Промышленная космическая информационная система для нужд нефтегазовой отрасли
Конечной целью создания промышленной космической информационной системы является обеспечение участников группы компаний «Газпром» и иных потребителей космической информацией для надежной эксплуатации и развития системы нефтегазового комплекса
ОАО «Газпром космические системы» входит в группу компаний «Газпром» и обеспечивает космическими услугами нефтегазовую отрасль, осуществляя свою деятельность по направлениям:
— эксплуатация и развитие системы спутниковой связи «Ямал»;
— создание космической системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) «СМОТР» (система мониторинга трубопроводов).
В настоящее время система спутниковой связи и телевидения «Ямал» включает орбитальную группировку из двух спутников, а также наземные сети станций спутниковой связи и телевидения. К 2015 г. планируется довести группировку телекоммуникационных спутников до шести аппаратов (рис. 1).
ОАО «Газпром космические системы» совместно с ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева» и Thales Alenia Space (Франция) уже приступило к изготовлению спутников «Ямал-300К», «Ямал-401» и «Ямал-402», которые планируется запустить соответственно в 2011, 2012 и 2013 гг.
Рис. 1. Развитие группировки телекоммуникационных спутников «Ямал»
Система ДЗЗ «СМОТР» для компании является перспективной. Планируется, что четыре ее спутника (два радиолокационных, два оптических) будут запущены на солнечно-синхронные орбиты с высотой 550–700 км, расположенные в двух плоскостях (рис. 2).
Рис. 2. Орбитальная группировка космической системы ДЗЗ «СМОТР»
Планируется, что система «СМОТР» будет обеспечивать пространственное разрешение не хуже 0,5 м, а наблюдение объектов нефтегазового сектора будет осуществляться один раз в сутки.
Как правило, объекты нефтегазового комплекса занимают обширные территории, которые часто расположены в малонаселенных и труднодоступных местах, для которых космические аппараты ДЗЗ являются практически единственным средством оперативного контроля. В задачи системы «СМОТР» входит информационное обеспечение следующих основных видов деятельности:
— разведка полезных ископаемых;
— картографирование;
— контроль состояния промышленной инфраструктуры;
— мониторинг чрезвычайных ситуаций и экологического состояния территорий.
В целях получения пространственной информации ОАО «Газпром космические системы» применяет комплексный подход, используя не только спутники дистанционного зондирования Земли, но и беспилотные самолеты для формирования высокодетальных данных по локальным территориям, а также широкополосные спутниковые каналы связи для оперативной доставки сведений потребителям.
Рис. 3. Схема комплексной аэрокосмической системы мониторинга
В компании создан фрагмент комплексной информационной системы, который включает в себя:
— станцию приема космических данных;
— беспилотный авиационный комплекс;
— центр тематической обработки.
Станция приема способна работать с целым рядом действующих оптико-электронных и радиолокационных спутников ДЗЗ, принадлежащих разным операторам.
Беспилотные летательные аппарата (БПЛА), входящие в состав комплекса, имеют гиростабилизированную платформу, на которую устанавливается полезная нагрузка в виде различных сочетаний таких устройств, как цифровой фотоаппарат, видеокамера, тепловизор. Кроме того, на борту БПЛА имеется оборудование для передачи информации.
Третий элемент комплексной информационной системы — центр тематической обработки — обеспечивает:
— обработку оптических данных космических аппаратов, создание моделей высот местности, тематическое дешифрирование;
— обработку радиолокационных данных космических аппаратов, создание моделей высот местности, мониторинг деформаций поверхностей и объектов;
— обработку оптических данных БПЛА, создание высокоточных ортофотопланов и локальных моделей высот местности;
— создание пространственных баз данных и карт различных масштабов.
Рис. 4. Антенная система станции приема космических данных ДЗЗ
Ниже приведены три примера практического применения описанной информационной системы. 1. Обследование магистральных газопроводов для нахождения проблемных участков, на которых возможны аварии.
Для решения этой задачи используется методология, содержащая следующие операции:
— получение первичной информации с помощью космических снимков обширных территорий и авиационных снимков конкретных участков;
— получение исходных данных от заказчика: проектная, эксплуатационная документация, данные внутритрубной диагностики, геологические и почвенные карты;
— тематическая обработка информации: дешифрирование проблемных участков, создание моделей высот местности, фотосхем и ортофотопланов.
Рис. 5. Состав беспилотного авиационного комплекса
В результате объединения и анализа данных в рамках геоинформационной системы готовятся рекомендации по эксплуатации исследуемого участка газопровода.
2. Картографирование объектов реконструкции и строительства.
Для картографирования используются космические и авиационные данные, при необходимости создания карт крупных масштабов они дополняются полевыми измерениями для формирования планово-высотного обоснования. В результате изготавливается картографическая продукция различных масштабов, которая используется при строительстве новых объектов.
3. Мониторинг деформаций земной поверхности.
Деформации земной поверхности часто возникают на участках добычи углеводородов, а также на территориях подземных хранилищ газа. Они могут достигать значительных величин и приводить к разрушению промышленной инфраструктуры.
Рис. 7. Схема методологии картографирования объектов реконструкции и строительства
Для обнаружения и измерения деформаций поверхности на конкретном участке используются серии космических радиолокационных снимков соответствующей территории, полученных в разное время. По результатам тематической обработки информации формируются карты деформаций. Так, на карте, изображенной на рис. 8, отчетливо заметно проседание поверхности на исследуемом участке. Цветом выделены участки с различной интенсивностью деформации.
Рис. 8. Схема методологии измерения деформаций земной поверхности
Приведенные примеры дают представление о том, каким образом ОАО «Газпром космические системы» использует космическую деятельность в интересах нефтегазовой отрасли. Конечной целью является создание информационной системы, которая должна обеспечивать участников группы компаний «Газпром» и иных потребителей космической информацией для надежной эксплуатации и развития системы нефтегазового комплекса.
Космическая информационная система, изображенная на рис. 9, будет состоять из системы фиксированной связи и вещания «Ямал» и системы ДЗЗ «СМОТР».
RSS
Реклама
