Отечественный разработчик волоконно-оптических систем контроля и мониторинга на протяженных объектах, компания «ОМЕГА», на специализированной конференции Machine Learning for Signal Processing 2016 в Италии рассказал «об особенностях построения алгоритмов распознавания сигналов в распределенных волоконно-оптических системах мониторинга и охраны трубопроводов на основе методов глубокого машинного обучения».
Как сообщает «Российская газета», уже 6 лет на трубопроводах «Транснефти» внедрялась разработанная инженерами предприятия «ОМЕГА» система обнаружения утечек и контроля активности (СОУиКА). В качестве чувствительного элемента (распределенного датчика и среды для передачи информации одновременно) в ней используется волоконно-оптический кабель, проложенный рядом с трубой. Таким кабелем-детектором оборудовано - а значит, защищено - уже более 5,5 тыс. км отечественных трубопроводов.
Сам этот метод и физическая основа, на которой он построен, широко известны. По акустическим колебаниям рядом с магистралью, вибрациям, смещению грунта, температурным скачкам на поверхности трубы и рядом с ней система мониторинга может дистанционно зафиксировать и распознать то или событие, оценив степень его опасности - реальной и гипотетической. Чтобы система распознания (идентификации) событий могла работать в автоматическом, самонастраиваемом и самообучаемом режиме, создают сложнейшие математические программы и формируют так называемые акустические библиотеки - сравнительные базы данных с "эталонным" звуковым архивом. Например, сейчас объем обработанной и помещенной в акустическую библиотеку информации достигает уже 80 Терабайт.
О новом этапе таких разработок и рассказали своим зарубежным коллегам на MLSP 2016 наши специалисты. В основе новой разработки - оптоволоконной системы мониторинга трубопроводов (ОСМТ) - все тот же оптоволоконный кабель-датчик. Он укладывается вдоль трассы трубопровода и фиксирует данные по двум каналам: температурному и виброакустическому. Оптоволокно чутко улавливает любые изменения в охранной зоне и передает информацию для анализа в логические модули. Их устанавливают примерно в 50 км друг от друга в специальных блок-контейнерах на пунктах контроля и управления. Логические модули отвечают за обработку сигналов, хранение данных и передачу информации о событиях технологическим и охранным службам.
Главной инновацией системы является подключение к анализу данных искусственных нейронных сетей. Для этого были написаны специальные алгоритмы и программы, а для формирования и обработки данных акустической библиотеки даже были задействованы мощности отечественного суперкомпьютера "Ломоносов" МГУ.
Построенная общими стараниями интеллектуальная система позволяет быстро и с высокой точностью идентифицировать потенциально опасные события на трубопроводе и отсеивать малозначимые, случайные "помехи". Информация со всех логических модулей системы собирается и архивируется на самом высоком уровне - в управляющих диспетчерских пунктах с оборудованными для этого автоматизированными рабочими местами. Всё, что происходит на трубопроводе, отображается на экране диспетчера в режиме реального времени.
Такой искусно созданный "нейроанализатор" не просто способен распознавать рядом с нефтяной или газовой магистралью шаги человека, работу землеройной техники, шлифование, сверление трубы, шумы, сопровождающие утечку нефти, но и самообучаться в процессе мониторинга. Это необходимо, чтобы не спутать, к примеру, стадо диких кабанов, пересекающих трассу нефтепровода, с группой злоумышленников с шанцевым инструментом. А экскаватор или другую землеройную машину с проезжающим вдоль трассы лесовозом или квадроциклом.
Как уверяют создатели, система работоспособна практически в любых геологических и климатических условиях. Она функционирует незаметно для нарушителей, не требует электропитания вдоль трассы трубопровода и практически невосприимчива к магнитным полям и радиации.
При этом сфера применения ОСМТ не ограничивается нефтегазовым сектором. Эта же система при определенной настройке может, например, использоваться для мониторинга железнодорожных и шоссейных магистралей, особенно на лавиноопасных участках. В угольной промышленности она эффективна для отслеживания опасной концентрации метана в шахтах, а также для обнаружения тлеющих очагов угольного шлама.
Названные и пока что скрытые возможности ОСМТ указывают на возможность ее использования для охраны государственной границы и оперативного анализа аэродромной обстановки. И это, уверяют создатели, далеко не все возможности инновационного контрольно-измерительного комплекса.+
По данным ПАО «Транснефть» и «Российской газеты».
На фото: в термокамере проходят испытания основных элементов аппаратного обеспечения ОСМТ
Оценили 8 человек
10 кармы