Увеличение масштабов и сложности трубопроводных систем, рост требований к эффективности и безопасности их функционирования предъявляют новые требования к полноте, качеству и оперативности использования информационных ресурсов, отражающих структуру, техническое состояние и режимы эксплуатации.
В общем случае, инфраструктура данных по объектам добычи и транспортировки природного газа и нефти это совокупность:
Прочным фундаментом строительства такой инфраструктуры должны быть глубоко проработанные, ясно изложенные, однозначно трактуемые и неукоснительно соблюдаемые нормативные документы, определяющие модель собираемых данных по объектам добычи и транспортировки природного газа, порядок их актуализации, обработки, хранения, распространения и использования.
В качестве методической основы создания информационной инфраструктуры данных по объектам добычи и транспортировки нефти и газа может использоваться модель Pipeline Open Data Standard, локализованная версия которой названа «Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам», сокращенно ОСМД ТС.
В мировой газовой индустрии эту модель поддерживают более 50-и крупных газотранспортных компаний, а сервисные услуги в этой области оказывают более 80-и компаний. Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам представляет собой унифицированный перечень принятых в газовой промышленности терминов и определений, предназначенный для разработки БД и аналитических приложений и определяет метод формирования новых наборов данных. Одновременно ОСМД ТС – является базисом для планирования долговременных перспективных потребностей компаний в информации по проектируемым, строящимся и эксплуатирующимся производственным объектам.
Модель непрерывно совершенствуется и отражает бурное развитие информационных технологий в мировой нефтегазовой индустрии. В частности ее последняя версия поддерживает работу с морскими системами добычи и транспортировки газа, что особенно актуально в связи с планирующимся началом широкомасштабного освоения месторождений нефти и газа на Российском шельфе.
В настоящем разделе представлены методические материалы, обосновывающие целесообразность применения «Открытой стандартной модели данных по трубопроводным системам» в ходе работ по созданию и совершенствованию инфраструктуры данных по объектам добычи и транспортировки нефти и природного газа.
Далее рассматриваются следующие аспекты связанные с применением моделей данных в нефтегазовой индустрии:
[Наверх]
Данные, собираемые по различным направлениям деятельности нефтегазовых компаний, являются одним из его наиболее ценных активов. В последнее время стало очевидным, что затраты на сбор и обработку данных достаточно велики и их нельзя избежать.
Сложившаяся в настоящее время в отрасли система сбора, накопления, учета и хранения информации для обеспечения процессов проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов имеет ряд серьезных недостатков, существенно сказывающихся на стоимости и качестве информационного обеспечения отрасли:
Затраты существенно увеличиваются и в связи с тем, что различные подразделения компаний часто вынуждены самостоятельно создавать разнообразные электронные архивы, СУБД и геоинформационные системы.
Эти системы могут хорошо работать и повышать эффективность труда отдельных подразделений. Но все они, как правило, разрознены и слабо связаны между собой. Каждая из них решает узкий круг задач и жестко привязана к своим создателям и программному обеспечению. Эти системы не выходят за пределы своих подразделений и не могут быть интегрированы для обеспечения экономических интересов компании или корпорации в целом.
[Наверх] [К оглавлению]
Как показывает практика, в процессе интеграции очень важно минимизировать влияние на данные различий в определениях и терминологии у специалистов разных профилей. С такой проблемой столкнулись в очень многих крупных компаниях.
Один из подходов к ее решению заключается в создании централизованных хранилищ данных для всей компании, что позволяет осуществлять жесткий контроль над поступлением и использованием информации. Все программные приложения в такой схеме используют единый набор данных, что увеличивает их согласованность и точность, одновременно уменьшая стоимость управления данными. Для сбора данных по всем подразделениям разрабатывается и внедряется единое программное обеспечение.
Недостатки такого централизованного подхода заключаются в следующем:
Во первых, постоянные изменения в структуре централизованных баз данных крайне затрудняют разработку специальных аналитических приложений, для работы которых нужен непосредственный доступ к данным. Как следствие, решение любой новой задачи или выполнение нового типа запроса или создание новой программы могут быть обеспечены только с участием службы поддержки этой БД.
Во вторых, ввод всей информации по всем объектам компании может быть выполнен только через персонал службы поддержки. Невозможно выполнить полный внешний контроль введенных данных.
В третьих, затруднена прямая репродукция (дублирование) разделов БД для использования в специализированных программных комплексах других подразделений. Выдача данных каждый раз требует отдельного согласования, специальных программных решений и может быть выполнена только силами персонала службы поддержки централизованной БД. Получается, что данные, собираемые разными службами и подразделениями компании, в конечном итоге попадают в центральную базу, где пользоваться ими реально может только ограниченный круг людей, т.е. существует преимущественно односторонняя направленность потока данных. Иначе говоря - все видят систему глазами службы поддержки.
И в четвертых, все пользователи должны иметь надежные каналы связи с центральной базой данных.
Выбрав этот путь, часть компаний идет на то, что бы содержать подразделения, которые разрабатывают и постоянно поддерживают специализированное программное обеспечение для обработки данных в хранилищах информации. При этом большая часть компаний предпочитает решать свои задачи с помощью коммерчески доступных программных продуктов. Однако проблема заключается в том, что адаптировать готовое программное решение для работы с информацией в хранилище данных практически невозможно без его дорогостоящей «подгонки».
[Наверх] [К оглавлению]
При создании любой системы, работающей с большим массивом первичных данных, они должны быть организованы так, чтобы пользователи ясно понимали их содержание в контексте принимаемых решений. Для этого данные должны быть упорядочены или структурированы Хорошо структурированные данные — это данные, глядя на которые становится ясно, где они созданы, где используются, как поддерживаются, каковы правила проверки их корректности и, наконец, каким образом они распространяются.
Для упорядочивания данных по объектам трубопроводных систем могут использоваться две основные схемы:
Для построения структуры системы «сверху вниз» необходимо провести огромную работу по составлению единого кодификатора, учтя при этом все возможные компоненты системы, их комбинации и составные объекты. При появлении новых технологий, материалов, изменениях в бизнес-процессах компании в этот кодификатор необходимо вносить изменения, что чрезвычайно трудоемко. Через определенный промежуток времени такие системы приходится существенно пересматривать.
Технология формирования иерархии «снизу вверх» с кодификацией объектов на основе каталогов базовых (первичных) элементов системы более устойчива к изменениям (робастна) – т.к. небольшие изменения в данных не приводят к необходимости ее существенной переделки.
Структура моделей, реализующих иерархию «снизу вверх» позволяет расширять их при возникновении любых новых потребностей с сохранением всех существующих данных и работоспособности уже созданных приложений.
[Наверх] [К оглавлению]
Из истории развития техники известно, что одним из стратегически наиболее эффективных методов борьбы с недостатком ресурсов была и остается стандартизация и унификация. Применение этих подходов в самых различных отраслях позволяет сокращать совокупные затраты на разработку, производство и эксплуатацию изделий.
Поэтому целесообразно разработать и внедрить общепромышленный стандарт на данные по трубопроводным системам, который должен связать потребности газотранспортных предприятий с интересами разработчиков и поставщиков программ и данных. Эта цель достигается в стандартной модели данных по трубопроводным системам.
Начальный этап внедрения такого стандарта требует разработки единого словаря принятых в индустрии газопроводов терминов и понятий и структуры данных, соответствующих этим понятиям. Сочетание словаря и структуры данных образуют модель данных по трубопроводной системе. На её основе каждое подразделение компании может строить свою собственную часть интегрированной информационной системы, обеспечивающую собственные потребности и обслуживающую номенклатуру имеющихся у нее средств.
Преимущества разработки информационной системы в трубопроводных компаниях на основе единой стандартной модели заключаются в следующем:
[Наверх] [К оглавлению]
Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам (ОСМД) реализована на основе принципов PODS. Спецификация ОСМД ТС содержит более трехсот взаимосвязанных таблиц, предназначенных для хранения информации по различным разделам газотранспортной системы, в т.ч. о:
Общее количество атрибутов, которые используются для описания газотранспортной системы – более 3000.
Каждый объект или сведение, касающееся газопровода - сегмент труб, кран, кожух, участок внешнего покрытия, пересечение с другими коммуникациями, результат измерений - отображается записями в соответствующей группе таблиц. Группа таблиц, совокупность которых позволяет неким законченным образом описать отдельный тип элементов конструкции магистрального газопровода или одно из его свойств, называется субмоделью.
Сведения о каждом конкретном изделии в составе трубопроводной системы могут находиться в разных субмоделях, каждая из которых описывает определенную группу свойств объекта: технические параметры, координаты расположения, результаты обследований, выполненные на нем работы, разрешенное давление и пр. Все вместе эти субмодели позволяют дать подробное описание текущей ситуации и истории ее развития.
[Наверх] [К оглавлению]
В модели данных ОСМД ТС под трубопроводной системой понимается последовательности соединенных между собой физических устройств, включая трубы, краны, соединенные с трубопроводом датчики и приспособления, компрессорные установки, газоизмерительные и газораспределительные станции, резервуары и конструкции заводского изготовления, через которые под давлением перемещается транспортируемый продукт. В трубопроводную систему могут входить газопроводы, нефте- и продуктопроводы.
Предметной областью модели является совокупность физических объектов, из которых состоит конструкция магистральных трубопроводов и окружающая их среда (трасса трубопровода), результаты физических измерений на объектах гтрубопроводов и на их трассах, различные сведения, отражающие состояние трубопровода и других имеющих к нему отношение объектов.
[Наверх] [К оглавлению]
Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам (ОСМД ТС) не является конкретным программным приложением, а представляет собой описание структуры баз данных. Это описание используется для планирования и реализации мероприятий, обеспечивающих потребности компании в данных.
Термин «открытая» означает, что эта модель не жесткая, раз и навсегда зафиксированная конструкция. Её формирование представляет собой постоянный управляемый процесс, в ходе которого отслеживаются изменения в информационных технологиях, в технологии транспортировки, в регулирующих нормах, а также изменения профиля деятельности и формы собственности компании.
«Открытость» модели позволит разрабатывать и использовать общее программное обеспечение для различных подразделений и направлений деятельности без жесткой привязки к конкретным исполнителям и разработчикам.
Открытость также означает отсутствие привязки модели к конкретным программно-аппаратным решениям, что позволяет избежать зависимости от изменения конъюнктуры на отечественном и мировом рынках информационных технологий.
[Наверх] [К оглавлению]
Актуальность применения ОСМД ТС при создании информационных систем по магистральным трубопроводам определяется следующими факторами:
[Наверх] [К оглавлению]
Применение модели ОСМД ТС в качестве фундамента для создания инфраструктуры данных по объектам добычи и транспорта нефти и природного газа может дать выигрыш за счет:
Применение модели ОСМД ТС может упростить обмен и интеграцию данными между подразделениями органов управления, производственными предприятиями, проектными институтами и подрядчиками.
Использование формата ОСМД ТС унифицирует обмен информацией по строящимся и эксплуатирующимся объектам транспортировки нефти и газа и позволяет интегрировать существующие базы данных, в т.ч. базы данных, формируемых по результатам прямых и косвенных инструментальных и визуальных обследований. В свою очередь это создает новые возможности для оптимизации эксплуатационных режимов, оценки рисков, выработки стратегии обслуживания и замены оборудования и многого другого.
Принципиально важно, что использование ОСМД ТС создает единую открытую среду для интеграции программ сбора, анализа и представления данных, как коммерчески доступных на рынке и предназначенных для решения широкого круга технических и управленческих задач, так и узко специализированных, разрабатываемых специально для решения конкретных задач отдельных подразделений.
[Наверх] [К оглавлению]
