аппарата 
нечеткой логики, который является одним из наиболее активно 
развивающихся и перспективных направлений в области обработки 
информации, управления и принятия решений.
Другой особенностью современных систем можно считать 
использование CBR-технологии – технологии прецедентов [2-7 ]. 
При этом любой прецедент можно представить в виде: 
CASE = (VD
i
, VD
j
, VD
k
, VD
l
, R), 
(1) 
где VD
i
, VD
j
, VD
k
, VD
l
– 
набор параметров от различный источников 
сигнала по конкретному объекту контроля, R – решения (управляющие 
рекомендации).
Библиотека прецедентов (БП) формируется до ввода системы в 
эксплуатацию. При этом необходимо использование тех параметров 
системы (исследуемый объект, длина и точки подвеса, габариты 
многоточечного излучателя и корпуса), которые будут использоваться во 
время её эксплуатации.
Во время работы системы выполняется определение сходства данной 
ситуации (набор фотоприемников, регистрирующих сигнал в данный 
момент) с хранимыми в БП, при этом неудавшиеся решения, связанные с 
некорректным функционированием элементов системы, формируют 
отдельную базу проблемных состояний и фиксируются SRAM 
микроконтроллера.
Отметим, что в структуре прецедента содержится два основных 
компонента: 
идентифицирующий 
(позволяющий 
повторное 
использование) и обучающий (характеризует опыт, содержит 
доказательства решения, а также альтернативные и неудавшиеся решения). 
При нахождении решения на основании прецедентов (по параметрам, 
соответствующим данной ситуации) искомые параметры объекта.
39 

---

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. 
Лаптева, У. В. Мониторинг нефтегазовых объектов методом 
муаровых полос / У. В. Лаптева, О. Н. Кузяков // Известия высших 
учебных заведений. Нефть и газ. – 2007. - № 5. – С. 110-115.
 
2. 
Варшавский, П. Р. Моделирование рассуждений на основе 
прецедентов в интеллектуальных системах поддержки принятия решений / 
П. Р. Варшавский, А. П. Еремеев // Искусственный интеллект и принятие 
решений. – 2009. - № 2. – С. 45-57. 
3. 
Башлыков, А. А. Анализ подходов и методов построения 
компьютерных систем для интеллектуальной информационной поддержки 
принятия управляющих решений в нештатных ситуациях на примере 
объектов нефтепроводного транспорта / А. А. Башлыков // Автоматизация, 
телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2016. – № 3. – С. 
21-29. 
4. 
Башлыков, А. А. Применение методов теории прецедентов в 
системах поддержки принятия решений при управлении трубопроводными 
системами / А. А. Башлыков // Автоматизация, телемеханизация и связь в 
нефтяной промышленности. – 2016. – № 1. – С. 23-32. 
5. Case-based reasoning approach for monitoring multi-phase liquid in 
pipeline / O.N. Kuzyakov [
и др.] // IOP Conference Series: Earth and 
Environmental Science Innovations and Prospects of Development of Mining 
Machinery and Electrical Engineering. - Saint-Petersburg, 2017. – Pp. 1-5. 
7. Kuzyakov, O.N., Andreeva M. A. Pipeline integrated monitoring 
system applying unmanned aerial vehicle / O.N. Kuzyakov, M. A. Andreeva // 
IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. - Saint-Petersburg, 2018. – 
Pp. 1-6. 
8. Kuzyakov, O. N. Elaboration of three dimensional movement control 
device / O.N. Kuzyakov, M. A. Andreeva // Proc. VI International Sci.- Prac. 
Conf. Modern Issues of Development Fundamental and Applied Sciences. - 
Praha, 2016. – Pp.108-111. 
40 

---

УДК 681.5.09