Способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы Российский патент 2022 года по МПК G01C11/00 

Описание патента на изобретение RU2780304C1

Изобретение относится к способам картографического мониторинга производственных объектов нефтегазовой отрасли.

Из уровня техники известен способ мониторинга состояния трассы магистрального трубопровода, заключающийся в том, что:

- осуществляют аэрофотосъемку с применением беспилотных летательных аппаратов с одновременной записью координат местности точек фотографирования;

- запись спутниковых координат точек фотографирования выполняют за счет использования глобальной навигационной спутниковой системы геодезического класса с последующей обработкой полученных результатов измерений по методу точного позиционирования и присвоением полученных по результатам обработки спутниковых координат каждому фотоснимку;

- привязку фотоснимков к трассе и объектам магистрального трубопровода выполняют импортированием их в геоинформационную систему с предварительно внесенной в нее схемой трассы магистрального трубопровода;

- из массива геопривязанных фотоснимков в автоматизированном режиме выбирают фотоснимки объектов магистрального трубопровода с фактами нарушений и попытками несанкционированного доступа на трассе магистрального трубопровода, локализуют выявленные факты и отмечают их в геоинформационной системе;

- по построенным ортофотопланам или цифровым моделям местности выявляют и отмечают в геоинформационной системе опасные геологические процессы, происходящие на трассе магистрального трубопровода;

- выполняют наложение изображений ортофотопланов или цифровых моделей местности с опасными геологическими процессами, происходящими на трассе магистрального трубопровода и выполненными в разные временные периоды и имеющих одинаковые координаты. (RU 2699940 С1, опубл. 11.09.2019).

Недостатком вышеописанного аналога является отсутствие технических решений

- по мониторингу безопасного технического состояния объектов транспорта газа, включающих комплексную оценку состояния и обследованности объектов транспорта газа,

по контролю в режиме реального времени местоположения, выполнения плановых задач и физического состояния работника.

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка способа безопасной эксплуатации объектов транспорта газа путем выполнения их комплексного мониторинга в геоинформационной системе, включая обнаружение утечек метана на объектах транспорта газа, фиксацию нарушений правил эксплуатации объектов транспорта газа, контроль зон проведения земляных работ и отслеживание регламентно-технических работ, местоположения и физического состояния работника.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности эксплуатации объектов транспорта газа путем применения системы сбора, хранения, анализа, редактирования и визуализации картографической, диагностической и статистической информации об объектах транспорта газа и связанных с ними объектах окружения, визуализирующей информацию о проведенных работах, диагностических обследованиях и испытаниях, нарушении правил эксплуатации объектов транспорта газа, проведении земляных и регламентно-технических работ на объектах транспорта газа, об исполнении заданий персоналом, местоположении и физическом состоянии работника с помощью переносных диагностирующих устройств, синхронизированных с центральным блоком обработки информации и центральным массивом данных.

Поставленная задача и технический результат соответственно достигается тем, что, реализуя способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы,

- осуществляют аэрофотосъемку с применением беспилотных летательных аппаратов с одновременной записью координат местности точек фотографирования;

- аэрофотосъемку осуществляют по сигналу, передаваемому на фотокамеры приемником навигационной системы, обеспечивающему заданную периодичность фотосъемки с перекрытием снимков не менее 70%; GPS/ГЛОНАСС-приемник глобальной навигационной спутниковой системы геодезического класса фиксирует географические координаты точки фотографирования, которые присваиваются центру сделанной фотографии;

- строят ортофотопланы с использованием метода триангуляции данных фотоснимков;

- по аэрофотоснимку осуществляют координатную привязку объектов транспорта газа в геоинформационной системе;

- выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации в тех же координатах;

- визуальным методом на аэрофотоснимках производят поиск нарушений и их фиксацию в системе;

- осуществляют планирование полетов беспилотных летательных аппаратов на предмет воздушного патрулирования трасс газопроводов;

- геоинформационные данные и данные аэрофотосъемки хранят на централизованном сервере, к которому обеспечен доступ ответственных исполнителей;

отличается тем, что:

- выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации, в том числе диагностическими обследованиями, капитальными ремонтами, реконструкциями, гидроиспытаниями, и другими проведенными работами на объектах транспорта газа в тех же координатах;

- на основе координат объектов транспорта газа строят зоны минимальных расстояний;

- путем визуального и полуавтоматического анализа в геоинформационной системе ортофотопланов и цифровых моделей местности выявляют нарушения зон минимальных расстояний, в том числе перспективно планируемых к застройке;

- используя средства геоинформационной системы вводят в централизованный массив данных сведения о местах шурфования, местах диагностирования и проведенных испытаниях, осуществляют планирование работ;

- путем сопоставления ортофотопланов с массивом статистической информации по технической диагностике объекта формируют планы технического обслуживания объектов и оборудования;

- сопоставляя ортофотопланы с отчетными данными о проведенном техническом обслуживании производят контроль и оценку состояния объектов транспорта газа для проведения капитального ремонта;

- производят отражение в геоинформационной системе результатов контроля утечек метана;

- обеспечивают оперативные работы по устранению утечек метана;

- с помощью переносных диагностирующих и навигационных устройств - газоанализатора, пульсоксиметра, GPS/ГЛОНАСС-приемника,

синхронизированных с центральным блоком обработки информации, представленным такими устройствами как планшетный компьютер или смартфон, закрепленным на одежде работника и соединенным с центральным сервером, осуществляют контроль местоположения работника, технического состояния оборудования объекта транспорта газа, физических параметров жизнедеятельности работника, и их отражение в централизованном массиве данных.

Способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы осуществляют следующим образом.

Оборудование, необходимое, для осуществления способа мониторинга утечек метана объектов транспорта газа, размещают на борту вертолета с использованием конструкций для снижения вибраций. Вертолет поднимается в воздух с целью воздушного облета трассы магистрального трубопровода. Мониторинг состояния объектов транспорта газа осуществляют с высотой полета воздушного судна в диапазоне 60-70 м над поверхностью земли со скоростью около 100 км/час.

Оборудование, необходимое для осуществления аэрофотосъемки, устанавливается на борту беспилотного летательного аппарата, который осуществляет полет над объектами транспорта газа по заданной траектории на высоте 400-500 метров над поверхностью земли со скоростью в диапазоне от 70 до 100 км/час.

При выполнении съемки используют следующее оборудование:

- цифровая фотокамера, обеспечивающая технические характеристики снимка по пространственному разрешению 0,1 м/пиксель, динамическим диапазоном 8 EV, со смазом изображения не более 0,5 пикселя;

- GPS/ГЛОНАСС-приемник глобальной навигационной спутниковой системы геодезического класса.

Аэрофотосъемку выполняют по сигналу, передаваемому на фотокамеры приемником навигационной геодезической системы и обеспечивающему заданную периодичность фотосъемки с перекрытием

снимков не менее 70%. Данное перекрытие необходимо для последующей обработки снимков и необходимой точности построения ортофотопланов. В момент фотографирования GPS/ГЛОНАСС-приемник глобальной навигационной спутниковой системы геодезического класса фиксирует географические координаты точки фотографирования, которые присваиваются центру сделанной фотографии.

Обрабатывают полученные спутниковые измерения по общеизвестному математическому методу точного позиционирования (Precise Point Positioning) (см, например, https://ru.wikipedia.org/wiki/Precise Point Positioning). Данная обработка необходима для снижения основных погрешностей, возникающих при абсолютных фазовых спутниковых измерениях. Точность спутниковых измерений без исключения указанных погрешностей не позволит выполнить дальнейшую привязку фотографий и построение ортофотопланов. При этом, в отличие от дифференциального метода, метод точного позиционирования основывается на данных, получаемых от сервисных центров обработки данных глобальных спутниковых навигационных систем и не требует наличия наземных базовых станций. Определяют координаты центров фотографирования. Каждой фотографии присваивают полученные по результатам обработки на предыдущем этапе спутниковые координаты. Из полученных фотографий формируется общий ортофотоплан. Построение ортофотопланов и цифровых моделей местности выполняют с помощью метода триангуляции.

Выполняют интеграцию фотоматериалов объектов транспорта газа в геоинформационную систему для анализа.

Проводят анализ фотоматериалов для выявления нарушений охранных зон и зон минимальных расстояний на объектах транспорта газа. Выявленные нарушения отмечают в геоинформационной системе для их последующего устранения, а также совместного анализа с другими данными о состоянии объекта транспорта газа, содержащимися в геоинформационной системе (данные о ранее выявленных нарушениях, сведения о проведенных

диагностических обследованиях, ремонтах и испытаниях и др.). Комплексный анализ имеющихся диагностических данных в совокупности с ортофотопланами позволяет оценить потенциальный ущерб при возникновении аварийной ситуации и выявить участки, требующие принятия первоочередных мер. Результаты анализа учитываются при формировании планов технического обслуживания объектов.

В геоинформационной системе анализируют ортофотоплан и цифровую модель местности по всем обследованным участкам, выявляют и фиксируют в геоинформационной системе опасные природные, антропогенные и технологические процессы для последующего анализа совместно с данными других видов мониторинга. Полуавтоматический анализ заключается в применении стандартного функционала программного обеспечения геоинформационной системы для сопоставления и анализа охранных зон и зон минимальных расстояний с векторными данными цифровой модели местности, по которым осуществляется выборка объектов окружения и выявляются места с опасными процессами антропогенного и природного характера.

Контроль местоположения и физического состояния работника в режиме реального времени осуществляют при помощи набора датчиков – газоанализатора, пульсоксиметра, GPS/ГЛОНАСС-приемника, синхронизированных с центральным блоком обработки информации. В качестве центрального блока может выступать переносное устройство, обеспечивающее централизованный сбор и обработку данных. Диагностическое оборудование передает сигнал на центральный блок обработки информации, которое по определенным алгоритмам консолидирует эту информацию и отправляет ее на центральный сервер. Центральный сервер осуществляет функцию хранения и передачи данных в геоинформационную систему. Геоинформационная система визуализирует

полученный результат на картографической основе, сигнализирует оператору о нештатных ситуациях и принятии необходимых мер.

Похожие патенты RU2780304C1

название год авторы номер документа
Способ мониторинга состояния трассы магистрального трубопровода 2018
  • Скуридин Николай Николаевич
  • Кумаллагов Виталий Александрович
  • Овчинников Евгений Витальевич
RU2699940C1
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ КАРТЫ ЭКЗОГЕННЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕСТНОСТИ ВДОЛЬ ТРАССЫ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА 2015
  • Ревель-Муроз Павел Александрович
  • Чужинов Сергей Николаевич
  • Прохоров Александр Николаевич
  • Захаров Андрей Александрович
  • Ахметзянов Ренат Рустамович
  • Могильнер Леонид Юрьевич
  • Лободенко Иван Юрьевич
  • Шебунов Сергей Александрович
  • Сощенко Анатолий Евгеньевич
RU2591875C1
Способ проведения геотехнического мониторинга линейных сооружений и площадных объектов на основе воздушного лазерного сканирования 2017
  • Баборыкин Максим Юрьевич
RU2655956C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМОВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОТКРЫТЫХ СКЛАДАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОЗДУШНОГО ОПТИЧЕСКОГО СКАНИРОВАНИЯ С БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ 2016
  • Курков Михаил Владимирович
  • Руднев Степан Андреевич
  • Клестов Даниил Анатольевич
RU2646538C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННО-УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ САМОЛЁТА НА ТРАССАХ И ПРИАЭРОДРОМНЫХ ЗОНАХ ПРИ ЛЁТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2015
  • Скрябин Евгений Фёдорович
RU2584368C1
Способ дешифрирования экзогенных геологических процессов и инженерно-геологических условий 2017
  • Баборыкин Максим Юрьевич
RU2655955C1
СПОСОБ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ОБШИРНОЙ ТЕРРИТОРИИ 2002
  • Русинов П.С.
  • Ващенко Ю.Е.
  • Ломакин С.В.
RU2217805C2
МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ БОРТОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АЭРОФОТОСЪЕМКОЙ ДЛЯ ПИЛОТИРУЕМЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ (МБСУ АФС) 2016
  • Курков Михаил Владимирович
  • Руднев Степан Андреевич
RU2646539C1
Способ получения, обработки, отображения и интерпретации геопространственных данных для кластеризации неоднородности техногенно измененных территорий 2022
  • Резник Александр Владиславович
  • Гаврилов Владимир Леонидович
  • Немова Наталья Анатольевна
  • Косарев Николай Сергеевич
  • Колесников Алексей Александрович
RU2806406C1
Способ построения трехмерной модели местности вдоль полотна железнодорожного пути 2020
  • Рощин Дмитрий Александрович
RU2726256C1

Реферат патента 2022 года Способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы

Изобретение относится к способам картографического мониторинга производственных объектов нефтегазовой отрасли. Способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы заключается в том, что осуществляют аэрофотосъемку с применением БПЛА с одновременной записью координат местности точек фотографирования, затем строят ортофотопланы с использованием метода триангуляции данных фотоснимков, по аэрофотоснимку осуществляют координатную привязку объектов транспорта газа в геоинформационной системе, выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации в тех же координатах, визуальным методом на аэрофотоснимках производят поиск нарушений и их фиксацию в системе. При этом выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации на объектах транспорта газа в тех же координатах, на основе координат объектов транспорта газа строят зоны минимальных расстояний, путем визуального и полуавтоматического анализа в геоинформационной системе ортофотопланов и цифровых моделей местности выявляют нарушения зон минимальных расстояний. Путем сопоставления ортофотопланов с массивом статистической информации по технической диагностике объекта формируют планы технического обслуживания объектов и оборудования, сопоставляя ортофотопланы с отчетными данными о проведенном техническом обслуживании, производят контроль и оценку состояния объектов транспорта газа для проведения капитального ремонта, производят отражение в геоинформационной системе результатов контроля утечек метана, выполненного с применением оборудования, установленного на воздушном судне, обеспечивают оперативные работы по устранению утечек метана, с помощью переносных диагностирующих и навигационных устройств, синхронизированных с центральным блоком обработки информации, закрепленным на одежде работника и соединенным с центральным сервером, осуществляют контроль местоположения работника, технического состояния оборудования объекта транспорта газа, физических параметров жизнедеятельности работника и их отражение в централизованном массиве данных. Технический результат – повышение безопасности эксплуатации объектов транспорта газа.

Формула изобретения RU 2 780 304 C1

Способ мониторинга технического состояния объектов транспорта газа на основе геоинформационной системы, заключающийся в том, что

- осуществляют аэрофотосъемку с применением беспилотных летательных аппаратов с одновременной записью координат местности точек фотографирования;

- аэрофотосъемку осуществляют по сигналу, передаваемому на фотокамеры приемником навигационной системы, обеспечивающему заданную периодичность фотосъемки с перекрытием снимков не менее 70%; GPS/ГЛОНАСС-приемник глобальной навигационной спутниковой системы геодезического класса фиксирует географические координаты точки фотографирования, которые присваиваются центру сделанной фотографии;

- строят ортофотопланы с использованием метода триангуляции данных фотоснимков;

- по аэрофотоснимку осуществляют координатную привязку объектов транспорта газа в геоинформационной системе;

- выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации в тех же координатах;

- визуальным методом на аэрофотоснимках производят поиск нарушений и их фиксацию в системе;

- осуществляют планирование полетов беспилотных летательных аппаратов на предмет воздушного патрулирования трасс газопроводов;

- геоинформационные данные и данные аэрофотосъемки хранят на централизованном сервере, к которому обеспечен доступ ответственных исполнителей;

отличающийся тем, что

- выполняют сопоставление изображений ортофотопланов с данными по эксплуатации, в том числе диагностическими обследованиями, капитальными ремонтами, реконструкциями, гидроиспытаниями и другими проведенными работами на объектах транспорта газа в тех же координатах;

- на основе координат объектов транспорта газа строят зоны минимальных расстояний;

- путем визуального и полуавтоматического анализа в геоинформационной системе ортофотопланов и цифровых моделей местности выявляют нарушения зон минимальных расстояний, в том числе перспективно планируемых к застройке;

- используя средства геоинформационной системы вводят в централизованный массив данных сведения о местах шурфования, местах диагностирования и проведенных испытаниях, осуществляют планирование работ;

- путем сопоставления ортофотопланов с массивом статистической информации по технической диагностике объекта формируют планы технического обслуживания объектов и оборудования;

- сопоставляя ортофотопланы с отчетными данными о проведенном техническом обслуживании производят контроль и оценку состояния объектов транспорта газа для проведения капитального ремонта;

- производят отражение в геоинформационной системе результатов контроля утечек метана, выполненного с применением оборудования, установленного на воздушном судне;

- обеспечивают оперативные работы по устранению утечек метана;

- с помощью переносных диагностирующих и навигационных устройств - газоанализатора, пульсоксиметра, GPS/ГЛОНАСС-приемника, синхронизированных с центральным блоком обработки информации, представленным такими устройствами, как планшетный компьютер или смартфон, закрепленным на одежде работника и соединенным с центральным сервером, - осуществляют контроль местоположения работника, технического состояния оборудования объекта транспорта газа, физических параметров жизнедеятельности работника и их отражение в централизованном массиве данных.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2780304C1

Способ мониторинга состояния трассы магистрального трубопровода 2018
  • Скуридин Николай Николаевич
  • Кумаллагов Виталий Александрович
  • Овчинников Евгений Витальевич
RU2699940C1
Способ проведения геотехнического мониторинга линейных сооружений и площадных объектов на основе воздушного лазерного сканирования 2017
  • Баборыкин Максим Юрьевич
RU2655956C1
US 9036861 B2, 19.05.2015
Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами 1924
  • Ф.А. Клейн
SU2017A1

RU 2 780 304 C1

Авторы

Смирнов Евгений Александрович

Свиридов Алексей Михайлович

Фомин Александр Владимирович

Карабут Юрий Владимирович

Блинов Федор Владимирович

Горяйнов Максим Сергеевич

Гусаров Максим Алексеевич

Немов Дмитрий Михайлович

Даты

2022-09-21Публикация

2021-03-26Подача