Цифровая метрология газотранспортной системы России

Г.А. Деревягин1, В.А. Сясько2, М.В. Окрепилов3, А.М. Деревягин1, А.Н. Пронин3

1 ООО «Научно-производственное объединение “Вымпел”», Дедовск, Московская обл., Россия;
2 ООО «Константа», Санкт-Петербург, Россия;
3 ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева» (ВНИИМ), Санкт-Петербург, Россия;
gleb@vympel.group,
9334343@gmail.com,
m.v.okrepilov@vniim.ru,
deram@mail.ru,
a.n.pronin@vniim.ru

«Альманах современной метрологии» № 2 (42) 2025, стр. 114–132

УДК 006.91+622.691.4

Аннотация. Представлена концепция цифрового метрологического обеспечения Единой системы газоснабжения России на основе киберфизической системы, состо­ящей на физическом уровне из интеллектуальных измерительных комплексов, на виртуальном — из цифрового двойника, осуществляющего непрерывный контроль метрологических характеристик, а также автоматическую поверку узлов измере­ния на месте эксплуатации. Представлены конкретные практические шаги по вне­дрению данной концепции; рассмотрены вопросы, требующие дополнительного ис­следования для научного обоснования её реализации.

Ключевые слова: цифровая метрология, газотранспортная система, газоизме­рительная станция, киберфизическая система, баланс газа, метрологический само­контроль, цифровой двойник.

Цитируемая литература

1. Хворов Г.А., Козлов С.И., Акопова Г.С., Евстифеев А.А. Сокращение потерь природного газа при транспортировке по магистральным газопроводам ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. — 2013. — № 12 (699). — С. 66–69.

2. ГОСТ Р 57608-2017. Газ горючий природный. Качество. Термины и определе­ния. — М.: Стандартинформ, 2019. — 15 с.

3. ГОСТ 5542-2022. Газ природный промышленного и коммунально-бытового на­зна­чения. Технические условия. — М.: Российский институт стандартизации, — 18 с.

4. Однониточная газоизмерительная станция на основе ультразвукового преобра­зователя расхода большого диаметра «Вымпел-500» — революционное решение для точного контроля баланса газа в Единой системе газоснабжения // Террито­рия Нефтегаз. — 2018. — № 6. — С. 20–21.

5. Деревягин А.М., Деревягин Г.А., Козлов В.В. Разработка и эксплуатационные испытания однониточной газоизмерительной станции на ультразвуковых преоб­ра­зователях расхода Ду 1400 и узла поверки на месте эксплуатации производства ООО «НПО “Вымпел”» // Территория Нефтегаз. — 2016. — № 9. — С. 42–46.

6. Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Хамидуллин О.М., Деревягин Г.А., Шушуй­кин М.В. Однониточные газоизмерительные станции ООО «Газпром трансгаз Казань» // Газовая промышленность. — 2023. — № 8. — С. 162–166.

7. ПНСТ 417-2020. Система киберфизическая. Термины и определения. — М.: Стан­дартинформ, 2020. — 8 с.

8. Куприяновский В.П., Намиот Д.Е., Синягов С.А. Киберфизические системы как основа цифровой экономики // International Journal of Open Information Technolo­gies. — 2016. — V. 4. — № 2. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kiber-fizicheskie-sistemy-kak-osnova-tsifrovoy-ekonomiki (дата обращения: 21.10.2024).

9. ГОСТ Р 8.673-2009. Датчики интеллектуальные и системы измерительные ин­теллектуальные. Основные термины и определения. — М.: Стандартинформ, — 12 с.

10. Комплекс измерительный ультразвуковой «Вымпел-500». Руководство по экс­плуатации. ВМПЛ1.456.014 РЭ-ЛУ, 2024. — 112 с.

11. ГОСТ Р 8.734-2011. Датчики интеллектуальные и системы измерительные ин­тел­лектуальные. Методы метрологического самоконтроля. — М.: Стандарт­ин­форм, 2019. — 23 с.

12. ГОСТ 8.611-2024. Расход и объём газа. Методика (метод) измерений с приме­не­­нием ультразвуковых преобразователей расхода. — М.: Российский институт стандартизации, 2025. — 62 с.

13. ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двой­ники изделий. Общие положения. — М.: Российский институт стандартизации, 2021. — 15 с.

14. Schӓfer S., Dietz T., Horst T., Peterka K., Herrmann V. Diagnostic fingerprint — A new method for fully automated accuracy monitoring in ultrasonic meters // 28th International North Sea Flow Measurement Workshop. October 26–29, 2010. — Paper 8.3. — P. 1–16.

15. Hall J., Zanker K., Kelner E. When should a gas ultrasonic flow meter be recalibra­ted? // 28th International North Sea Flow Measurement Workshop. October 26–29, 2010. — Paper 5.1. — P. 1–14.

16. Boer G. de, Lansing J. Dry calibration of ultrasonic gas flow meters // North Sea Flow Measurement Workshop. — Norway, Kristiansand, 1997. — Paper 18. — P. 1–18.

17. ГСОЕИ. Комплексы измерительные ультразвуковые «Вымпел-500» исполнений «01», «02». Методика поверки. МП 1375-13-2022 (с изменением № 1), 2024.

18. ГОСТ 8.061-80. Поверочные схемы. Содержание и построение. — М.: ИПК Изда­тельство стандартов, 2002. — 11 с.

19. Деревягин Г.А., Шушуйкин М.В., Деревягин А.М., Козлов В.В. Лазерный анемо­метр в качестве рабочего эталона для периодической поверки магистральных ультразвуковых измерительных комплексов // Альманах современной мет­ро­ло­гии. — 2024. — № 3 (39). — С. 66–78.

20. OIML Bulletin: Digital Transformation in Legal Metrology. — 2021. — V. LXII. — № 3. — 71 p. — URL: https://www.oiml.org/en/publications/bulletin/pdf/oiml_bulletin_july_2021.pdf (дата обращения: 21.10.2024).

21. Sapozhnikova K., Pronin A., Taymanov R., Ionov A. Reliability of measurement information in the “Industry 4.0” era // Proceedings of the 27th International Sympo­sium “Metrology and Metrology Assurance — 2017”. September 8–12, 2017. Sozopol, Bulgaria. — 2017. — P. 20–25.

22. Taymanov R., Sapozhnikova K. What makes sensor devices and microsystems “intel­ligent” or “smart”? // Smart Sensors and MEMS: Intelligent Devices and Microsystems for Industrial Applications. — 2nd ed. — Woodhead Publishing, 2018. — P. 1–22.

23. Окрепилов В.В. Развитие цифровой метрологии — путь в новое качество эконо­мики // Инновационное приборостроение. — 2022. — Т. 1. — № 1. — С. 7–16.

24. Пронин А.Н., Сапожникова К.В., Тайманов Р.Е. Революция в метрологии как отражение цифровизации в приборостроении // Инновационное приборострое­ние. — 2022. — Т. 1. — № 1. — С. 17–26.

25. Кузин А.Ю., Крошкин А.Н. Искусственный интеллект как один из элементов цифровой трансформации в метрологии // Инновационное приборостроение. — 2022. — Т. 1. — № 1. — С. 27–35.

26. Петрова А.К. Моделирование системы контроля баланса газа в газотранспорт­ной системе как объекта управления // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». — 2022. — Т. 15. — № 10. — С. 25–34.

27. Лашманова Н.В., Петрова А.К., Синица А.М. Подход к решению задачи кон­троля баланса газа на основе регрессионного анализа величины запаса газа // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. — 2021. — Т. 9. — № 3. — С. 1–14.

28. Глухов Д.О., Глухова Т.М., Андриевский А.П., Янушонок А.Н. Баланс газа в системе взаимосвязанных магистральных газопроводов в рамках неизотерми­ческой стационарной модели транспортировки газа // Строительство. Приклад­ные науки. Инженерные сети. — 2018. — № 16. — С. 107–109.

29. Акопова Г.С., Дорохова Е.В., Попов П.Б. Оценка объёмов потерь метана с утеч­ками от технологического оборудования газотранспортных объектов ОАО «Газпром» // Вести газовой науки. — 2013. — № 2 (13). — С. 63–67.

Статья поступила в редакцию: 24.01.2025 г.
Статья прошла рецензирование: 03.02.2025 г.
Статья принята в работу: 20.02.2025 г.

Полные тексты статей доступны в печатных номерах журнала по подписке и при покупке отдельных номеров у издателя.
Также полные тексты статей размещаются в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.

Предыдущая статья ……. Содержание ……. Следующая статья