Моделирование и оценка технического состояния стальных подземных газопроводов с использованием языка программирования R

Сопоставление результатов оценки технического состояния стальных подземных газопровода по методике ПАО «Газпром» и методом искусственного интеллекта.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 16
Глава 1. Надежность газотранспортных систем ……………………………………………. 18
1.1 Состав газотранспортной сети ………………………………………………………………… 18
1.2 Виды операций, выполняемых на линейной части ЛЭС ………………………….. 20
1.3 Классификация трубопроводов ………………………………………………………………. 20
1.3 Методы и средства диагностики линейной части газопроводов……………….. 21
1.4 Внутритрубная очистка магистрального газопровода ……………………………… 22
1.5 Требования к методам и средствам диагностики линейной части ……………. 24
1.6 Условия проведения внутритрубной диагностики …………………………………… 24
Глава 2. Оценка технического состояния магистральных газопроводов ………… 26
2.1 Методы оценки технического состояния для магистральных газопроводов 26
2.2 Анализ надежности трубопроводных систем…………………………………………… 31
2.3 Метод главных компонент ……………………………………………………………………… 36
2.4 Метод частичных наименьших квадратов (PLS) ……………………………………… 39
Глава 3. Расчетная часть ………………………………………………………………………………. 42
3.1 Методика обработки данных об объекте …………………………………………………. 42
3.2 Расчет объекта исследования ………………………………………………………………….. 49
Технико-экономический анализ …………………………………………………………………… 51
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………………………. 54
4.1. Оценка коммерческого потенциала, перспективности и альтернатив
проведения научного исследования с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ………………………………………………………………………………………. 54
4.2. Анализ конкурентных технических решений …………………………………………. 54
4.2 Анализ экономической эффективности …………………………………………………… 56
4.3 Планирование работ по проведению оценки технического состояния
газопровода …………………………………………………………………………………………………. 57
4.4 Определение трудоемкости работ …………………………………………………………… 58
4.5 Разработка графика проведения работ …………………………………………………….. 59
4.6 Бюджет научного исследования ……………………………………………………………… 61
4.7 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ …….. 61
4.8 Основная заработная плата …………………………………………………………………….. 62
4.9 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………………………….. 64
4.10 Накладные расходы ………………………………………………………………………………. 65
4.11 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социалььной и экономической эффективности исследования ……………………….. 65
Глава 5. Социальная ответственность …………………………………………………………… 69
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности………….. 69
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………………… 70
5.2.1 Показатели микроклимата в помещении ………………………………………………. 72
5.2.2 Анализ уровня шума на рабочем месте ………………………………………………… 72
5.2.3 Анализ освещенности рабочей зоны …………………………………………………….. 73
5.2.4 Анализ возможности механического травмирования ……………………………. 76
5.2.5 Монотонный режим работы и эмоциональный стресс ………………………….. 77
5.2.6 Поражение электрическим током …………………………………………………………. 77
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………… 78
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду …………….. 78
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………… 79
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые могу возникнуть при проведении работ на
линейной части ……………………………………………………………………………………………. 79
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС …………………………………………………………… 80
Заключение………………………………………………………………………………………………….. 83
Список используемых источников ……………………………………………………………….. 84
Приложение А……………………………………………………………………………………………… 88

В данной магистерской работе проведен литературный обзор по
применению средств и методов оценки технического состояния участка
газопровода. Выявлено, что для сбора исходных данных, необходимых для
проведения оценки, используются различные способы обследования
газопроводов, в том числе пропуск внутритрубных диагностических устройств.
Для проведения оценки технического состояния используются разные методы.
В большинстве случаев применяют статистические методы анализа данных,
используемые для прогнозируемых расчетов.
Метод PLS-DA был применен для четырех классов состояния
газопроводов. PLS-модель была построена и проверена на точность, которая
показала достоверность результатов, получаемых вследствие применения
метода PLS. Таким образом, метод PLS-DA позволяет автоматизировать метод
оценки технического состояния стального газопровода с вероятностью 0.98,
0.93, 0.93 и 0.96, % для классов (категории) «А», «В», «С» и «D» ,
соответственно. Это позволяет упростить и исключить ошибки при рутинных
расчетах.
В рамках работы были рассчитаны риски отказов, при продолжении
эксплуатации до проведения очередной оценки технического состояния участка
газопровода протяженность 340 м, которые составили 42 тыс. руб. и при
возобновлении эксплуатации после проведения капитального ремонта
газопровода, равные 584,9 тыс. руб. По результатам расчетов установлено, что
для рассматриваемого участка газопровода не требуется капитальный ремонт, а
его категория «А» – работоспособное состояние.

Моделирование и оценка технического состояния стальных подземных
газопроводов с использованием языка программирования R
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Кнауб И.А. Лит. Лист Листов
Руковод. Зарубин А.Г. Заключение 83 96
Консульт.
Рук-ль ООП Шадрина А.В. НИ ТПУ гр.2БМ91

1. P Газпром 2.11-2016 Методика оценки технического состояния стальных
и полиэтиленовых газопроводов.
2. СТО Газпром 2-3.5-454-2010 «Правила эксплуатации магистральных
газопроводов»
3. СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы.
4. ГОСТ Р 55999-2014 Внутритрубное техническое диагностирование
газопроводов. Общие требования
5. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и
методов
6. ВСН 004-88 «Строительство магистральных трубопроводов. Технология
и организация»
7. ВРД39-1.10-0062000«Правилатехническойэксплуатации
магистральных газопроводов»
8. РД 51-2-97 «Инструкция по внутритрубной инспекции трубопроводных
систем», ОАО «Газпром», 1997
9. СП 111-34-96 «Очистка полости и испытание газопроводов»
10.Аралов О. В. Методология управления качеством сложных технических
систем на объектах магистрального трубопроводного транспорта нефти и
нефтепродуктов // Наука и технологии трубопроводного транспорта
нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 6. С. 608–625.
11.R Core Team. 2019. R: A Language and Environment for Statistical
Computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing.
[Электронный ресурс] URL: https://www.R-project.org/.
12.Xie Y. et al. A general-purpose package for dynamic report generation in R //R
package version. – Т. 1.