В ООО «Информтрансгаз» разработан программный комплекс «Анализ достоверности ТИ» для автоматизированной поддержки работы специалистов производственных отделов и руководства газотранспортного предприятия путем обеспечения их надежной и упорядоченной информацией. Комплекс, подключается к действующей системе реального времени предприятия и осуществляет дополнительный анализ, обработку и структуризацию информации телеизмерений.

Цели разработки комплекса

• анализ качества полученных данных и выявление недостоверных данных с применением разных методов тестирования данных, включая математико-статистический метод и использование физических связей между различными параметрами технологических объектов;
• подготовка информационной базы по аномалиям, обнаруженным в потоке оперативных данных, для решения задач контроля состояния; производственных объектов и элементов информационной сети;
• выдача предупредительных сообщений о проблемах, обнаруженных при анализе данных;
• подготовка на базе сырых фактических данных совокупности данных, улучшенных за счет восстановления пропущенных значений и сглаживания случайной ошибки для использования в задачах управления;
• решение конкретных задач контроля состояния объектов на базе анализа фактических данных с составлением соответствующих сводок;
• базовый комплект задач анализа состояния: «Сводки по неисправным датчикам давления» и «Идентификация неправильной привязки параметров к месту замера».

Основные функции комплекса обеспечивают:

• получение информации из функционирующей на предприятии Scada-системы;
• выполнение в автоматическом режиме проверки поступающих данных;
• формирование документов с результатами анализа качества данных;
• формирование предупредительных сообщений о наличии проблем с данными;
• возможности визуального анализа данных по основным диспетчерским параметрам;
• возможности интерактивного вмешательства и ручной корректировки данных.

Общие принципы работы комплекса

• комплекс ориентирован на то, чтобы вести проверку данных реального времени максимально автоматизированными и унифицированными средствами;
• работа не предполагает принципиального участия специалистов-технологов в настройке функций. Интерактивное вмешательство пользователя, возможно, но не обязательно;
• разбиение на базисную и надстроечную части. Основная обработка данных - в базисной части решение конкретных задач анализа состояния объектов- в надстроечной части.

Действующая система SCADA как источник данных комплекса достоверности.

• использование информации технологической базы данных реального времени SCADA, включая вырабатываемые признаки достоверности;
• использование архивных данных;
• выделение настраиваемого списка контролируемых данных;
• объем данных, выгружаемых из SCADA, определяется конфигурационным файлом.

Всесторонний анализ качества данных

В результате работы комплекса достоверности формируются:

• реорганизованные массивы исходных значений технологических параметров, полученных системой SCADA от системы сбора данных;
• массивы признаков достоверности фактических параметров, сформированных комплексом достоверности;
• массивы сглаженных значений параметров;
• пополненные массивы значений, содержащие вместо некачественных или отсутствующих показателей значения, восстановленные расчетным путем;
• массивы признаков примененных способов генерации восстановленных значений;
• массивы границ интервала неточности выходных значений;
• предупредительные сообщения..

Четкость этапов выполнения и богатство алгоритмической базы комплекса

Работа комплекса включает ряд этапов, каждому этапу соответствует своя группа математических алгоритмов:

• этап выгрузки данных из SCADA и формирования входных массивов комплекса.
• этап грубого анализа по внешним признакам и ограничениям;
• этап математико-статистического анализа;
• этап сравнения статистических характеристик параметра для разных точек замера;
• этап проверки стационарности режима;
• этап моделирования объектов;
• этап отбраковки значений во взаимосвязанных совокупностях параметров;
• этап надстройки - решения конкретных задач диагностики технологических и информационных объектов с использованием массивов результатов базовой части комплекса.

В частности, математико-статистический анализ включает:

• формирование регрессионной модели;
• вычисление доверительного интервала параметра и оценку качества фактического значения;
• вычисление сглаженных значений, очищенных от случайного шума.

Моделирование режима работы технологических объектов включает:

• диагностическое моделирование с целью оценки качества оперативных параметров режима на основе проверки их технологического соответствия друг другу;
• восстанавливающее моделирование для возмещения недостоверных значений.

Настраиваемый регламент работы комплекса

• комплекс достоверности основную часть работы выполняет в режиме online
• периодичность вызовов на выполнение базовой части и компонент надстройки комплекса может изменяться администратором комплекса.

Формирование исчерпывающего комплекта предупредительных сообщений

• сообщения выдаются с целью привлечь внимание пользователя к ситуациям поступления аномальной информации;
• сообщения формируются на всех этапах анализа данных;
• сообщения поступают на экран пользователя и сохраняются в хронологическом порядке в массиве сообщений;
• формируются индивидуальные сообщения и групповые сообщения по противоречивым совокупностям данных.

Пользователь может регулировать поток сообщений, используя:

• функции квитирования появившихся сообщений;
• признаки запрета сообщений, относящихся к конкретному параметру;
• задаваемое время выжидания для квитированных и еще не квитированных сообщений.

Возможность интерактивного вмешательства пользователя. Журнал пользовательских характеристик

• основная работа по анализу информации в комплексе достоверности ведется в автоматическом режиме;
• пользователю предоставляется возможность вмешиваться в работу комплекса для разбора случаев, когда заключение программы кажется ему сомнительным;
• возможность интерактивного воздействия на комплекс со стороны пользователя минимальна и не влечет зависимости качества проверки данных от активности вмешательства специалиста-технолога.

Интерактивное вмешательство пользователя осуществляется через специальное средство - журнал пользовательских характеристик. Журнал позволяет:

• найти с помощью средств навигации интересующий показатель;
• задать свои предположения о значении показателя или просто выделить его для особой проверки;
• получить ориентированные на пользователя краткие протоколы всех этапов тестирования параметра для просмотра или печати на принтере.

Изучение протоколов должно либо убедить пользователя в том, что с показателем все в порядке, либо подтвердить, что система тоже нашла аномалию.

Значение комплекса в работе предприятия. Комплекс помогает:

• обеспечивать производственные подразделения качественной информацией;
• минимизировать риск издержек поставщика, связанных с объективными пределами точного планирования параметров режима в точках подключения потребителей или на административных границах, минимизировать риск штрафных выплат за нарушения границ режимных параметров;
• своевременно избегать нештатных режимов на газопроводе, причиной которых стало непредвиденное изменение давлений или других параметров.

Качества программной реализации

• простота внедрения в действующую АСУ газотранспортного предприятия;
• возможность обеспечения нужного числа рабочих мест для работы персонала;
• модифицируемость средств привязки к оперативной базе данных действующей АСУ, удобный интерфейс подключения;
• оптимальное совмещение степени автономности и степени включенности в общую схему функционирования АСУ;
• возможность передачи массивов обработанных данных в любую учетную систему, используемую на предприятии;
• оптимальное совмещение режимов on-line и off-line при эксплуатации комплекса;
• независимый дополнительный контроль данных на входе;
• открытость программной реализации для дальнейших модификаций и пополнения функций.