Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01125 AP25793497-KC-25 0125РК00070
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 9997640 AP25793497
Name of work
Автоматическое обнаружение утечек в трубопроводах с использованием тепловых изображений с беспилотников с неподвижным крылом и сверточных нейронных сетей
Type of work Source of funding Report authors
Applied Акылбеков Олжас Наурызбаевич
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Автоматизированная система обнаружения утечек в трубопроводах на основе термографических данных с БПЛА с неподвижным крылом и моделей сверточных нейронных сетей (CNN).

Қозғалмайтын қанатты ҰША-дан алынған термобейнелер мен CNN негізінде құбыржолдардағы ағып кетулерді автоматты анықтау жүйесі.

Цель проекта заключается в разработке и внедрении интеллектуальной автоматизированной системы для обнаружения утечек в трубопроводах в Казахстане с использованием тепловых изображений, полученных с помощью беспилотников с фиксированным крылом, и сверточных нейронных сетей. Система направлена на повышение безопасности инфраструктуры, снижение экологических рисков и оптимизацию управления трубопроводами.

Жобаның мақсаты-бекітілген қанатты дрондар мен конволюциялық нейрондық желілерден алынған термиялық кескіндерді пайдалана отырып, Қазақстандағы құбырлардағы ағып кетулерді анықтаудың интеллектуалды автоматтандырылған жүйесін әзірлеу және енгізу. Жүйе инфрақұрылымның қауіпсіздігін арттыруға, экологиялық тәуекелдерді азайтуға және құбырларды басқаруды оңтайландыруға бағытталған

Анализ предметной области и онтология признаков; сбор термоданных с БПЛА; аннотирование и подготовка датасетов; классические и глубинные модели (CNN), кластеризация/детекция аномалий; кросс-валидация и гиперпараметрическая оптимизация; интеграция с требованиями ИБ; полевые испытания.

Пәндік саланы талдау және белгілер онтологиясы; ҰША арқылы термодеректерді жинау; деректер жиынтықтарын аннотациялау/дайындау; классикалық және терең модельдер (CNN), аномалияларды анықтау/кластерлеу; кросс-валидация және гиперпараметрлерді оңтайландыру; АКҚ талаптарымен интеграция; далалық сынақтар.

Выделены ключевые концепции и разработана онтология знаний по утечкам и их тепловым сигнатурам. Создан формализованный конвейер: сбор → разметка → обучение → инференс → валидация. Предложены алгоритмы CNN и правила интерпретации для условий различной эксплуатации; обеспечена интеграция с БПЛА. Новизна: комплексная методика обнаружения утечек для Казахстана, объединяющая термосъёмку с крыла и формальные модели знаний, повышающая точность и воспроизводимость решений.

Ағып кетудің негізгі ұғымдары мен жылулық сигнатуралары бойынша білім онтологиясы жасалды. «Жинау → белгілеу → үйрету → инференс → валидация» формальданған конвейері құрылды. Әртүрлі пайдалану жағдайларына бейімделген CNN алгоритмдері мен интерпретация ережелері ұсынылды; ҰША-мен интеграцияланды. Жаңалық: термобейне мен білімнің формальды модельдерін біріктіретін кешенді тәсіл, Қазақстан жағдайында дәлдікті және қайта өндіруді арттыру.

Высокое качество обнаружения при низком уровне ложных срабатываний. Точная локализация места утечки с учётом контекста трассы и местности. Быстрая обработка кадров, стабильная работа на полевом и наземном вычислительных узлах. Высокая доступность системы, готовность к непрерывному мониторингу. Организованный поток и хранение данных, надёжная работа с термографией и метаданными. Длительная автономность БПЛА и значительное покрытие за один вылет. Рациональное энергопотребление наземного узла, обучение и инференс на стандартном GPU. Лёгкая интеграция: единый формат данных, онтология и открытые API/SDK. Обеспечена информационная безопасность: шифрование, ролевой доступ и аудит. Выраженный экономический эффект: снижение расходов на инспекции, ускорение реагирования, риск-ориентированное планирование. Хорошая масштабируемость, готовность к мультидроновым сценариям. Полный комплект документации: ТЗ, матрица требований, протокол аннотаций и материалы валидации.

Анықтау сапасы жоғары, жалған іске қосылулар төмен деңгейде ұсталады. Ағып кету орнын дәлме-дәл локализациялау қамтамасыз етіледі. Кадрларды өңдеу жылдам, далалық және жерүсті есептеу түйіндерінде тұрақты жұмыс істейді. Жүйе қолжетімділігі жоғары, үздіксіз мониторингке бейімделген. Деректер ағыны мен сақтау ұйымдастырылған, термобейне мен метадеректермен сенімді жұмыс істейді. ҰША ұзақ ұша алады, бір ұшуда елеулі аумақты қамтиды. Жерүсті түйінінің қуат тұтынуы ұтымды, стандартты GPU-да оқыту және инференс орындалады. Интеграция жеңіл: бірыңғай деректер форматы, онтология және ашық API/SDK қолдауы бар. Ақпараттық қауіпсіздік сақталады: шифрлау, рөлдік қолжетімділік және журналдау. Экономикалық әсер айқын: инспекция шығындарын азайту, бригадалардың жұмысын жеделдету, жоспарлауды тәуекелге бағдарлау. Жүйе оңай масштабталады, көп-дрондық сценарийлерге дайын. Құжаттама толық: техникалық тапсырма, талаптар матрицасы, аннотация протоколы және валидация материалдары.

Пилотная эксплуатация на тестовых участках трубопроводов; опытная интеграция с действующими регламентами обследований; подготовка к промышленному внедрению.

Құбыр желілерінің тестілік учаскелерінде пилоттық пайдалану; қолданыстағы тексеру регламенттерімен тәжірибелік интеграция; өнеркәсіптік енгізуге дайындау.

Сокращение времени обнаружения и выезда бригад; снижение недоучтённых потерь; рост безопасности; уменьшение затрат на инспекции за счёт приоритизации трасс и автоматизации анализа.

Анықтау уақыты мен бригадалардың шығу уақытын қысқарту; есепке алынбаған шығындарды азайту; қауіпсіздікті арттыру; талдауды автоматтандыру арқылы тексеру шығындарын төмендету.

Магистральные и промысловые трубопроводы нефти, газа, воды и теплоносителей; аварийно-диспетчерские службы; эколого-промышленный мониторинг.

Мұнай, газ, су және жылу тасымалдағыштарының магистральдық/өндірістік құбырлары; апаттық-диспетчерлік қызметтер; экологиялық-өнеркәсіптік мониторинг.

UDC indices
004.1082
International classifier codes
28.23.29;
Key words in Russian
анализ инфракрасных изображений; Автоматическое обнаружение утечек; тепловые изображения; беспилoтники с неподвижным крылом; сверточные нейронные сети; компьютерное зрение; мoниторинг трубопроводов;
Key words in Kazakh
инфрақызыл суреттерді талдау; Ағып кетуді автоматты түрде анықтау; термиялық (жылулық) кескіндер; бекітілген қанатты дрондар; конволюциялық нейрондық желілер; компьютерлік көру; құбырларды бақылау;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Акылбеков Олжас Наурызбаевич Бакалавр / Мастер