Scientific and technical journal

«Automation and Informatization of the fuel and energy complex»

ISSN 0132-2222

INNOVATIVE SOLUTION FOR MONITORING SECURITY ZONES OF GAS PIPELINES BASED ON NUMERICAL IMPLEMENTATION OF ALTERNATIVE TRIANGULATION METHODS TAKING INTO ACCOUNT THE "HARMONITY" OF TARGET FUNCTIONS

UDC: 519.652
DOI: 10.33285/0132-2222-2021-8(577)-36-53

Authors:

CHEPEL EVGENY NIKOLAEVICH 1,
BULYCHEV YURY GURIEVICH 1,
ZHUCHKOV KONSTANTIN NIKOLAEVICH 2,
ZAVYALOV ALEXEY PETROVICH 2

1 JSC "All-Russian Research Institute "Gradient", Rostov-on-Don, Russian Federation
2 National University of Oil and Gas "Gubkin University", Moscow, Russian Federation

Keywords: security zone of a gas pipeline, triangulation measuring system, direction finder, elevation angle, azimuth, maximum likelihood method, target function, residual, extremum point search algorithm, "ravine" type function, regularizing parameter

Annotation:

With regard to the triangulation measuring system, a number of alternative methods of optimal and quasi-optimal estimation of the source location are considered, their comparative analysis is given and the application limits are indicated. The features of these methods implementation in a computing environment are investigated using well-known algorithms for finding the extremum points of the corresponding objective functions of the "ravine" type. Useful practical recommendations on the application of the results obtained in the existing and prospective triangulation systems are given. The results can be applied to monitoring of gas pipelines security zones.

Bibliography:

1. Теоретические основы радиолокации / под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Советское радио, 1970. - 560 с.
2. Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. - М.: Советское радио, 1978. - 384 с.
3. Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы. - М.: Радио и связь, 1986. - 264 с.
4. Черняк В.С., Заславский Л.П., Осипов Л.В. Многопозиционные радиолокационные станции и системы // Зарубежная радиоэлектроника. - 1987. - № 1. - С. 9-69.
5. Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993. - 416 с.
6. Болотин Ю.В. Обобщенный метод наименьших квадратов в задаче оценивания по угловым измерениям // Автоматика и телемеханика. - 1997. - № 2. - С. 65-74.
7. Булычев Ю.Г., Манин А.П. Математические аспекты определения движения летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 2000. - 252 с.
8. Информационно-измерительное обеспечение натурных испытаний сложных технических комплексов / Ю.Г. Булычев, В.В. Васильев, Р.В. Джуган [и др.]. - М.: Машиностроение-Полет, 2016. - 439 с.
9. Булычев Ю.Г., Головской В.А. Обработка измерений угломерных систем в условиях априорной неопределенности // Радиотехника и электроника. - 2010. - Т. 55, № 1. - С. 71-77.
10. Обоснование методов оптимального оценивания параметров движения цели в триангуляционной измерительной системе / Ю.Г. Булычев, В.Ю. Булычев, С.С. Ивакина [и др.] // Изв. РАН. Теория и системы управления. - 2015. - № 4. - С. 94-110. - DOI: 10.7868/S0002338815010047
11. Булычев Ю.Г., Насенков И.Г., Чепель Е.Н. Кластерный вариационно-селективный метод пассивной локации для триангуляционных измерительных систем // Изв. РАН. Теория и системы управления. - 2018. - № 2. - С. 11-27. - DOI: 10.7868/S0002338818020026
12. Об утверждении Правил охраны магистральных газопроводов и о внесении изменений в Положение о представлении в федеральный орган исполнительной власти (его территориальные органы), уполномоченный Правительством Российской Федерации на осуществление государственного кадастрового учета …: постановление Правительства Российской Федерации от 08.09.2017 г. № 1083. - URL: http://government.ru/docs/all/113184
13. Vasilchenko M., Zavyalov A., Zhuchkov K. Increasing the stability of a spatially distributed information system using a robust algorithm for filtering anomalous measurements // Information Technology in Industry. - 2020. - Vol. 8, № 3. - P. 1-7.
14. Жучков К.Н., Завьялов А.П. Совершенствование научно-методических подходов к информационно-аналитическому обеспечению системы диагностического обслуживания оборудования и трубопроводов компрессорных станций // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2021. - № 1(121). - С. 104-108. - DOI: 10.33285/1999-6934-2021-1(121)-104-108
15. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 509 с.
16. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1986. - 287 с.
17. Singhal S.C., Stansel L.E. A Statistical Model for Optical Instrument Location // Optical Engineering. - 1980. - Vol. 19, No 3. - DOI: 10.1117/12.7972522
18. Wax M. Position location from sensors with position uncertainty // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 1983. - Vol. AES-19, Issue 5. - P. 658-662. - DOI: 10.1109/TAES.1983.309367
19. Aidala V.J., Nardone S.C. Biased Estimation Properties of the Pseudolinear Tracking Filter // IEEE Transactions on Aerospase Electronic Systems. - 1982. - Vol. AES-18, Issue 4. - P. 432-441. - DOI: 10.1109/TAES.1982.309250
20. Amelin K.S., Miller A.B. An Algorithm for Refinement of the Position of a Light UAV on the Basis of Kalman Filtering of Bearing Measurements // J. of Communications Technology and Electronics. - 2014. - Vol. 59, No 6. - P. 622-631. - DOI: 10.1134/S1064226914060047
21. Miller A.B. Developing algorithms of object motion control on the basis of Kalman filtering of bearing-only measurements // Automation and Remote Control. - 2015. - Vol. 76, No 6. - P. 1018-1035.
22. Булычев Ю.Г., Елисеев А.В. Вычислительная схема инвариантно несмещенного оценивания значений линейных операторов заданного класса // Журн. вычисл. математики и мат. физики. - 2008. - Т. 48, № 4. - С. 580-592.
23. Булычев Ю.Г., Мельников А.В. Численно-аналитический метод исследования поведения динамической системы по результатам некорректных наблюдений без расширения пространства состояний // Журн. вычисл. математики и мат. физики. - 2019. - Т. 59, № 6. - С. 937-950. - DOI: 10.1134/S0044466919140011