Автоматизированная инспекция трубопровода

Рассмотрим особенности автоматизированной инспекции положения трубопровода на примере программного продукта Coda PI из пакета программ GeoSurvey Productivity Suite разработки английской фирмы CodaOctopus [4].

Автоматизированная интерпретация изображения ГБО для определения участков провисания трубопровода является большим преимуществом акустической съемки, значительно повышающим эффективность контроля трубопроводов. В отличие от интерпретации оператором-геофизиком, такая интерпретация не страдает провалами внимания и спадом производительности в ночное время. Она опирается на формализованные критерии, причем разработчики CodaOctopus предпочитают опираться на методы математической статистики и теории вероятностей, позволяющие количественно оценить производительность системы. Однако интерпретация человеком опирается на более широкий контекст. Это позволяет распознать ситуацию, связанную с возможными дорогостоящими мероприятиями по спуску подводного аппарата и мобилизации ремонтной команды, и сконцентрировать внимание на таких участках. Поэтому программа CodaOctopus имеет очень развитый и хорошо интерпретируемый графический интерфейс, позволяющий создать эффективный человеко-машинный комплекс. Автоматическая интерпретация при этом используется как фильтр данных, где внимание человека привлекается к участкам, где вероятность обнаружения провисания достаточно велика. Алгоритмы фильтрации основаны на отслеживании с помощью робастной статистики более 30 различных переменных, описывающих состояние трубопровода. Используются также другие методы обработки изображений. Например, отражение высокой интенсивности с отбрасываемой глубокой акустической тенью отслеживается с прогнозированием положения трубы. Этот метод, реализованный в программе, незаменим в случае, когда труба на подводном участке местами погребена под грунтом, а местами выходит на поверхность дна (фото 4).

Перед началом съемки по оценке состояния трубопровода в программу Coda PI должны быть введены соответствующие исходные данные. Так, после ввода значения диаметра трубы появляется возможность по длине отбрасываемой тени в реальном времени вычислять оценку высоты провисания трубы, что отображается в отдельном окне на дисплее.

Вместе с тем, естественно, Coda PI имеет ряд ограничений. Первое — это предположение ровного дна, типичное для всех гидролокаторов бокового обзора. Если труба уложена в углубление с наклонными стенками, то отбрасываемая ею акустическая тень на наклонную стенку углубления и сильное отражение сигнала от этой стенки не будут давать возможность оценить ее высоту и провисание. Второе ограничение — это ненадежная интерпретация изображений труб диаметром менее 15 см, которые вызывают трудности и у человека. Чем выше рабочая частота ГБО, тем выше разрешение и качество изображения. Поэтому для труб малого диаметра следует рассматривать высокочастотные варианты ГБО, такие как модель Гео-СМ с рабочей частотой 780 кГц.

Недавняя разработка, осуществленная фирмой CodaOctopus совместно с компанией Fugro-Geoteam, позволила создать на базе Coda PI «автопилот» для дистанционно управляемого подводного аппарата McCartney Focus 400, предназначенного для операций по контролю трубопроводов. Программа Coda PI отслеживает положение трубопровода и посылает данные о расстоянии подводного аппарата до трубы, что позволяет выдерживать это расстояние постоянным [4].

Гидролокаторы бокового обзора становятся в последнее время широко востребованным гидрографическим оборудованием. Внедрение таких систем позволит более качественно и оперативно осуществлять инспекцию подводных участков трубопроводов, что безусловно позитивно отразится на их безопасности и эффективности эксплуатации.

Список литературы

1. Fish J.P., H.A.Carr, 1990. Sound Underwater Images: A guide to the generation and interpretation of side scan sonar data. Lower Cape Publishing, Orleans, США, 190с.

2. Гидролокатор бокового обзора Гео-СМ. Руководство пользователя. Центр «Геоматика», Москва, 2003.

3. Product Survey on Side-Scan Sonar. Hydro International, Vol.8, No. 3, April 2004, pp. 36-39.

4. McFadzean, A, R.Ceri. An Automated Side Scan Sonar Pipeline Inspection System. UnderWater Magazine. Vol.8, No.6, November/December 2000.