Одной из наиболее актуальных научно-технических проблем развития нефтегазовой отрасли является обеспечение поступательного совершенствования и надежной, эффективной эксплуатации газотранспортных систем (ГТС) [1–4]. Важнейшим условием энергосбережения при эффективной эксплуатации ГТС является высокий уровень подготовки технического персонала, включая диспетчеров и операторов производственно-диспетчерских служб [5–7]. Это обусловлено результатами анализа статистики неквалифицированного обслуживания и нарушений технологических процессов магистрального транспорта газа (рис. 1), которые могут приводить к катастрофическим нештатным ситуациям со значительным материальным, экологическим и социально-экономическим ущербом [8–11].
Известны следующие причины повреждения оборудования и типичные неисправности, нарушающие условия его нормальной эксплуатации и безопасной работы ГТС [12–14]:
• механические разрушения трубопроводов и конструкций при перепадах внутреннего давления, действиях внешних сил, коррозии и изменении температуры;
• поломки оборудования (насосов, компрессоров, вентиляторов);
• неисправности в системе контроля (датчики давления и температуры, индикаторы уровня, расходомеры, приборы управления);
• неисправности в системе безопасности (предохранительные клапаны, системы сброса давления, системы нейтрализации, предохранительные разрывные мембраны);
• нарушения сварных швов и соединительных фланцев.
Современный этап создания и развития интегрированных АСУ ТП комплекса ГТС характеризуется существенным усложнением процедур управления [15–17]. В процессе профессиональной деятельности оператор-диспетчер АСУ технологическим объектом или процессом функционирования принимает решения, от которых зависит не только эффективность применения управляемого оборудования, но и в ряде случаев целостность самого объекта и безопасность обслуживающих технологический процесс людей. При этом значительное количество аварий связано с человеческим фактором.